聚硅氮烷是具有硅氮骨架的陶瓷预聚体。近年来，已发展成为一种高性能的树脂，用于车辆、商业和住宅建筑以及工业厂房的保护涂层。与聚硅氧烷和含氟聚合物相比，聚硅氮烷具有更佳的表面硬度和耐刮性能，并具有同等的耐老化和防腐性，以及额外的易清洁的性能。
聚硅氮烷结构：
左为无机聚硅氮烷，右为有机聚硅氮烷
默克是世界上能够提供全系列有机聚硅氮烷和无机聚硅氮烷的商业化制造商。下面咱们从有机聚硅氮烷出发，聚焦默克Durazane® 1500，与大家分享树脂的性能与应用。
表面硬度和耐刮性能：
聚硅氮烷涂层显示出卓越的表面硬度、耐刮擦和耐磨性。例如，基于有机聚硅氮烷的涂层，在室温下固化七天后，铅笔硬度为5H，而由商业化的甲基硅树脂制成的涂层在相同的固化条件下硬度为B。
上图展示了在金属基材上进行的刮擦测试，该基材上涂有色漆层和聚氨酯清漆。基材的上部进一步涂覆有聚硅氮烷硬涂层。有聚硅氮烷涂层的区域在500次刮擦循环后表现出优异的耐刮擦性，而没有聚硅氮烷涂层的区域即使在10次循环后也表现出明显的刮擦痕迹。
此外，聚硅氮烷还可用作着色涂料的耐刮树脂。如上图显示，在相同的刮擦测试中，含有聚硅氮烷树脂的二氧化钛基白色涂料（如上图右）具有优异的耐刮擦性，而对照品，不含聚硅氮的涂料，则被严重划伤。
易清洁性能：
基于有机聚硅氮烷的涂层具有疏水性，典型的水接触角在95-105°范围内。此外，这类涂层的低表面能使其具有卓越的不粘、防涂鸦和易清洁的性能。
上图表观展示了聚硅氮烷涂层的防涂鸦特性。用三种不同颜色的永久性马克笔，来画一条从未涂覆的表面到有机聚硅氮烷涂覆表面的线。有涂层的表面对油墨表现出明显的排斥性，可以用不含洗涤剂的干布轻松去除，而未涂覆的表面则有严重的痕迹，很难用布清洁干净。
按照标准测试方法，基于聚硅氮烷Durazane® 1500的涂层，其防涂鸦性能能达到哪个级别？
测试方法：ASTM D6578标准
涂鸦材料：绿色艾迪8400 cd/dvd/bd马克笔；黑色艾迪3000永久马克笔；蓝色蜡笔；红色‘里科设计’丙烯喷漆。
抗涂鸦性能分级：1级-5级，各级使用的清洁材料：
1级 - 干布
2级 - 中性清洁剂溶液（Hartmann Baktolin® sensitive wash）
3级 - 柠檬烯基清洁剂（3M工业清洁剂-IC Cleaner Spray）
4级 - 异丙醇
5级 - 甲乙酮
n.c. - 不可清洁
从上图蓝色线标出的防涂鸦级别可以看出，基于有机聚硅氮烷Durazane® 1500的涂层有良好的抗涂鸦性能。
默克聚硅氮烷的防涂鸦和易清洁性能已经在德国铁路和商业建筑中得到了应用。
总之，聚硅氮烷可以为多种表面提供最佳保护。独特的Si-N主链和侧链化学性质使其具有动态的结构-性能关系和许多优点，包括强大而持久的耐磨性和优异的易清洁性能。它是一种多功能的树脂，基于聚硅氮烷的涂层体系，也可用于防污、防雪/防冰和许多其他领域。
文章来源：默克珠光粉效果颜料与添加剂微信公众号
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