افزودنی سیلیکونی (پلی سیلوکسان ها) به طور خیلی وسیع در صنایع پوشش مورد استفاده قرار می گیرند. وظیفه عمده این افزودنی های سیلیکونی کاهش کشش سطحی در فرمولاسیون پوشش ها می باشد. طبق خواص ویژه ای که این افزودنی ها دارند به صورت خیلی عالی عیوب سطحی از قبیل دهانه آتشفشانی شدن و حباب حباب شدن سطح و تر شدن ضعیف زیرآیند و غیره را از بین برده و بهبود می بخشند. اگر پلی سیلوکسانها به طور کافی با سیستم رنگ امتزاج پذیری نداشته باشند به صورت عالی می توانند خواص ضدکف و ضد حباب بودن را در سیستم رنگ به وجود آورند. علاوه بر اینها افزودنی های سیلیکونی باعث افزایش خاصیت لیز یا سر شدن سطح گردیده که می توانند خواص مقاومت به خراش پوشش را بهبود بخشند.
افزودنی سیلیکونی
همانطور که بیان شد بیشتر عیوب سطح فیلم رنگ را می توان به اختلاف در کشش سطحی (گرادیان کشش سطحی) نسبت داد: تر شدن ضعیف بستر توسط پوشش، حساسیت افشانه به غبار، حفره دار شدن، تشکیل بناردسل ها و پدیده های فلودینگ و فلوتینگ در سطح، سایه دار شدن، اثرات ناشی از تمیز کاری (wipe marks) دانه دار شدن، پوست پرتقالی شدن و عدم جریان پذیری خوب، قابلیت پوشش دهی مجدد و حساسیت نسبت به جریان شدید هوا.
عامل اصلی این گرادیان کشش سطحی (اختلاف کشش سطحی) از درون خود سیستم پوشش می باشد که می تواند ناشی از تبخیر حلال ها یا واکنش های شبکه ای شدن رزین بوده یا ناشی از عوامل خارجی اجزاء پوشش در حین عملیات اسپری کردن، ذرات غبار و آلودگی های زیرآیند باشند. با حذف این موارد، از بروز عیوب سطح ممانعت به عمل خواهد آمد. افزودنی های سیلیکونی برای کنترل کشش سطحی و به حداقل رساندن این موارد سودمندند.
افزودنی سیلیکونی یا پلی سیلوکسان
بخش کوچکی از گسترۀ ترکیبات سیلیکونی می توانند به طرز موفقیت آمیزی در فرمول بندی پوشش بکار روند. ساده ترین آنها پلی دی متیل سیلوکسان است. با افزایش طول زنجیر، گرانروی این مواد افزایش می یابد و بنابراین معیار خوبی برای سنجش وزن مولکولی و با طول زنجیر است. همچنین افزایش وزن مولکولی باعث کاهش انحلال پذیری در سیستم های پوشش و سازگاری می شود.
سازگاری پلی سیلوکسان و سیستم های پوشش دهی را می توان با وارد کردن اصلاح کننده شیمیایی به ساختار شیمیایی کنترل کرد. پرمصرف ترین روش، وارد کردن زنجیرهای پلی اتری است. با استفاده از ساختار شیمیایی کلی می توان افزودنی های سفارشی و مطلوبی با خواص ویژه تهیه کرد. گروههای دی متیل مسئول پایین بودن کشش سطحی هستند، بنابراین کشش سطحی با تغییر نسبت گروه های دی متیل به اصلاح کننده های آلی کنترل می شود. اگر به جای گروههای دی متیل، گروههای متیل آلکیل وجود داشته باشند، ترکیبات بدست آمده کشش سطحی بسیار بالایی خواهند داشت، بنابراین آنها قادر نیستند به اندازه ترکیبات گروه دی متیل کشش سطحی را کاهش دهند.
طبیعت زنجیر پلی اتر نیز می تواند تغییر کند. این زنجیر شامل واحدهای اتیلن اکساید (EO) و واحدهای پروپیلن اکساید (PO) است. پلی اتیلن اکساید کاملا ً آبدوست در حالی که پلی پروپیلن اکساید کاملا ً آب گریز است، بنابراین واضح است که نسبت EO/PO قطبیت افزودنیهای سیلیکونی را کنترل خواهد کرد، مقدار زیاد EO قطبیت را افزایش می دهد به طوری که سیلیکون در آب محلول شده و در سیستم های قطبی سازگاری بهتری پیدا می کند. از این رو تمایل به پایداری کف افزایش می یابد. در حالی که مقدار زیاد PO انحلال پذیری در آب را کاهش داده و خواص ضد کفی افزایش می یابد.
استفاده از زنجیرهای پلی استر برای اصلاح سیلیکون به جای اتر نیز امکان پذیر است. این گونه اصلاح، سازگاری افزودنی سیلیکون را کنترل خواهد کرد. تفاوت پلی سیلوکسان اصلاح شده با پلی اتر و اصلاح شده با پلی استر در پایداری گرمایی آنهاست. سیلکونهای اصلاح شده با پلی اتر فقط تا دمای 140 تا 150 درجه سانتی گراد پایدارند. در دماهای بالاتر، زنجیر پلی اتر اکساید تخریب می شود. نمونه های اصلاح شده با پلی استر تا دمای 220 درجه سانتی گراد و پیش از شروع تخریب پایدارند.
علاوه بر شیمی اصلاح کنندگی به کمک مواد آلی، اتصال به پیکره سیلیکون نیز حائز اهمیت است. اگر برای اصلاح، R از طریق اتم اکسیژن به اتم Si متصل شود، مولکول سیلیکون از نظر آبکافتی ناپایدار می شود. پیوند Si-O-R به راحتی در شرایط اسیدی مورد حمله مولکولهای آب (مقدار کمی نیز کافی است) قرار می گیرد. آبکافت، گروههای اصلاح کننده آلی را از پیکرۀ سیلیکون جدا می کند و با از دست دادن گروههای سیلیکون سازگاری کم می شود و کدری ایجاد می شود. در مرحله دوم، گروههای Si-OH می توانند متراکم شده و وزن مولکولی سیلیکون به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش یابد. در نهایت منجر به تشکیل پلی دی متیل سیلوکسان بسیار ناسازگار می شود که در مواد پوشش دهی حفره ایجاد می کند.