Силіконові смоли для термостійких покриттів

Силіконові смоли SILRES - високозшиті полісилоксани з органічними боковими групами (метильні, фенільні або змішані феніл-метильні замісники), що формують тривимірну сітчасту структуру після термічного затвердіння при 150-250°C. Ступінь зшивання 60-80% забезпечує термічну стабільність (розкладання вище 350°C в інертній атмосфері, вище 250°C в окислювальному середовищі), стійкість до УФ-випромінювання (збереження блиску і кольору понад 10 років за ISO 2810), хімічну інертність (кислоти pH 1-3, луги pH 11-13, розчинники, масла, палива) та гідрофобність (водопоглинання плівки менше 1% за 24 год за ISO 62). На відміну від органічних смол (алкіди, поліефіри, епоксиди з температурою деструкції 180-250°C) силіконові смоли забезпечують робочий діапазон до 650°C без меління, пожовтіння і втрати блиску при атмосферному старінні.

Основні типи смол SILRES:

• Рідкі смоли в органічних розчинниках (SILRES REN 50, REN 60, REN 80, KX, HK 46) - розчини поліметилфенілсилоксанів у ксилолі або сольвент-нафті, сухий залишок 50-80%, в'язкість 50-500 мПа·с. Затвердіння при 200-250°C, 30-60 хв; термостійкість покриттів 200-650°C залежно від пігменту. Адгезія до сталі 5-8 МПа за ISO 4624, захист від корозії класу C4-C5 за ISO 12944 до 15 років, блиск 60° 70-90% (збереження понад 80% після 2000 год QUV). Фенільні групи забезпечують максимальну термостійкість і сумісність з органічними смолами при холодному блендингу (20-40% SILRES в алкіди, поліефіри, епоксиди без хімічної реакції). Метильні групи підвищують гідрофобність і твердість плівки (маятник Кеніга 120-180 с за ISO 1522).
• Вологозатверджувана смола (SILRES MSE 100) - метоксифункціональний метилполісилоксан, сухий залишок понад 99%, в'язкість 50-150 мПа·с. Затвердіє при 20-25°C в присутності вологи повітря і каталізатора (алкілтитанати, солі Zn або Sn) через гідроліз Si-OCH3 і конденсацію Si-OH; висихання до відлипу 30 хв при 23°C/50% RH, повне затвердіння 24-48 год. Рекомендована товщина сухої плівки 15-25 мкм (усадка при конденсації 8-12%). Термостійкість 500-650°C (алюмінієві пігменти - до 650°C, чорні залізооксидні - до 500°C). Не виділяє диму при нагріві після затвердіння - критично для печей, камінів, барбекю. Неорганічний вміст покриття 68-72% SiO2.
• Водні емульсії (SILRES MP 50 E, MPF 52 E) - дисперсії поліметилфенілсилоксанів, стабілізовані неіоногенними ПАР; сухий залишок 50-52%, частинки 50-200 нм, pH 7-9. ЛОС менше 50 г/л за VOC Directive 2004/42/EC. Затвердіння при 20-150°C. Застосовуються для екологічних термостійких покриттів і модифікації водоемульсійних фарб на акрилових і стирол-акрилових дисперсіях (дозування 5-15% для підвищення водовідштовхування, стійкості до меління, блиску).
• Амінофункціональні полісилоксани (SILRES HP 2000, HP 2020) - смоли з первинними і вторинними амінними групами, затверджувачі для циклоаліфатичних епоксидних смол і поліізоціанатів при 20-25°C або 60-80°C. Життєздатність двокомпонентних систем 4-8 год при 23°C; висихання до відлипу 12-24 год; повне затвердіння 5-7 діб при 20°C або 24-48 год при 60°C. Термостійкість 120-150°C (лімітована органічними зшивками). Покриття на HP-системах: стійкість до сольового туману 3000+ год за ASTM B117, адгезія 8-12 МПа, твердість маятника 180-220 с. Дозволяють повністю виключити або різко знизити вміст ізоціанатів - клас C5-I, C5-M за ISO 12944 без токсичних NCO-компонентів.
• Чешуйчасті (тверді) смоли (SILRES 601, 603, 604, 605) - порошкоподібні поліметилфенілсилоксани, температура розм'якшення 80-120°C, розчинні в ксилолі, толуолі, уайт-спіриті, бутилацетаті. Застосовуються для приготування ЛФМ на місці (дозування розчинника 30-50%, розчинення при 40-60°C), термостійких порошкових покриттів (затвердіння при 180-220°C, термостійкість 250-400°C). Без розчинника у вихідній формі - негорючий вантаж, термін зберігання понад 3 роки.
• Інтермедіати - реактивні модифікатори (рідкі: IC 232, SY 231, IC 368, IC 678; тверді: SY 300, IC 836, REN 168, SY 409) - органофункціональні силоксани з реакційноздатними групами (епоксидні, гідроксильні, амінні, метакрилатні, вінільні), Mw 500-5000 г/моль. Дозування 5-20% до органічного зв'язуючого; підвищують термостійкість системи на 30-80°C, атмосферостійкість (блиск і колір довше на 50-100%), знижують водопоглинання в 2-4 рази. Застосовуються в рулонних покрівельних покриттях, антипригарних покриттях посуду (FDA 21 CFR §175.300), покриттях для побутових електроприладів 150-220°C.

Переваги перед органічними зв'язуючими: термостійкість у 2-4 рази вища (деструкція вище 350°C проти 180-250°C у алкідів і поліефірів), стійкість до термоциклування (1000+ циклів 20-600°C без розтріскування і відшарування), атмосферостійкість без меління і пожовтіння після 15-20 років експозиції. Обмеження: вартість у 3-8 разів вища за органічні системи; для більшості смол серій REN і 601-605 потрібне термічне затвердіння при 150-250°C (холодне затвердіння - тільки HP-серія, MSE 100 і модифіковані алкід-силіконові системи при 80-120°C); низька адгезія до необроблених металів (потрібна піскоструминна обробка Sa 2.5 за ISO 8501-1 і епоксидний або поліуретановий ґрунт 20-40 мкм).

Вибір типу визначається робочою температурою покриття (150-250°C, 250-450°C, 450-650°C), умовами затвердіння (пічне сушіння 200-250°C, повітряне сушіння при 20-80°C для HP- і MSE-систем), вимогами до ЛОС (розчинні системи до 420 г/л, водні емульсії менше 50 г/л за VOC Directive), функціональними вимогами (антипригарні, електроізоляційні з питомим опором понад 10¹² Ом·см, антикорозійні C4-C5-I за ISO 12944). Рекомендується узгоджувати підбір смоли, пігментної системи і каталізатора затвердіння з технічним фахівцем або запитувати TDS для уточнення режимів сушіння, сумісності компонентів і фінальних характеристик за твердістю, адгезією та хімічною стійкістю.