0 引言
人类自生产涂料以来，涂料的新技术层出不穷。从初使用天然油脂或树脂作原料，到当今的合成树脂，涂料的性能也得到极大的提升。但目前所用的合成树脂主要是丙烯酸、环氧、聚氨酯、氟碳树脂等，难以满足当今涂料对环保和低碳的要求。本文介绍了一种新型聚合物——α- 硅烷封端杂化聚醚，由此可制备高性能无溶剂涂料。

1 制备原理
硅烷封端聚合物原先主要用于密封胶，其固化机理是每个高分子聚合物两端各连接一个硅烷氧基团。硅烷氧基团具有一定的活性，在常温下能与空气中的水气发生水解反应生成相应的硅醇；生成的硅醇基团之间能进行脱水缩合反应，从而形成带硅氧烷结构的高分子产物。常用的硅烷封端聚合物有两大类：一类是硅烷封端聚氨酯，另一类是硅烷封端聚醚。硅烷封端聚氨酯是通过含有异氰酸根的聚氨酯预聚物，与多种氨基硅烷反应而得。研究发现：此类产品往往需要非常特殊的硅烷，从而避免不必要的副反应，而导致产物的黏度急剧上升，甚至会产生凝胶。为了克服黏度骤升的问题，新近发展的技术是将有机硅烷直接引入到基础聚合物中，硅烷氢化技术是通常采用的一种方法。此类产品一般通过有机硅烷与纯的聚醚反应而得。产物的黏度小，但是此类聚合物的端基一般为二甲氧基（甲基）硅基功能化基团，由于硅原子通过3 个碳原子与氧原子相连，氧原子的亲核作用无法传递到硅原子上，所以该类聚合物的活性较低，从而导致终产品的固化速度慢，表面较黏，需要添加有机锡催化剂，难以用到涂料领域。α- 烷氧基硅烷的大不同是其功能化的基团仅通过一个碳原子和硅原子相连。在α- 硅烷中，由于推电子基团X（如N，O）仅被一个亚甲基所阻隔，烷氧基被激活，使其交联反应速度大大提高，被称为α-效应。这也是α- 硅烷和γ- 硅烷之间大的区别。α-硅烷与γ- 硅烷的结构示意图见图1。

与此同时，当α- 硅烷和有机聚合物反应相连后，依旧可以保持其高活性的特点。因此，在相同条件下，α- 硅烷封端聚合物的活性和交联速度远高于γ-硅烷封端聚合物。导致相对活性较低的α- 二甲氧基硅烷或α- 三乙氧基硅烷的活性仍高于γ- 三甲氧基硅烷封端聚合物的活性。
此技术的优点主要体现在以下3 个方面：，异氰酸根端基的活性硅烷可与各种带羟基的不同基础聚合物反应，从而得到及其广泛的产品；第二，反应通过传统的方法即得以进行，几乎没有任何副反应，完全没有游离异氰酸酯释放；第三，反应几乎不会导致产物黏度的上升。选用羟基聚醚作为基础聚合物的原因是，羟基聚醚不同于羟基聚氨酯，由于羟基聚醚分子间没有氢键缔合，所以其黏度比相同相对分子质量的羟基聚氨酯低得多，使得用硅烷封端聚醚配制无溶剂涂料成为可能。
二官能度α- 硅烷封端聚醚的一个显著优点是可以降低交联密度，增加聚合物网络链的长度，从而可以提高聚合物的弹性和强度。二官能度α- 硅烷封端聚醚与三官能度α- 硅烷封端聚醚配用，可调节涂料的性能。
α- 硅烷封端聚醚的固化机理如图2 所示。聚合物与空气中的水气反应，生成硅醇和小分子醇，硅醇与硅烷氧基反应，再脱除小分子醇，自交联生成有机硅的高分子结构。生成的热固性高分子化合物结构中含有硅- 氧- 硅结构、聚醚结构和聚氨酯结构，属于杂合化学物，不熔不溶，具有很高的化学惰性。

该反应不同于单组分聚氨酯的潮气固化机理，由于反应的副产物是醇，而不是二氧化碳，醇能溶解于聚合物中，即使厚涂也不会产生气泡。
2 涂料配制
2.1 试验配方
配制涂料配方见表1。
表1 配制涂料配方

2.2 生产工艺
由于本体系是潮气固化体系，要求严格控制生产工艺，且所用颜填料应预先进行干燥处理。配制涂料时先将分散剂和消泡剂加入增塑剂或活性稀释剂中，然后加入颜填料，高速分散至细度符合要求。再加入脱水剂和树脂，搅拌均匀，后加催化剂，搅拌均匀后，真空脱除空气，后密封，包装。