Зачем добавлять силиконовые добавки в водорастворимую краску?

Waterborne paints are a new type of environmentally friendly coating using water as the main solvent, also known as water paint, used by spray gun, after the water evaporates can form coating,  which is widely used in construction, automotive, industrial coatings, and other fields. Compared with traditional solvent-based paint and first coat, water-based coatings can be directly coated and constructed on wet surfaces and in humid environments; water-based coatings are well adapted to the surface of the material and have strong coating adhesion and less volatile organic compounds, they also can reduce VOC emissions. So why apply silicone additives to waterborne paints?

Гидрофобный полисилоксан-полиэфир CСополимеры характеризуются высокой степенью несовместимости с пенной средой (раствор вода/ПАВ). В то же время они совместимы с покрывающей средой. Это обеспечивает их высокоэффективную пеногасящую способность с тенденцией не вызывать усадку. Многие дефекты лакокрасочной пленки, такие как усадка, плохое смачивание подложки и апельсиновая корка, вызваны различиями в поверхностном натяжении.

Силиконовые добавки могут снижать поверхностное натяжение водных красок и поддерживать его на низком уровне без возникновения перепадов поверхностного натяжения, тем самым решая многие проблемы, вызванные поверхностным натяжением. Помимо снижения поверхностного натяжения, такие добавки также могут повышать смачиваемость поверхности водных красок, благодаря чему улучшается устойчивость к царапинам.

Здесь’немного информации об этом:

• Как классифицировать силиконовые добавки?
• Как работают силиконовые добавки?
• Каковы преимущества кремниевых добавок?
• Какие меры предосторожности при использовании кремниевых добавок?
• Как изготавливают кремниевые добавки?

1. Как классифицировать силиконовые добавки?

По сравнению с масляными системами, водные краски из-за использования воды в качестве дисперсионной среды, высокое поверхностное натяжение легко приводит к усадке покрытия, вспениванию системы, трудностям диспергирования пигмента, проблемам адгезии и смачивания подложки и другим недостаткам, поэтому в водные системы вводят различные добавки. Кремниевые добавки благодаря своей молекулярной структуре обладают низким поверхностным натяжением и высокой поверхностной активностью, поэтому они широко используются как в водных, так и в растворительных красках. Химическую структуру можно разделить на две основные категории: силиконы и силиконовые масла, как описано ниже.

(1) Силоксаны обычно представляют собой низкомолекулярные соединения и используются в качестве усилителей адгезии, сшивающих агентов, диспергаторов, смачивателей и т.д. в водных или растворительных красках.

(2) Silicone oil by controlling the size of the molecular weight, for the control of the branched chain structure, the group can be synthesized with different properties of the additives to adapt to the needs of different systems, have good performance in waterborne paint or solvent-based paints.

2. Как работают силиконовые добавки?

Большинство добавок, используемых в водных лакокрасочных системах, являются поверхностно-активными веществами, поэтому они обычно используются для решения проблем между покрытием и подложкой путем снижения поверхностного натяжения (граница раздела покрытие-воздух) и межфазного натяжения (граница раздела пигмент-наполнитель-система, покрытие-подложка и т.д.), что улучшает характеристики покрытия. Далее в основном описывается принцип действия различных типов добавок.

2.1 В качестве усилителя адгезии

Для керамики, стекла, пластиков, металлов и других подложек химическая связь может эффективно способствовать адгезии между покрытием и подложкой. Органосиланы при гидролизе образуют силанольные группы, которые могут взаимодействовать с гидроксильными группами на поверхности подложки, образуя прочный адсорбционный слой. В то же время реакционноспособные группы R могут образовывать сшивающие связи с группами в смоле, выполняя роль мостика между смолой и подложкой.

2.2 В качестве смачивающего агента для силиконовой подложки

В процессе нанесения водных красок поверхности металла, дерева, пластика и других подложек часто плохо смачиваются, что приводит к эффекту усадки. Кремниевые смачивающие агенты для таких подложек обеспечивают хорошее смачивание.

Быстрое смачивание подложки является динамическим процессом: смачивающий агент быстро перемещается к поверхности системы, снижая ее поверхностное натяжение и достигая эффекта быстрого смачивания.

Процесс миграции поверхностно-активного вещества может быть охарактеризован динамическим поверхностным натяжением: чем ниже динамическое поверхностное натяжение, тем быстрее ПАВ мигрирует из воды на границу раздела. На процесс миграции в основном влияют структура молекулярной цепи, молекулярная масса, вязкость системы и ионная сила.

Водные системы обычно используют больше кремниевых смачивающих агентов PПолиэфир-модифицированное силиконовое масло имеет относительно низкую молекулярную массу, n = 0 ~ 3, x = 1 ~ 10. В то же время большое количество внешних CH3-цепей значительно снижает поверхностное натяжение. Исследования показывают, что наилучший эффект достигается, когда гидрофильная группа находится в среднем положении сегмента цепи.

Благодаря особым свойствам кремния его применение в водных покрытиях дает множество преимуществ: он эффективно снижает поверхностное натяжение пленки и улучшает ее гладкость. Кроме того, высокостабильная структура, содержащая кремний, улучшает атмосферостойкость пленки и снижает вероятность пожелтения.

3. Каковы преимущества силиконовых добавок?

3.1 Устойчивость к атмосферным воздействиям и истиранию

Применение кремниевых добавок в водных красках может значительно повысить их атмосферостойкость. Это означает, что водная краска более устойчива к окислению, ультрафиолетовому излучению и влаге, что продлевает срок службы покрытия. Кроме того, кремниевые добавки также улучшают устойчивость покрытия к истиранию, делая его менее подверженным износу и повреждениям в процессе эксплуатации.

3.2 Глянец и прозрачность 

Кремниевые добавки могут увеличить блеск и прозрачность водной краски, придавая ей более привлекательный внешний вид. Это особенно важно для применений, требующих высокого блеска или прозрачности поверхности краски, таких как печать и упаковка.

3.3 Снижение поверхностного натяжения покрытий

Кремниевые добавки снижают поверхностное натяжение водных покрытий, облегчая их растекание и выравнивание. Это улучшает гладкость поверхности покрытия и снижает риск образования пузырьков воздуха или неравномерности нанесения.

3.4 Улучшение адгезии и устойчивости к пятнам

Кремниевые добавки могут улучшить устойчивость к адгезии водной краски, уменьшая липкость и облегчая очистку и уход за поверхностью покрытия. Кроме того, они также повышают устойчивость к загрязнениям, делая покрытие менее подверженным прилипанию грязи и загрязнителей.

XJY-8010/8250 Хлопьевидная метилфенилсиликоновая смола/Хлопьевидная силиконовая смолаn are silicone resins with hydroxyl functional groups, which can be used in solvent-borne high-temperature coating additives and other solvent-based paints to enhance the waterborne paint’ resistance to high temperatures, weathering, waterproofing, and hardness, is also environmentally friendly paint.

XJY-83350 Хлопьевидная силиконовая смола, модифицированная полиэфиром Это полиэфир-модифицированный метилфенилсиликоновый смоляной полупродукт, который может использоваться в различных водных красках для улучшения их характеристик.

4. Какие меры предосторожности при использовании силиконовых добавок?

4.1 Тест на совместимость

Перед введением кремниевых добавок в рецептуру водной краски важно провести тест на совместимость. Различные типы кремниевых добавок могут быть несовместимы с другими компонентами покрытия, поэтому необходимо убедиться, что они совместимы с другими компонентами в рецептуре.

4.2 Управление использованием

Обязательно используйте правильное количество силиконовых добавок. Чрезмерное количество силиконовых добавок может привести к неравномерному глянцу или липкости водной краски, в то время как недостаточное количество может не дать желаемого эффекта.

4.4 Условия строительства

Такие условия, как температура, влажность и давление воздуха при нанесении водной краски, могут повлиять на эффективность силиконовых добавок. Всегда убеждайтесь, что условия нанесения подходят для достижения наилучших результатов.

4.5 Меры безопасности

При работе с силиконовыми добавками необходимо принимать соответствующие меры безопасности для защиты оператора, включая использование соответствующих средств индивидуальной защиты, обеспечение хорошей вентиляции и следование рекомендациям из паспорта безопасности.

Чтобы обеспечить оптимальные результаты, количество используемых силиконовых добавок должно быть разумно контролируемым, а также необходимо уделять внимание совместимости покрытия, условиям нанесения и мерам безопасности. Благодаря правильному применению и аккуратному обращению силиконовые добавки могут обеспечить превосходные эксплуатационные характеристики и внешний вид для различных применений (например, водные автомобильные краски).

5. Как изготавливать силиконовые добавки?

Любое покрытие, в котором вода используется в качестве растворителя или дисперсионной среды, можно назвать водным покрытием. Водные покрытия являются относительно новым типом покрытий на современном рынке. Использование силиконовых добавок в водных покрытиях дает различные преимущества, включая улучшенную атмосферостойкость, глянец и прозрачность, снижение поверхностного натяжения, а также повышенную адгезию и устойчивость к пятнам. Как сделать ваши продукты более конкурентоспособными?

XJY Силиконы является одним из ведущих силиконовая смола MQ и Силикон VMQ производители в Китае, с более чем 30-летним опытом исследований и разработок и производства в силиконовой промышленности, а также с более чем 15 соответствующими патентами и технической поддержкой. Наш продукты из силиконового сырья могут удовлетворить потребности силиконовые водные краски и поддерживать предоставление разнообразных индивидуальных решений.