Как силиконовая смола Methyl MQ используется в морских покрытиях?

В современных покрытиях и адгезивах метил-MQ силиконовая смола стала новым видом силиконовой смолы, привлекающим повышенное внимание.

Она широко используется не только в морских красках и покрытиях с низкой поверхностной энергией, но также в силиконовых чувствительных к давлению адгезивах, чувствительных к давлению клейких лентах, разделительных агентах и высокопроизводительных силиконовых резиновых системах. Поскольку эти материалы сочетают низкую поверхностную энергию, устойчивость к низким температурам, долговечность при высоких температурах и высокую механическую прочность, они особенно подходят для суровых условий в отраслях здравоохранения, морского дела и производства полупроводниковых компонентов.

Выделяют восемь аспектов для рассмотрения:

• Что такое метил-MQ силиконовая смола?
• Зачем использовать метил-MQ силиконовую смолу в покрытиях?
• Как работает метил-MQ силиконовая смола в морских покрытиях?
• Как силиконовые масла и добавки работают совместно с MQ силиконовой смолой?
• Как насчёт механических свойств силиконовой MQ смолы?
• Как метил-MQ силиконовая смола сравнивается с другими продуктами?
• Хранение и обращение с продуктом?
• Как улучшить ваше лакокрасочное изделие?

1. Что такое метил-MQ силиконовая смола?

С точки зрения структуры, метил-MQ силиконовая смола представляет собой трёхмерную сетчатую структуру, состоящую из “M” единиц (R₃SiO₁/₂) и “Q” единиц (SiO₄/₂). В структурной формуле M-единицы несут метильные (а иногда винильные) группы, тогда как Q-единицы образуют жёсткую q-цепь связей Si–O–Si. Эту уникальную силоксановую архитектуру можно рассматривать как наноразмерные молекулы или частицы с жёстким неорганическим ядром и гибкой органической оболочкой.

Во многих брошюрах продукции молекулярная структура описывается как отдельная функциональная силоксановая цепь или цепь функциональной силоксановой поликонденсации, обёрнутая вокруг кремнезёмоподобного ядра. Поскольку сетка сильно сшита и в некоторой степени нелинейна, молекулярная масса (или молярная масса, иногда обозначаемая как молярная масса в старых технических данных) может выражаться только как усреднённый диапазон, но она достаточно высока, чтобы выступать в качестве твёрдого упрочняющего материала или упрочняющего агента в гибридных системах.

Промышленные метил MQ силиконовые смолы часто поставляются в виде белого порошка или прозрачной, практически бесцветной дисперсионной системы в подходящем растворителе (например, ароматических или алифатических углеводородах, либо диметилсиликоновом масле). Технические характеристики, показатели и точное соотношение M и Q единиц зависят от требований применения: в различных составах используется различное соотношение метильных, виниловых и других функциональных групп для регулирования гибкости, плотности сшивки и совместимости с целевой системой.

XJY-8205 MQ resin(Silicic acid, sodium salt, reaction products with chlorotrimethylsilane and iso-Pr alc..) is a co-hydrolysis product of tetraalkoxy silane (Q unit) and trimethylalkoxy silane (M unit).

MQ смола широко применяется в средствах личной гигиены, клеях, пеногасителях и гидрофобизаторах, а также демонстрирует хорошую разделяющую способность в разделительных агентах для переработки полиуретана.

2. Почему использовать метил MQ силиконовую смолу в покрытиях?

Уникальная Si–O–Si цепь в MQ смолах обеспечивает превосходные изоляционные свойства, очень хорошую устойчивость к нагреву, УФ-излучению и химическим веществам, а одновременно умеренную гибкость при смешивании с органическими полимерами. В морских гидроизоляционных и противообрастающих покрытиях метил MQ обеспечивает:

Поверхность с низкой поверхностной энергией (низкая адгезия к обрастанию)

Прочное сцепление с органическими связующими

Длительный срок хранения в условиях герметичной тары (прохладное, защищенное от света, сухое, вентилируемое место)

Способность работать как при низких, так и при высоких температурах без потери производительности

Поскольку материал основан на уникальном силоксане и очень уникальном силоксановом каркасе, он может выдерживать повторяющиеся тепловые циклы и воздействие окружающей среды, оставаясь прочным и сохраняя высокую механическую прочность. При низком уровне добавления он действует как армирующий агент в акриловых или полиэфирных матрицах; при более высоких уровнях он может формировать основное связующее покрытия с низкой поверхностной энергией.

Еще одно важное преимущество – лучшая совместимость по сравнению с простыми кремнеземными наполнителями: органическая оболочка вокруг частиц MQ обеспечивает их совместимость со многими органическими смоляными системами, силиконовой резиной и жидкой силиконовой резиной, что делает составление и подготовку формул проще и дешевле, чем полностью фторированные альтернативы.

3. Как работает метил MQ силиконовая смола в морских покрытиях?

 

В упомянутом исследовании авторы синтезировали акрилат–MQ сополимер путем сополимеризации метил MQ силикона (метилвинил MQ смолы) с метилметакрилатом и бутилакрилатом. В химическом отношении структура сополимера состоит из:

Жесткого MQ ядра,

Акрилатных сегментов, ковалентно присоединенных к молекулам MQ,

И небольшого количества винильных групп, которые помогают связывать цепь вместе.

Эта гибридная система ведет себя иначе, чем чистый ПДМС или чистые акриловые материалы:

MQ ядро обеспечивает превосходные изоляционные свойства, низкую поверхностную энергию и устойчивость к обрастанию.

Акрилатные сегменты вносят вклад в твердость, прочность и улучшенную адгезию к стали и эпоксидным грунтовкам.

В результате получается покрытие с низкой поверхностной энергией, аналогичной ПДМС, но с гораздо более высокой механической прочностью и лучшей стойкостью к царапинам.

Поскольку связующее является акрилатно–MQ-силиконовым гибридом, оно также может использоваться в других покрытиях, таких как гидроизоляционные покрытия, антипригарные краски и системы промышленных агентов для обработки поверхностей, где критически важны термостойкость и химическая стойкость.

4. Как силиконовые масла и добавки взаимодействуют с MQ-силиконовой смолой?

В дополнение к акрилатно–MQ-связующему, состав для противообрастания включает нереакционноспособное силиконовое масло (фенилметилтипа) в качестве агента противообрастания. Эта концепция аналогична использованию диметилсиликонового масла в качестве смазочно-разделительного агента в составах чувствительных к давлению клеев и силиконовых чувствительных к давлению клеев.

После отверждения силиконовое масло медленно мигрирует на поверхность покрытия, образуя тонкий смазывающий слой. Присутствие MQ-силиконовой смолы и акрилатных сегментов контролирует скорость миграции: более высокое содержание MQ, как правило, означает более низкую совместимость и, следовательно, более эффективную миграцию, что полезно для противообрастания. Тот же механизм используется в разделительных агентах для форм, силиконовых чувствительных к давлению клеевых лентах и пакетах агентов для обработки поверхности армированного силиконового каучука и жидкого силиконового каучука.

Покрытие также может содержать другие добавки, такие как пигменты, наполнители, модификаторы реологии и агенты контроля пенообразования. Некоторые метил-MQ продукты специально разработаны для хорошего пеноподавления, помогая разработчикам сохранять гладкую пленку без дефектов.

5. Как насчет механических свойств силиконовой MQ-смолы?

По сравнению с эталонным PDMS покрытием для противообрастания, акрилатно–MQ-покрытие демонстрирует:

Значительно более высокий модуль упругости при растяжении и предел прочности при растяжении, что указывает на лучшую эффективность армирующего материала от MQ-сети.

Более высокую твердость по Шору и улучшенную устойчивость к царапинам, что особенно важно для корпусов судов и морских сооружений.

Твердость по карандашу улучшается с 5B до 4H–5H, что дает явную разницу в устойчивости к истиранию.

 

Объемная стабильность в морской воде также превосходна: даже после 30 дней в искусственной морской воде коэффициент объемного набухания образца с высоким содержанием MQ остается ниже 2–3 %. Это отчасти потому, что жесткие MQ-частицы действуют как трехмерная сеть из диоксида кремния, но с умеренной гибкостью и лучшей совместимостью, чем сырой диоксид кремния.

Такие свойства одинаково ценны в других системах силиконового каучука. Когда MQ-силиконовая смола смешивается с армированным силиконовым каучуком или жидким силиконовым каучуком, она может улучшить высокую механическую прочность, сопротивление разрыву и низкотемпературную стойкость, сохраняя при этом гибкость материалов. Например, в полупроводниковых компонентах MQ-модифицированный силиконовый каучук используется в качестве герметика с отличными изоляционными свойствами и длительным сроком хранения.

6. Как метил-MQ силиконовая смола сравнивается с другими?

Традиционные силиконовые смолы часто действуют как простые пленкообразователи или добавки, тогда как метил-MQ силиконовая смола разработана как армирующий материал и компонент с низкой поверхностной энергией в одном. Разница заключается в структуре:

Классические силиконовые смолы могут иметь случайные сети без четкого отношения M/Q.

Типы MQ имеют определённую структуру, состоящую из M-единиц снаружи и Q-единиц внутри, что придаёт уникальную силоксановую или особую силоксановую структуру с предсказуемыми техническими показателями.

Благодаря этому, MQ-смолы можно использовать для точной настройки адгезии, глянца, твёрдости и стойкости контролируемым образом. Их также можно комбинировать с силиконовыми системами клеев-расплавов, где MQ-смола выступает в качестве твёрдого армирующего агента для повышения когезии и сдвиговой прочности при высоких температурах в клее-расплаве и клейкой ленте.

7. Хранение и обращение?

Для сохранения стабильности характеристик и срока годности поставщики обычно рекомендуют хранить продукты MQ в герметичной таре в прохладном, сухом, хорошо вентилируемом месте, избегая света. В зависимости от формы (белый порошок или прозрачный раствор) условия хранения и максимальный рекомендуемый срок до использования могут отличаться.

При включении в покрытия, клеи или силиконовые резиновые системы, фактическая производительность будет зависеть от требований применения и общей рецептуры: выбор растворителя, объёмная концентрация пигмента, катализатор отверждения и другие добавки влияют на конечную плёнку.

Поскольку продукты MQ относительно дёшевы по сравнению с фторполимерами, но обеспечивают высокий уровень стойкости и долговечную производительность, их всё чаще выбирают в качестве экономичного способа модернизации существующих органических лакокрасочных систем и клеев.

8. Как улучшить ваше лакокрасочное изделие?

Помимо противообрастающих покрытий для морских судов, метил-MQ силиконовая смола может использоваться в:

Водостойких покрытиях и грязеотталкивающих красках для зданий и инфраструктуры,

Рецептурах поверхностно-активных веществ и разделителей для пластиков, резины и металла,

Рецептурах силиконовой резины и жидкой силиконовой резины в качестве гибридного армирующего агента,

Высокопроизводительных системах силиконовых клеев-расплавов, где MQ улучшает когезию и термостойкость,

Электрических и полупроводниковых компонентах, требующих высокой температуры и электрического сопротивления,

Различных клеях, где необходимо сбалансировать низкую поверхностную энергию и сильную адгезию.

XJY Silicones - один из ведущих производителей силиконовых MQ- и VMQ-смол в Китае с более чем 30-летним опытом НИОКР и производства в силиконовой отрасли, а также с более чем 15 соответствующими патентами и технической поддержкой. Наши силиконовые сырьевые продукты могут удовлетворить потребности области силиконовых покрытий и обеспечить предложение диверсифицированных индивидуальных решений.