关于硅树脂（三）水性硅树脂乳液

耐高温涂料虽然是工业涂料中占比比较小的一部分，但是却也是工业防护和民用生活中最不可或缺的一环，比如船舶烟囱、蒸汽管道、家用壁炉和炊具等均需要进行耐高温防护。传统的耐高温涂料多以有机硅树脂、苯系溶剂、耐高温颜填料等组分制备而成，VOC含量较高，尤其是苯系溶剂对接触人员的潜在风险很高，因此，“环保化”成为了耐高温涂料行业越来越受到关注的话题，隆胜四海的SHSIL™ 系列水性耐高温涂料解决方案也就应运而生。

SHSIL™ 系列水性耐高温树脂涵盖了甲基、甲基苯基、环氧改性甲基苯基共三个系列的水性硅树脂，覆盖200~650℃的耐高温需求，但是相较于传统的溶剂型涂料配方，水性解决方案却要复杂的多：

第一，无论是国际性供应商还是国内供应商，目前所提供的水性硅树脂产品绝大多数属于“乳液”类型，因此这就决定了其抗剪切能力一般的弱点；在配制耐高温黑色涂料或者银色涂料时，一般均建议先配制/研磨无树脂色浆，然后再混拼乳液树脂并低速搅拌均匀的方式得到水性耐高温涂料；在制备铝银漆时尤为需要注意，应事先以稀释剂、分散剂、润湿剂等组分浸泡、润湿、分散铝银浆，再逐步加入水性乳液树脂中，方能得到较为稳定的铝银漆；如直接向水性乳液树脂中加入铝银浆，极易造成乳液树脂的破乳析出。

第二，对于水性耐高温涂料配方的助剂筛选，一般主要涉及分散剂、润湿剂、消泡剂、流平剂、增稠剂、防锈颜料等。润湿剂一般建议优选有机物类，如炔醇 104 E等，聚醚改性硅油在涂层的高温强制干燥时会断链释放硅油链段，反而可能会造成不利影响；分散剂一般以分散无机颜、填料和铝银浆为主，可以尝试使用BYK 190/192等一系列产品；消泡剂主要是为了解决研磨和混合过程中产生的气泡问题，可以尝试使用Tego 810/901, 隆胜四海 T 10-A等系列产品；流平剂原则上可以少加或者不加，也可以适当考虑BYK 333, BYK 381等系列产品；增稠剂优选使用膨润土等无机增稠剂，也可以考虑聚氨酯类增稠剂，如德谦膨润土DE, OMG聚氨酯增稠剂0625等；防锈颜料则多为磷酸锌等金属磷酸盐，可以考虑武汉傲林、杭州思坦等公司的产品。

第三，水性耐高温涂料的干燥是目前耐高温涂料行业“油转水”过程中比较难解决的一个问题。溶剂型耐高温涂料配方中，通过添加适量的氨基硅烷、有机锡/钛等均能明显的改善涂层的干燥效率和性能，而在水性涂料配方中，这些“辅助催化剂”均不能添加，原因在于这些“辅助催化剂”作用于溶剂型配方中均是以其潮气敏感性和碱催化共同作用从而促进硅树脂产品交联反应来实现加速固化的。而当这些“辅助催化剂”一旦加入到水性涂料配方，其优先会被配方中大量的水进攻从而水解，以至于基本失效。当然，现在市面也有一些水性体系可以稳定存在的钛、锡、锆、铋等金属络合物或者乳液，但是, 作用效果如何有待考证。鉴于上述因素的限制，目前的水性硅树脂乳液基本均需要≥230℃ 30min，优选250-280℃ 15min的强制高温方能得到最佳的物理机械性能；对于不能过烘道的工件而言，一般是在喷涂水性耐高温涂料以后，任其在空气中挥发掉水及溶剂，从而体现出“自干”（事实上是高于室温Tg所体现出的一种”假干”）以满足设备的搬运和基础抗划伤性能，待设备投入使用时经过“被高温”从而达到真正的干燥。在提高“自干”这一性能上，混拼入适当的高Tg水性有机树脂能起到一定的效果，但是这会明显的降低涂料配方的性能，尤其是耐温抗黄变性能；一般来讲，如需要得到耐温300℃左右的水性树脂，混拼入的有机硅含量建议至少达到25 % w/w，而建议混拼的有机树脂多以丙烯酸体系为主，因为丙烯酸体系与有机硅具有相对较好的相容性。混拼有机树脂也是一种降低涂料配方成本的有效方式。混拼后的综合性能需要进一步的评测和评估。

第四，水性耐高温涂料的最高耐温区间一般认为只能达到650℃，短期内可以达到700-750℃，此处所谈到的“水性耐高温树脂”主要是指经氯硅烷水解、聚合、二次加工得到水性有机硅树脂，不包含陶瓷涂料体系、硅酸盐体系和其它搪瓷化体系，因此这里的“水性耐高温树脂”一般建议清漆长期耐温温度为300~350℃，色漆（铜铬黑、铁锰黑、铝银漆）长期耐温温度为~650℃。

第五，水性耐高温树脂去异味化。目前市面存在的水性高温有机硅树脂绝大多数均含有少量的苯系溶剂，这是因为甲苯、二甲苯是有机硅的良溶剂，短时间内很难完美的去除这一弊端。虽然有一支产品宣称几乎没有异味溶剂，但是这只产品在制备清漆时却有明显的不透明和发黄现象，无法作为浅色系涂料配方树脂使用。

涂料行业的“油转水”是一个亟待解决的课题，但是没有办法兼具“环保无味、单组份、自干、耐温、防腐、低成本“等要求，而对于耐高温涂料则还有几乎没有可加入的“水性催化剂”的难点，因此这也就造成了“水性”性能难以与“溶剂型”性能相比拟的既定事实。如果需要实现耐高温涂料的“油转水”，不仅需要树脂供应商的推陈出新，更需要涂料配方师的持续应用开发，最重要的还是涂料产业链对涂料性能定位的平衡化和综合化认知，从而才能真正的实现“耐高温涂料水性化”。

隆胜四海水性耐高温树脂（有机硅树脂乳液）系列产品