活性聚氨酯單體TDI改性環(huán)氧-有機(jī)硅樹脂（ES），可使其成膜性以及成膜后的附著力、耐腐蝕性等性能得到明顯改善，因而這一研究得到業(yè)內(nèi)高度重視，并呈活躍之態(tài)勢。
環(huán)氧-有機(jī)硅樹脂作為一種新型改性環(huán)氧樹脂，是以環(huán)氧樹脂為骨架，將有機(jī)硅接枝到環(huán)氧樹脂鏈端的改性樹脂。有機(jī)硅鏈段的接枝改善了環(huán)氧樹脂的疏水性、耐候性以及耐高低溫性能；但同時降低了環(huán)氧樹脂與金屬基體附著性強(qiáng)的特性，也破壞了其室溫可固化性。因此，如何在改善環(huán)氧樹脂性能的基礎(chǔ)上不降低環(huán)氧樹脂與金屬基體的附著性，已成為關(guān)系到該種材料應(yīng)用前景的一個研究課題。
研究表明，在高分子化合物鏈段末端接枝適量的小分子活性基團(tuán)，一方面可以提高材料的再反應(yīng)活性，同時又不會影響材料本身的物理性能。聚氨酯單體甲苯二異氰酸酯（TDI）含有兩個-NCO基團(tuán)，反應(yīng)活性較大，能較為容易地與ES樹脂中的羥基或環(huán)氧基反應(yīng)，而且由于苯環(huán)負(fù)電子基與空間位阻的協(xié)同作用，TDI分子中只有一個-NCO基團(tuán)具有反應(yīng)優(yōu)勢，反應(yīng)的最后結(jié)果相當(dāng)于活性-NCO取代了失活的環(huán)氧基。而反應(yīng)體系中剩余的-NCO基團(tuán)滲透到ES樹脂以及被保護(hù)層之間，與其中的少量水發(fā)生反應(yīng)，生成與金屬表層吸附力更強(qiáng)的脲鍵。本文研究了以聚氨酯單體甲苯二異氰酸酯（TDI）為活性單體對環(huán)氧-有機(jī)硅樹脂的改性規(guī)律以及改性樹脂的性能。
樹脂改性前后性能得到很大改善。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：在疏水性上得到明顯改善，TDI分子的引入使樹脂分子的極性有所增強(qiáng)，使樹脂涂覆于金屬基材上時，疏水性好的有機(jī)硅鏈段更趨向涂層表面，形成硅氧鏈富集層；而不飽和的異氰酸鏈段與金屬基材結(jié)合成致密層，減小了金屬對水分子的親合勢，也有助于膜層疏水性能的提高。
在附著力上比改性前平均提高一個級別，這是由于TDI是聚氨酯的一類活性單體，分子中含有2個-NCO活性基團(tuán)，但由于苯環(huán)上空間位阻的影響，試驗(yàn)中只有一個-NCO基團(tuán)參與此類反應(yīng)，最終產(chǎn)物中含有-NCO基團(tuán)。-NCO基團(tuán)的強(qiáng)極性，使其易與被覆金屬形成相對穩(wěn)定的絡(luò)合層，大大增強(qiáng)了膜層與金屬基體的附著力。另外前面提及的脲鍵也有助于附著力的增強(qiáng)。
在耐鹽水性上耐鹽水腐蝕時間明顯增長。這可能有以下兩個原因，一是樹脂成膜后疏水性的改善，與腐蝕介質(zhì)形成隔離層，阻止水分子的浸入，少量浸入的水分子被-NCO基團(tuán)吸收形成脲鍵；二是膜層-NCO基團(tuán)優(yōu)先與金屬基體生成絡(luò)合物，被保護(hù)層與腐蝕環(huán)境（鹽度）的化學(xué)勢基本平衡，降低了該體系發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)腐蝕反應(yīng)的趨勢。
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