［ ］ # ( 脂涂料 。中科院兰州化学物理研究所用羟基
封端的聚二甲基硅氧烷，在偶氮二异丁腈的作用 下，与甲基丙烯酸（酯）类单体进行溶液共聚， 得到硅橡胶改性丙烯酸树脂，该树脂具有很好的
［ ］ # ) 耐热性 。
! " ! 有机硅改性丙烯酸树脂涂料 有机硅改性丙烯酸树脂涂料具有优良的耐候 性、保光保色性，不易粉化，光泽好；大量用于 金属板材的预涂装、机器设备的涂装及建筑物内 外墙的耐候装饰与装修。有机硅改性丙烯酸树脂 有溶剂型和乳液型两类，其中硅丙乳胶涂料具有 优良的耐候性、耐沾污性、耐化学药品性能，是 一种环保型绿色涂料。湖北大学采用水溶性自由 基引发剂，以含氢硅油与丙烯酸丁酯为原料，通 万方数据 过乳液聚合方法合成了性能优异的有机硅 ／ 丙烯
有机硅涂料研究进展
孙争光 朱杰 黄世强
（湖北大学化学与材料科学学院，武汉 ! ） " # # $ %
摘要：综述了有机硅树脂涂料及有机硅改性醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、苯丙乳液、聚氨酯等 涂料的研究与应用进展，指出了有机硅涂料的发展趋势。 关键词：有机硅，涂料，硅树脂
有机硅是第一个获得广泛应用的元素有机高 分子化合物，因其独特的化学结构而具有优异的 性能，广泛应用于国民经济的各个领域，在涂料 工业中亦占有相当重要的地位。有机硅涂料是以 有机硅聚合物或有机硅改性聚合物为主要成膜物 质的涂料，它具有优良的耐热耐寒、电绝缘、耐 电晕、耐辐射、耐潮湿和憎水、耐候、耐沾污及 耐化学腐蚀等性能，近年来在产品性能改进及应 用方面都得到了迅速发展。
+ , . + / " " 为主要原料，以丙酮和二甲苯为溶剂， 合成了摩尔质量分布窄的可溶性梯形聚甲基硅树 脂，采用该树脂与一定量的铝粉、室温硫化硅橡 胶 配 制 成 的 高 温 防 腐 涂 料， 经 % ’ # 0老化 ，其柔韧性、耐油性和耐腐蚀性等均良 (# # #9
［ ］ ! 好 。合肥工业大学用四官能团的硅酸酯与三
［ ］ " 膜电 阻 器 的 阻 燃 涂 料 。中 科 院 化 学 所 以
( 硅树脂涂料
以有机硅树脂为成膜物质制成的涂料主要有 耐热耐候有机硅防腐涂料、耐搔抓的透明有机硅 涂料、脱模和防潮涂料及耐辐射涂料等品种。 涂料 用 有 机 硅 树 脂 一 般 以 甲 基 三 氯 硅 烷 （+ 、二甲基二氯硅烷［（+ 、 , . + / , . + / " "） "） % %］ 苯基 三 氯 硅 烷（+ 、二 苯 基 二 氯 硅 烷 , . + / $ ’ "） ［（+ , . + / $ ’） % %］ 及 甲 基 苯 基 二 氯 硅 烷 ［+ 等为原料进行水解缩聚而制 , + , . + / "（ $ ’） %］ 得。单体结构、官能团数目与比例对涂层性能的 影响很大。硅原子上连接的有机基团种类对树脂 的性能也有影响，不同的有机基团可使有机硅树 脂表现出不同的性能。例如，当有机基团为甲基 时，可赋予有机硅树脂热稳定性、脱模性、憎水 性、耐电弧性；为苯基时，赋予有机硅树脂氧化 稳定性，在一定范围内可破坏高聚物的结晶性； 为乙烯基时，可改善有机硅树脂的固化特性，并 带来偶联性；为苯基乙基时，可改善有机硅树脂 与有机物的共混性。在硅氧烷主链引入丁基，可 万方数据 增加其与醇酸树脂、聚酯树脂等的相容性；引入
化工艺，采用活性硅油与丙烯酸酯类单体进行乳 液共聚，得到有机硅改性丙烯酸乳液，用该乳液
［ ］ # # 配制的涂料涂层耐沾污性好，综合性能优异 。
复旦大学采用含乙烯基官能团的有机硅单体与甲 基丙烯酸酯、丙烯酸酯、丙烯酸羟基酯等单体通 过种子乳液聚合，得到了稳定的性能优异的有机
［ ］ # ! 硅改性丙烯酸酯乳液 。浙江大学采用有机硅
・! !・
有
机
硅
材
料
第# +卷
固化时间长，大面积施工不方便；对基材的附着 力差，耐有机溶剂性差，温度较高时漆膜的机械 强度不好，价格较贵等。为克服这些缺点，常用 有机硅树脂对有机树脂进行改性。改性有机硅树 脂通常兼具两种树脂的优点，可弥补两种树脂在 性能上的某些不足，从而提高性能、拓展应用领 域。改性方法有物理共混和化学改性两种，化学 改性的效果一般比物理共混改性好。化学改性主 要是在聚硅氧烷链的末端或侧链上引入活性基 团，再与其它高分子反应生成嵌段、接枝或互穿 网络共聚物，从而获得新的性能。在涂料工业 中，用有机硅改性的有机树脂主要有醇酸树脂、 丙烯酸树脂、环氧树脂等。 ! " # 有机硅改性醇酸树脂涂料 有机硅改性醇酸树脂涂料既保留有醇酸树脂 漆室温固化和涂膜物理、机械性能好的优点，又 具有有机硅树脂耐热、耐紫外线老化及耐水性好 的特点，是一种综合性能优良的涂料。最早的改 性方法是将有机硅树脂直接加到反应达到终点的 醇酸树脂反应釜中即可；通过这样简单的混合， 醇酸树脂的室外耐候性大大改进。另一种改性方 法是制备反应性的有机硅低聚物，用以和醇酸树 脂上的自由羟基进行反应；也可将有机硅低聚物 作为多元醇与醇酸树脂进行共缩聚。通过化学反 应改性的醇酸树脂耐候性更好。湖南大学用醇解 法制成的羟基封端醇酸预聚体与以水解法或异官 能团法制成的有机硅预聚体进行缩聚反应合成出 （$%&） ! 型结构的有机硅 % 醇酸 嵌 段 共 聚 物， 并以该嵌段共聚物为基料制成清漆；该清漆综合 性能优良，既具有醇酸树脂清漆的室温固化、漆 膜柔韧性、冲击强度和附着力好的优点，又大大 提高了耐热、耐大气老化和抗水介质腐蚀等性
! " . 有机硅改性环氧树脂涂料 用有机硅对环氧树脂进行改性，既可降低环 氧树脂内应力，又能增加环氧树脂韧性、提高其 耐热性。中科院化学所用聚二甲基硅氧烷改性邻 甲酚酚醛环氧树脂，使其内应力大幅度降低，抗
［ ］ # , 开裂指数大为提高 。武汉材料保护研究所采
用环氧树脂与混容性好的反应性有机硅低聚物缩 聚，所制得的有机硅改性环氧树脂兼具环氧树脂 和有机硅树脂的优点，不仅提高了耐热性，而且
单体对丙烯酸树脂进行改性，制得硅丙乳胶涂
［ ］ # . 料 。重庆大学合成了聚有机硅氧烷 % 聚丙烯
酸酯互穿网络涂料，该涂料具有无色透明、硬度 高、附着力强、耐酸沉降、耐热老化性及透水性
［ ］ # + 好等优点，可用作摩岩石刻防风化材料 。
上海市建筑科学研究院开发的有机硅丙烯酸 树脂适合于配制耐候性达 # / 年以上的高耐候性
官能团的烷基硅氧烷，通过严格控制共水解反 应，制得兼有硅酸盐和有机硅聚合物特性的基 料，该基料与颜填料及其它辅助材料按一定比例
［ ］ ’ 配合可制成有机硅耐热涂料 。
% 改性有机硅树脂涂料
尽管有机硅树脂具有许多优异性能，但也存 在一些问题：一般需高温（ ( ’ # ! % # # 0）固化，
收稿日期： 。 % # # # & # ! & # ’ 作者简介：孙争光（ ，男，工学硕士，主要从事有 ( ) * ! &） 机硅材料的研究与开发。
［ ］ # / 涂料 。合肥工业大学用正硅酸乙酯部分水解
缩聚而得的聚硅氧烷与带羟基的丙烯酸树脂反应 制得有机硅接枝改性丙烯酸树脂；该树脂在耐酸 碱、耐盐、耐溶剂性能及冲击强度等方面较纯聚 硅氧烷有明显改善，且在耐高温性方面较丙烯酸
［ ］ # ’ 树脂明显提高 。江苏省建筑材料研究设计院
在丙烯酸树脂的合成中引入一定量的有机硅官能 团，制得了溶剂型高耐候性有机硅改性丙烯酸树
［ ］ ’ 能 。
酸酯乳液；该乳液具有很好的耐酸碱、耐高低温 及耐电解质稳定性，用其配成的涂料具有很好的
［ ， ］ ( ) 耐候性和耐沾污性能 。济南化工研究所以丙
烯酸酯类单体、* 和乙烯基七甲基环四硅氧烷 + 为原料，通过加入一定量的接枝剂，采用一次投 料法合成了稳定的聚丙烯酸酯%聚硅氧烷复合乳
［ ， ］ , # 液 。四川省建材工业科学研究院通过预乳
亚苯基、二苯醚亚基、联苯亚基等芳亚基及硅碳 硼高聚物时，耐辐射性强、耐温可达 " # #!’ # # 0；主链结构为. &1 键的有机硅高聚物，其热 稳定性在! # #0以上。在实际应用中，可根据需 要选用不同的有机硅单体，在有机硅树脂中引入
［ ］ ( ! % 不同的有机基团 。
晨光化工研究院采用粘度为 % ・ #!! #2 3 4 5 的羟基硅油、 （+ ） 及甲基三乙氧基硅烷 , . + / "% % 为 原 料， 控 制 !6 ／ 等 于 ( ， ! 7 "!( 7 ! . （+ ） 与羟基硅油的质量比为 * ，并 , . + / # 8 " # "% % 采用滴加水的方式于’ ，得到具有 #0共水解(9 良好硬度和弹性的甲基硅树脂，可用于制备金属
第 $期
［ ］ ! " 具有良好的防腐性 。
孙争光等9有机硅涂料研究进展
・! (・
机硅增硬涂料处理的透明塑料已广泛用作眼镜 片、汽车车前灯罩、仪表刻度板、光盘及特殊建 筑用窗玻璃等。
! # $ 有机硅改性苯丙乳液涂料 用有机硅乳液对苯丙乳液进行改性，可明显 提高其耐候性、保光性、弹性和耐久性等。上海 工程技术大学采用接枝共聚反应合成的有机硅改 性苯丙乳液兼具有机硅和丙烯酸树脂的优良性 能，涂膜弹性好，其断裂伸长率明显高于苯丙乳
［ ］ ! % 液涂膜 。上海交通科技大学在苯乙烯 & 丙烯
$ 结语
随着新材料的深入研究、开发和改进，有机 硅涂料的性能亦将更加优异，以满足不同行业或 领域的不同需求。随着人们生活水平的改善和对 居室及建筑物美化要求的提高，有机硅涂料以其 优异的耐候性和耐沾污性能在建筑物的装饰装修 方面有着广阔的应用前景；并且，随着人们环保 意识的增强，有机硅涂料将朝着无污染、绿色环 保型方向发展。 参 考 文 献
［ ］ ! ( 附着力、硬度、耐热性也得到提高 。该所还