A. 硅烷底塗劑 參數
以道康寧6040為例 作為底漆使用時,將49.5 份道康寧Z-6040 硅烷,0.5 份苯甲基二甲基胺之類的有機胺(混合物A)用大約950 份甲醇,異丙醇或乙二醇醚稀釋。或者,將5 分水與1000 份上述底漆溶液混合製得預水解底漆。兩種情況下,底漆的溶液都可以塗在諸如玻璃或金屬之類的固體表面上,然後聚合物被熱壓或固化在其表面。道康寧Z-6040 硅烷也可以直接以0.5 至2.0pph 的含量添加到樹脂體系中以增加與未塗底漆表面的粘附性。重慶榮濤行貿易有限公司
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B. 有機硅塗料 低表面能塗料
如果以下內容對你有幫助我本人感到很快樂.
根據有機硅高分子本身就具備了低表面能、粘度低的特點,只是在制備過程中更能適合實際的應用並加以改性。改性後的有機硅樹脂的適用范圍更寬更好,從發展趨勢上已得到證明。
以上摘自《塗料工藝》(居滋善。化學工業出版社。ISBN7-5025-1434-1/TQ.786)「第三章有機硅塗料」的一部分:如果你能借到這本書也許對你有更大的幫助;
制備有機硅樹脂,一般多用兩種或兩種以上的單位進行水解,原料在下面文章給出了。各種單體共水解進,即使配方一樣,由於控制的水解條件不同,水解後中間產物的組分和環體生成量常常相差很大。水解時各有關因素的影響:
1、水解介質PH值的影響
(1)酸性介質;(2)中性介質;(3)鹼性介質;
2、水解介質中水量的影響:水解時採用低於和氯硅烷反應需要量的水量,形成逐步水解及縮聚反應,限制了環體生成。過量水水解,情況相反。
3、在水解介質中加入溶劑的影響
4、水解中設備攪拌快慢的影響
5、水解時溫度的影響;水解時溫度較高,組分分子運動劇烈,彼此碰撞的機會增多,有利於共縮聚體的生長,溫度低,則反之。
配方制定有關因素:根據不同的樹脂類型,這個因素有所不同,有:
(1)烴基平均取代程度(D.S.);(2)平均質量%(包括SiOx,苯基,甲基),經過很多的化學家細致研究的經驗,有一個數據范圍;
改性樹脂:具有兩種樹脂的優點,彌補了有機硅樹脂的缺點,使之更適合於塗料應用的需要。一般用有機硅改性的有機樹脂有:醇酸樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂,丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、酚醛樹脂等;
改性的兩種方法:冷拼法(物理法);化學法;
有機硅塗料研究的進展
有機硅是第一個獲得廣泛應用的元素有機高分子化合物,因其獨特的化學結構而具有優異的性能,廣泛應用於國民經濟的各個領域,在塗料工業中亦佔有相當重要的地位。有機硅塗料是以有機硅聚合物或有機硅改性聚合物為主要成膜物質的塗料,它具有優良的耐熱耐寒、電絕緣、耐電暈、耐輻射、耐潮濕和僧水、耐候、耐沾污及耐化學腐蝕等性能,近年來在產品性能改進及應用方面都得到了迅速發展。
1 硅樹脂塗料 以有機硅樹脂為成膜物質製成的塗料主要有耐熱耐候有機硅防腐塗料、耐搔抓的透明有機硅塗料、脫模和防潮塗料及耐輻射塗料等品種。
塗料用有機硅樹脂一般以甲基三氯硅烷(CH3 SiCl3)、二甲基二氯硅烷[(CH3)2SiCl2]、苯基三氯硅烷(C6H5SiCL3)、二苯基二氯硅烷[(C6H5)2SiCl2]及甲基苯基二氯硅烷〔CHO(C6H5) SiCl2」等為原料進行水解縮聚而製得。單體結構、官能團數目與比例對塗層性能的影響很。硅原子上連接的有機基團種類對樹脂的性能也有影響,不同的有機基團可使有機硅樹脂表現出不同的性能。例如,當有機基團為甲基時,可賦予有機硅樹脂熱穩定性、脫模性、憎水性、耐電弧性;為苯基時,賦予有機硅樹脂氧化穩定性,在一定范圍內可破壞高聚物的結晶性;
為乙烯基時,可改善有機硅樹脂的固化特性,並帶來偶聯性;為苯基乙基時,可改善有機硅樹脂與有機物的共混性。在硅氧烷主鏈引入了基,可增加其與醇酸樹脂、聚酯樹脂等的相容性;引入亞苯基、二苯醚亞基、聯苯亞基等芳亞基及硅碳硼高聚物時,耐輻射性強、耐溫可達300~500℃;主鏈結構為Si-N鍵的有機硅高聚物,其熱穩定性在400℃以上。在實際應用中,可根據需要選用不同的有機硅單體,在有機硅樹脂中引人不同的有機基團。
晨光化工研究院採用粘度為20~40mPa·s的羥基硅油、(CH3)2SiCl2及甲基三乙氧基硅烷為原料,控制nR/nsi等於1.3~1.4,(CH3)2SiCl2與羥基硅油的質量比為7O:3O,並採用滴加水的方式於50℃共水解1h,得到具有良好硬度和彈性的甲基硅樹脂,可用於制備金屬膜電阻器的阻燃塗料。中科院化學所以CH3SiCl3為主要原料,以丙酮和二甲苯為溶劑,合成了摩爾質量分布窄的可溶性梯形聚甲基硅樹脂,採用該樹脂與一定量的鋁粉、室溫硫化硅橡膠配製成的高溫防腐塗料,經250℃老化1000 h,其柔韌性、耐油性和耐腐蝕性等均良好。合肥工業大學用四官能團的硅酸酯與三官能團的烷基硅氧烷,通過嚴格控制共水解反應,製得兼有硅酸鹽和有機硅聚合物特性的基料,該基料與顏填料及其它輔助材料按一定比例配合可製成有機硅耐熱塗料。
2 改性有機硅樹脂塗料 盡管有機硅樹脂具有許多優異性能,但也存在一些問題:一般需高溫(150~200℃)固化,固化時間長,大面積施工不方便;對基材的附著力差,耐有機溶劑性差,溫度較高時漆膜的機械強度不好,價格較貴等。為克服這些缺點,常用有機硅樹脂對有機樹脂進行改性。改性有機硅樹脂通常兼具兩種樹脂的優點,可彌補兩種樹脂在性能上的某些不足,從而提高性能、拓展應用領域。改性方法有物理共混和化學改性兩種,化學改性的效果一般比物理共混改性好。化學改性主要是在聚硅氧烷鏈的末端或側鏈上引人活性基團,再與其它高分子反應生成嵌段、接校或互穿網路共聚物,從而獲得新的性能。在塗料工業中,用有機硅改性的有機樹脂主要有醇酸樹脂。丙烯酸樹脂、環氧樹脂等。
2.1 有機硅改性醇酸樹脂塗料
有機硅改性醇酸樹脂塗料既保留有醇酸樹脂漆室溫固化和塗膜物理、機械性能好的優點,又具有有機硅樹脂耐熱、耐紫外線老化及耐水性好的特點,是一種綜合性能優良的塗料。最早的改性方法是將有機硅樹脂直接加到反應達到終點的醇酸樹脂反應釜中即可;通過這樣簡單的混合,醇酸樹脂的室外耐候性大大改進。另一種改性方法是制備反應性的有機硅低聚物,用以和醇酸樹脂上的自由羥基進行反應;也可將有機硅低聚物作為多元醇與醇酸樹脂進行共縮聚。通過化學反應改性的醇酸樹脂耐候性更好。湖南大學用醇解法製成的羥基封端醇酸預聚體與以水解法或異官能團法製成的有機硅預聚體進行縮聚反應合成出(A一B)n型結構的有機硅-醇酸嵌段共聚物,並以該嵌段共聚物為基料製成清漆;該清漆綜合性能優良,既具有醇酸樹脂清漆的室溫固化、漆膜柔韌性、沖擊強度和附著力好的優點,又大大提高了耐熱、耐大氣老化和抗水介質腐蝕等性能。
2.2 有機硅改性丙烯酸樹脂塗料
有機硅改性丙烯酸樹脂塗料具有優良的耐候性。保光保色性,不易粉化,光澤好;大量用於金屬板材的預塗裝、機器設備的塗裝及建築物內外牆的耐候裝飾與裝修。有機硅改性丙烯酸樹脂有溶劑型和乳液型兩類,其中硅丙乳膠塗料具有優良的耐候性、耐沾污性、耐化學葯品性能,是一種環保型綠色塗料。湖北大學採用水溶性自由基引發劑,以含氫硅油與丙烯酸丁酯為原料,通過乳液聚合方法合成了性能優異的有機硅/丙烯酸酯乳液;該乳液具有很好的耐酸鹼。耐高低溫及耐電解質穩定性,用其配成的塗料具有很好的耐候性和耐沾污性能。濟南化工研究所以丙烯酸酯類單體、D4和乙烯基七甲基環四硅氧烷為原料,通過加人一定量的接枝劑,採用一次投料法合成了穩定的聚丙烯酸酯一聚硅氧烷復合乳液。四川省建材工業科學研究院通過預乳化工藝,採用活性硅油與丙烯酸酯類單體進行乳液共聚,得到有機硅改性丙烯酸乳液,用該乳液配製的塗料塗層耐沾污性好,綜合性能優異。
復旦大學採用含乙烯基官能團的有機硅單體與甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、丙烯酸羥基酯等單體通過種子乳液聚合,得到了穩定的性能優異的有機硅改性丙烯酸酯乳液。浙江大學採用有機硅單體對丙烯酸樹脂進行改性,製得硅丙乳膠塗料。重慶大學合成了聚有機硅氧烷一聚丙烯酸酯互穿網路塗料,該塗料具有無色透明、硬度高、附著力強、耐酸沉降、耐熱老化性及透水性好等優點,可用作摩岩石刻防風化材料。
hh上海市建築科學研究院開發的有機硅丙烯酸樹脂適合於配製耐候性達15年以上的高耐候性塗料。合肥工業大學用正硅酸乙酯部分水解縮聚而得的聚硅氧烷與帶羥基的丙烯酸樹脂反應製得有機硅接枝改性丙烯酸樹脂;該樹脂在耐酸鹼、耐鹽、耐溶劑性能及沖擊強度等方面較純聚硅氧烷有明顯改善,且在耐高溫性方面較丙烯酸樹脂明顯提高。江蘇省建築材料研究設計院在丙烯酸樹脂的合成中引入一定量的有機硅官能團,製得了溶劑型高耐候性有機硅改性丙烯酸樹脂塗料。中科院蘭州化學物理研究所用羥基封端的聚二甲基硅氧烷,在偶氮二異丁腈的作用下,與甲基丙烯酸(酯)類單體進行溶液共聚,得到硅橡膠改性丙烯酸樹脂,該樹脂具有很好的耐熱性。
2.3 有機硅改性環氧樹脂塗料
用有機硅對環氧樹脂進行改性,既可降低環氧樹脂內應力,又能增加環氧樹脂韌性、提高其耐熱性。中科院化學所用聚二甲基硅氧烷改性鄰甲酚酚醛環氧樹脂,使其內應力大幅度降低,抗開裂指數大為提高。武漢材料保護研究所採用環氧樹脂與混容性好的反應性有機硅低聚物縮聚,所製得的有機硅改性環氧樹脂兼具環氧樹脂和有機硅樹脂的優點,不僅提高了耐熱性,而且具有良好的防腐性。2.4
有機硅改性苯丙乳液塗料 用有機硅乳液對苯丙乳液進行改性,可明顯提高其耐候性、保光性、彈性和耐久性等。上海工程技術大學採用接枝共聚反應合成的有機硅改性苯丙乳液兼具有機硅和丙烯酸樹脂的優良性能,塗膜彈性好,其斷裂伸長率明顯高於苯丙乳液塗膜。上海交通科技大學在苯乙烯-丙烯酸乳液聚合過程中加入一定量的有機硅氧烷進行共聚,製得有機硅改性苯丙乳液建築塗料,該塗料具有較好的耐水性、耐洗刷性和耐久性。
2.5 有機硅改性其它樹脂塗料
有機硅改性的聚氨酯塗料廣泛用於飛機蒙皮、大型儲罐表面、建築屋面和文物的保護。中科院蘭州化學物理研究所用羥基封端的聚二甲基硅氧烷與醇解蓖麻油改性聚氨酯預聚體進行共混改性,共混物的的固化速度得到改進,成膜後的附著力、硬度、耐熱性也得到提高。該所還以有機硅改性漆酚樹脂為基料,製得具有耐沸水及抗水蒸氣滲透性的塗料,可長期用於設備的防腐。上海建築科學研究院採用環氧樹脂、丙烯酸樹脂、有機硅樹脂共聚時在主鏈中引人特殊的親水官能團製成水溶性環氧硅丙樹脂,該樹脂具有優異的物理機械性能,並有較好的耐老化。抗紫外線及防腐性能;用該樹脂製成的塗料基本無毒、施工簡便,塗膜綜合性能好,並具有較好的裝飾效果。晨光化工研究院採用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯睛與有機硅進行共聚,研製出一種電子器件浸漬料。
3 有機硅增硬耐磨塗料
學有機硅增硬塗料一般以硅溶膠作為Q鏈節組分,硅官能性磋烷或碳官能性硅烷作為T鏈 節組分,在水、醇及酸催化劑存在下經水解及部分縮聚反應得到含硅羥基的TQ型硅樹脂預聚物溶液。通過調整原料RSi(OR′)3的品種及與硅溶膠的配比、添加劑的品種、溶劑等可以製成各種性能的增硬耐磨塗料。有機硅增硬塗料的粘度通常為4~25 m Pa·s,固含量20%~30%。將其塗布在基材表面後,殘存的硅羥基在加熱條件下縮合形成網狀結構的增硬耐磨層。
有機硅增硬耐磨塗料在耐磨性與耐候性方面均優於紫外線固化丙烯酸樹脂類增硬塗料。經有機硅增硬塗料處理的透明塑料已廣泛用作眼鏡片、汽車車前燈罩、儀表刻度板、光碟及特殊建築用窗玻璃等。
4 結束語
隨著新材料的深入研究、開發和改進,有機硅塗料的性能亦將更加優異,以滿足不同行業或領域的不同需求。隨著人們生活水平的改善和對居室及建築物美化要求的提高,有機硅塗料以其優異的耐候性和耐沾污性能在建築物的裝飾裝修方面有著廣闊的應用前景;並且,隨著人們環保意識的增強,有機硅塗料將朝著無污染、綠色環保型方向發展。
C. 有機硅樹脂常用的固化劑和方法,怎樣算是開始固化
硅樹脂有長溫自干型和高溫固化型,為加速固化可加入少量二乙烯三胺或三乙烯四胺,漆膜逐步開始變硬就算開始固化,二乙烯三胺或三乙烯四胺只作為催干劑用量極少,最好經過實踐確定其用量。高溫固化一般在較低溫度下使溶劑揮發,再在160-180度乾燥,最後在220高溫固化。
是高度交聯的網狀結構的聚有機硅氧烷,通常是用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的各種混合物,在有機溶劑如甲苯存在下,在較低溫度下加水分解,得到酸性水解物。水解的初始產物是環狀的、線型的和交聯聚合物的混合物,通常還含有相當多的羥基。水解物經水洗除去酸,中性的初縮聚體於空氣中熱氧化或在催化劑存在下進一步縮聚,最後形成高度交聯的立體網路結構。
D. 硅樹脂是什麼產品,有哪些用途
硅樹脂,是一種具有高度交聯結構的熱固性聚硅氧烷聚合物,兼具有機樹脂及無機材料的雙重特性,具有獨特的物理、化學性能,有很好的電絕緣性質,耐溫及防水的效果。
硅樹脂在耐溫、耐熱及防濕處理保護表層的塗布上,皆為理想的材料。
E. 矽膠是一種什麼材料有什麼特性如何辨認真假
即「硅膠」。矽是硅的舊稱,後來因矽與金屬錫或硒同音,為了區別,將矽改稱硅[1]。在台灣和其它亞洲國家仍把硅膠稱為矽膠
概述
硅膠(Silicon dioxide)別名:硅橡膠是一種高活性吸附材料,屬非晶態物質,其化學分子式為mSiO2·nH2O。不溶於水和任何溶劑,無毒無味,化學性質穩定,除強鹼、氫氟酸外不與任何物質發生反應。各種型號的硅膠因其製造方法不同而形成不同的微孔結構。硅膠的化學組份和物理結構,決定了它具有許多其他同類材料難以取代得特點:吸附性能高、熱穩定性好、化學性質穩定、有較高的機械強度等。 硅膠根據其孔徑的大小分為:大孔硅膠、粗孔硅膠、B型硅膠、細孔硅膠。
基本信息
名稱:硅膠
英文名稱:英文別名:Silica gel; Silica
分子式:H2SiO3
分子量:60.08
CAS 登錄號:CAS# 112926-00-8
EINECS 登錄號:231-545-4
密度:2.6
詞語解釋: 化學式xSio 2·yH2O。透明或乳白色粒狀固體。具有開放的多孔結構,吸附性強,能吸附多種物質。如吸收水分,吸濕量約達40%。如加入氯化鈷,乾燥時呈藍色,吸水後呈紅色。可再生反復使用。
一般來說,硅膠按其性質及組分可分為有機硅膠和無機硅膠兩大類。
無機硅膠是一種高活性吸附材料,通常是用硅酸鈉和硫酸反應,並經老化、酸泡等一系列後處理過程而製得。硅膠屬非晶態物質,其化學分子式為mSiO2 .nH2O。不溶於水和任何溶劑,無毒無味,化學性質穩定,除強鹼、氫氟酸外不與任何物質發生反應。各種型號的硅膠因其製造方法不同而形成不同的微孔結構。硅膠的化學組份和物理結構,決定了它具有許多其它同類材料難以取代的特點:吸附性能高、熱穩定性好、化學性質穩定、有較高的機械強度等。
硅膠根據其孔徑的大小分為:大孔硅膠、粗孔硅膠、B型硅膠、細孔硅膠。由於孔隙結構的不同,因此它們的吸附性能各有特點。粗孔硅膠在相對濕度高的情況下有較高的吸附量,細孔硅膠則在相對濕度較低的情況下吸咐量高於粗孔硅膠,而B型硅膠由於孔結構介於粗、細孔之間,其吸附量也介於粗、細孔之間。大孔硅膠一般用作催化劑載體、消光劑、牙膏磨料等。因此應根據不同的用途選擇不同的品種。
安全性能
硅膠主要成分是二氧化硅,化學性質穩定,不燃燒。硅膠是一種非晶態二氧化硅,應控制車間粉塵含量不大於10毫克/立方米 ,需加強排風,操作時戴口罩。
硅膠有很強的吸附能力,對人的皮膚能產生乾燥作用,因此,操作時應穿戴好工作服。若硅膠進入眼中,需用大量的水沖洗,並盡快找醫生治療。
藍色硅膠由於含有少量的氯化鈷,有毒,應避免和食品接觸和吸入口中,如發生中毒事件應立即找醫生治療。
硅膠在使用過程中因吸附了介質中的水蒸汽或其他有機物質,吸附能力下降,可通過再生後重復使用。
一、硅膠吸附水蒸汽後的再生
硅膠吸附水份後,可通過熱脫附方式將水份除去,加熱的方式有多種,如電熱爐、煙道余熱加熱及熱風乾燥等。
脫附加熱的溫度控制在120--180℃為宜,對於藍膠指示劑、變色硅膠、DL型藍色硅膠則控制在100--120℃為宜。各種工業硅膠再生時的最高溫度不應超過以下限度:
粗孔硅膠不得高於600℃;
細孔硅膠不得高於200℃;
藍膠指標劑(或變色硅膠)不得高於120℃;
硅鋁膠不得高於350℃。
再生後的硅膠,其水份一般控制在2%以下即可重新投入使用。
二、硅膠吸附有機雜質後的再生
⒈ 焙燒法
對於粗孔硅膠,可放在焙燒爐內逐漸升溫至500--600℃,約經6—8小時至膠粒呈白色或黃褐色即可。對細孔硅膠,焙燒溫度不能超過200℃。
⒉ 漂洗法
將硅膠在飽和水蒸汽中吸附達到飽和後放熱水中浸泡漂洗,並可結合使用洗滌劑以除去廢油或其它有機雜質,再經凈水洗滌後烘乾脫水。
⒊ 溶劑沖洗法
根據硅膠吸附有機物種類,選用適當的溶劑將吸附在硅膠內的有機物溶出,然後將硅膠加熱以脫除溶劑。
三、硅膠再生應注意的問題
⒈ 烘乾再生時應注意掌握逐漸提高溫度,以免劇烈乾燥引起膠粒炸裂,降低回收率。
⒉ 對硅膠焙燒再生時,溫度過高會引起硅膠孔結構的變化而明顯降低其吸附效果,影響使用價值。對於藍膠指示劑或變色硅膠,脫附再生的溫度應不超過120℃,否則會因顯色劑逐步氧化而失去顯色作用。
⒊ 經再生後的硅膠一般應過篩除去微細顆粒,以使顆粒均勻。
貯存與包裝
硅膠具有強的吸濕能力,因此應貯存在乾燥地方,包裝物與地面之間要有擱架。包裝物有鋼桶、紙桶、紙箱、塑料瓶、聚乙烯塑料復合袋、柔性集裝袋等。運輸過程中應避免雨淋、受潮和曝曬。
[編輯本段]有機硅膠
有機硅膠產品的基本結構單元是由硅-氧鏈節構成的,側鏈則通過硅原子與其他各種有機基團相連。因此,在有機硅產品的結構中既含有"有機基團",又含有"無機結構",這種特殊的組成和分子結構使它集有機物的特性與無機物的功能於一身。與其他高分子材料相比,有機硅產品的最突出性能是:
1.耐溫特性
有機硅產品是以硅-氧(Si-O)鍵為主鏈結構的,C-C鍵的鍵能為82.6千卡/克分子,Si-O鍵的鍵能在有機硅中為121千卡/克分子,所以有機硅產品的熱穩定性高,高溫下(或輻射照射)分子的化學鍵不斷裂、不分解。有機硅不但可耐高溫,而且也耐低溫,可在一個很寬的溫度范圍內使用。無論是化學性能還是物理機械性能,隨溫度的變化都很小。
2.耐候性
有機硅產品的主鏈為-Si-O-,無雙鍵存在,因此不易被紫外光和臭氧所分解。有機硅具有比其他高分子材料更好的熱穩定性以及耐輻照和耐候能力。有機硅中自然環境下的使用壽命可達幾十年。
3.電氣絕緣性能
有機硅產品都具有良好的電絕緣性能,其介電損耗、耐電壓、耐電弧、耐電暈、體積電阻系數和表面電阻系數等均在絕緣材料中名列前茅,而且它們的電氣性能受溫度和頻率的影響很小。因此,它們是一種穩定的電絕緣材料,被廣泛應用於電子、電氣工業上。有機硅除了具有優良的耐熱性外,還具有優異的拒水性,這是電氣設備在濕態條件下使用具有高可靠性的保障。
4.生理惰性
聚硅氧烷類化合物是已知的最無活性的化合物中的一種。它們十分耐生物老化,與動物體無排異反應,並具有較好的抗凝血性能。
5.低表面張力和低表面能
有機硅的主鏈十分柔順,其分子間的作用力比碳氫化合物要弱得多,因此,比同分子量的碳氫化合物粘度低,表面張力弱,表面能小,成膜能力強。這種低表面張力和低表面能是它獲得多方面應用的主要原因:疏水、消泡、泡沫穩定、防粘、潤滑、上光等各項優異性能。
二、有機硅的用途
由於有機硅具有上述這些優異的性能,因此它的應用范圍非常廣泛。它不僅作為航空、尖端技術、軍事技術部門的特種材料使用,而且也用於國民經濟各部門,其應用范圍已擴到:建築、電子電氣、紡織、汽車、機械、皮革造紙、化工輕工、金屬和油漆、醫葯醫療等。
三、有機硅的分類
有機硅主要分為硅橡膠、硅樹脂、硅油三大類。
四、硅橡膠分類
硅橡膠主要分為室溫硫化硅橡膠,高溫硫化硅橡膠
室溫硫化硅橡膠簡介及其分類
室溫硫化硅橡膠(RTV)是六十年代問世的一種新型的有機硅彈性體,這種橡膠的最顯著特點是在室溫下無須加熱、如壓即可就地固化,使用極其方便。因此,一問世就迅成為整個有機硅產品的一個重要組成部分。現在室溫硫化硅橡膠已廣泛用作粘合劑、密封劑、防護塗料、灌封和制模材料,在各行各業中都有它的用途。
室溫硫化硅橡膠按其包裝方式可分為單組分和雙組分室溫硫化硅橡膠,按硫化機理又可分為縮合型和加成型。因此,室溫硫化硅橡膠按成分、硫化機理和使用工藝不同可分為三大類型,即單組分室溫硫化硅橡膠、雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠和雙組分加成型室溫硫化硅橡膠。這三種系列的室溫硫化硅橡膠各有其特點:單組分室溫硫化硅橡膠的優點是使用方便,但深部固化速度較困難;雙組分室溫硫化硅橡膠的優點是固化時不放熱,收縮率很小,不膨脹,無內應力,固化可在內部和表面同時進行,可以深部硫化;加成型室溫硫化硅橡膠的硫化時間主要決定於溫度,因此,利用溫度的調節可以控制其硫化速度。
在眾多的合成橡膠中,硅橡膠是在其中的佼佼者。它具有無味無毒,不怕高溫和抵禦嚴寒的特點,在攝氏三網路和零下九十度時「泰然自若」、「面不改色」,仍不失原有的強度和彈性。硅橡膠還有良好的電絕緣性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化學穩定性等。由於具有了這些優異的性能,使得硅橡膠在現代醫學中獲得了十分廣泛又重要的用途。近些年來,由醫院、科研單位和工廠共同協作,試製成功了多種硅橡膠醫療用品。
硅橡膠防噪音耳塞:佩戴舒適,能很好的阻隔噪音,保護耳膜。
硅橡膠胎頭吸引器:操作簡便,使用安全,可根據胎兒頭部大小變形,吸引時胎兒頭皮不會被吸起,可避免頭皮血腫和顱內損傷等弊病,能大大減輕難產孕婦分娩時的痛苦。
硅橡膠人造血管:具有特殊的生理機能,能做到與人體「親密無間」,人的機體也不排斥它,經過一定時間,就會與人體組織完全事例起來穩定性極為良好。
硅橡膠鼓膜修補片:其片薄而柔軟,光潔度和韌性都良好。是修補耳膜的理想材料,且操作簡便,效果頗佳。
此外還有硅橡膠人造氣管、人造肺、人造骨、硅橡膠十二指腸管等,功效都十分理想。
室溫硫化硅橡膠用途
隨著現代科學技術的進步和發展,硅橡膠在醫學上的用途將有更廣闊的前景。
泡沫硅橡膠是以縮合型的羥基封端的硅生膠為基料,羥基含氫硅油為發泡劑,乙烯基鉑絡合物為催化劑(加熱
型催化劑為二丁基二月桂酸錫),在室溫下發泡硫化而成的一種帶孔的海綿狀彈性體。為了提高泡沫體的質量還要加入一些其它組份,如含硅油,使硫化過程產生較多的氣體;提高泡沫體的手感和減小密度。加入二苯基硅二醇不但能控制泡沫體結構,又能控制住膠料在存放過程中粘度增大,但其用量不能太多,否則會影響泡沫體的電氣性能。為了提高泡沫體的物理機械性能,還可加入透明硅橡膠。催化劑氯鉑酸的乙烯基絡合物的用量不能太多,以操作方便為准,否則會使粘度增大不利於操作;當催化劑用量不足時,硫化不完全,泡沫體表面發粘,彈性不好,軟而帶有塑性,強度差。
泡沫硅橡膠硫化前呈液態,適宜作灌封材料。硫化後的泡沫體可在-60~159℃下長期使用,經150℃、72小時老,或一60~十70℃十次冷熱交變使用,泡沫體仍保持原來性能。
泡沫硅橡膠由於具有較高的熱穩定性,良好的絕熱性、絕緣性、防潮性、抗震性,尤其是在高頻下的抗震性好,因此是一種理想的輕質封裝材料。用於各種電子元件、儀器、儀表、飛行體儀器輪等可起到"防潮、防震、防腐蝕的"三防"保護作用。此外還可做絕熱夾層的填充材料及鹽霧氣氛中的漂浮材料以及密封材料。泡沫硅橡膠在醫學上還可做為矯形外科的填充、修補及膺服材料。
美國防康寧公司為了適用輸電線路的防火要求,研製成阻燃型室溫硫化泡沫硅橡膠DC3-6548。這種泡沫硅橡膠主要用於電線電纜通過處(例如屋頂、牆壁、樓房等處孔洞)的防火密封,阻燃性能非常好,其極限氧指數達39 (絕大多數塑料的極限氧指數只有20),使用壽命長達50年。目前,這種阻燃室溫硫化泡沫硅橡膠已廣泛用於核電站、電子計算機中心、海上採油裝置等環境條件苛刻,或防火要求特別高的場所。
雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠簡介2007-05-24 09:09雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠是最常見的一種室溫硫化硅橡膠,其生膠通常是羥基封端的聚硅氧烷,再與其它配合劑、催化劑相結合組成膠料,這種膠料的粘度范圍可從100厘沲至一百萬厘沲之間。
雙組分室溫硫化硅橡膠的硫化反應不是靠空氣中的水分, 而是靠催化劑來進行引發。通常是將硅生膠、填料、交鏈劑作為一個組分包裝,催化劑單獨作為另一個組分包裝,或採用其它的組合方式,但必須把催化劑和交鏈劑分開包裝。無論採用何種包裝方式,只有當兩種組分完全混合在一起時才開始發生固化。常用的交鏈劑是正硅酸乙酯,催化劑為二丁基二月桂酸錫。並根據所需最終產品的性質加入適當的填充劑和添加劑。近年來,許多國家由於二丁基二月桂酸錫屬於中等毒性級別的物質,在食品袋和血漿袋中禁止加入二丁基錫,基本上已被低毒的辛基錫所取代。
雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠的硫化時間主要取決於催化劑的類型、用量以及溫度。催化劑用量越多硫化越快,同時擱置時間越短。在室溫下,擱置時間一般為幾小時,若要延長膠料的擱置時間,可用冷卻的方法。雙組分縮合型室溫硫化硅椽膠在室溫下要達到完全固化需要一天左右的時間,但在150℃的溫度下只需要1小時。通過使用促進劑γ-氨基丙基三乙氧基硅烷進行協合效應可顯著提高其固化速度。
雙組分室溫硫化硅橡膠可在一65~250℃溫度范圍內長期保持彈性,並具有優良的電氣性能和化學穩定性, 能耐水、耐臭氧、耐氣候老化,加之用法簡單,工藝適用性強,因此,廣泛用作灌封和制模材料。各種電子、電器元件用室溫硫化硅橡膠塗覆、灌封後,可以起到防潮(防腐、防震等保護作用。可以提高性能和穩定參數。雙組分室溫硫化硅橡膠特別適宜於做深層灌封材料並具有較快的硫化時間,這一點是優於單組分室溫硫化硅橡膠之處。
一.單組分室溫硫化硅橡膠
單組分室溫硫化硅橡膠的硫化反應是靠與空氣中的水分發生作用而硫化成彈性體。隨著鏈劑的不同,單組分室溫硫化硅橡膠可為脫酸型、脫肟型、脫醇型、脫胺型、脫醯胺型和脫酮型等許多品種。單組分室溫硫化硅橡膠的硫化時間取決於硫化體系、溫度、濕度和硅橡膠層的厚度,提高環境的溫度和濕度,都能使硫化過程加快。在典型的環境條件下,一般15~30分鍾後,硅橡膠的表面可以沒有粘性,厚度0.3厘米的膠層在一天之內可以固化。固化的深度和強度在三個星期左右會逐漸得到增強。
單組分室溫硫化硅橡膠具有優良的電性能和化學惰性,以及耐熱、耐自然老化、耐火焰、耐濕、透氣等性能。它們在-60~200℃范圍內能長期保持彈性。它固化時不吸熱、不放熱,固化後收縮率小,對材料的粘接性好。因此,主要用作粘合劑和密封劑,其它應用還包括就地成型墊片、防護塗料和嵌縫材料等。許多單組分硅橡膠粘接劑的配方表現出對多種材料如大多數金屬、玻璃、陶瓷和混凝上的自動粘接性能。當粘接困難時,可在基材上進底塗來提高粘接強度,底塗可以是具有反應活性的硅烷單體或樹脂,當它們在基材上固化後,生成一層改性的適合於有機硅粘接的表面。單組分室溫硫化硅橡膠雖然使用方便,但由於它的硫化是依懶大氣中的水分,使硫化膠的厚度受到限制,只能用於需要6毫米以下厚度的場合。單組分室溫硫化硅橡膠的硫化反應是從表面逐漸往深處進行的,膠層越厚,固化越慢。當深部也要快速固化時,可採用分層澆灌逐步硫化法,每次可加一些膠料,等硫化後再加料,這樣可以減少總的硫化時間。添加氧化鎂可加速深層膠的硫化。
二.雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠
雙組分室溫硫化硅橡膠硫化反應不是靠空氣中的水分,而是靠催化劑來進行引發。通常是將膠料與催化劑分別作為一個組分包裝。只有當兩種組分完全混合在一起時才開始發生固化。雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠的硫化時間主要取決於催化劑的類型、用量以及溫度。催化劑用量越多硫化越快,同時擱置時間越短。在室溫下,擱置時間一般為幾小時,若要延長膠料的擱置時間,可用冷卻的方法。雙組分縮合型室溫硫化硅椽膠在室溫下要達到完全固化需要一天左右的時間,但在150℃的溫度下只需要1小時。通過使用促進劑進行協合效應可顯著提高其固化速度。
雙組分室溫硫化硅橡膠可在一65~250℃溫度范圍內長期保持彈性,並具有優良的電氣性能和化學穩定性,能耐水、耐臭氧、耐氣候老化,加之用法簡單,工藝適用性強,因此,廣泛用作灌封和制模材料。各種電子、電器元件用室溫硫化硅橡膠塗覆、灌封後,可以起到防潮(防腐、防震等保護作用。可以提高性能和穩定參數。雙組分室溫硫化硅橡膠特別適宜於做深層灌封材料並具有較快的硫化時間,這一點是優於單組分室溫硫化硅橡膠之處。雙組分室溫硫化硅橡膠硫化後具有優良的防粘性能,加上硫化時收縮率極小,因此,適合於用來製造軟模具,用於鑄造環氧樹脂、聚酯樹脂、聚苯乙烯、聚氨酯、乙烯基塑料、石蠟、低熔點合金等的模具。此外,利用雙組分室溫硫化硅橡膠的高模擬性能可以在文物上復制各種精美的花紋。雙組分室溫硫化硅橡膠在使用時應注意:首先把膠料和催化劑分別稱量,然後按比例混合。混料過程應小心操作以使夾附氣體量達到最小。膠料混勻後(顏色均勻),可通過靜置或進行減壓(真空度700毫米汞柱)除去氣泡,待氣泡全部排出後,在室溫下或在規定溫度下放置一定時間即硫化成硅橡膠。
三.雙組分加成型室溫硫化硅橡膠
雙組分加成型室溫硫化硅橡膠有彈性硅凝膠和硅橡膠之分,前者強度較低,後者強度較高。它們的硫化機理是基於有機硅生膠端基上的乙烯基(或丙烯基)和交鏈劑分子上的硅氫基發生加成反應(氫硅化反應)來完成的。在該反應中,不放出副產物。由於在交鏈過程中不放出低分子物,因此加成型室溫硫化硅橡膠在硫化過程中不產生收縮。這一類硫化膠無毒、機械強度高、具有卓越的抗水解穩定性(即使在高壓蒸汽下)、良好的低壓縮形變、低燃燒性、可深度硫化、以及硫化速度可以用溫度來控制等優點,因此是目前國內外大力發展的一類硅橡膠。雙組分室溫硫化硅橡膠可在一65~250℃溫度范圍內長期保持彈性,並具有優良的電氣性能和化學穩定性, 能耐水、耐臭氧、耐氣候老化,加之用法簡單,工藝適用性強,因此,廣泛用作灌封和制模材料。各種電子、電器元件用室溫硫化硅橡膠塗覆、灌封後,可以起到防潮(防腐、防震等保護作用。可以提高性能和穩定參數。雙組分室溫硫化硅橡膠特別適宜於做深層灌封材料並具有較快的硫化時間,這一點是優於單組分室溫硫化硅橡膠之處。
雙組分室溫硫化硅橡膠硫化後具有優良的防粘性能,加上硫化時收縮率極小,因此,適合於用來製造軟模具,用於鑄造環氧樹脂、聚酯樹脂、聚苯乙烯、聚氨酯、乙烯基塑料、石蠟、低熔點合金等的模具。此外,利用雙組分室溫硫化硅橡膠的高模擬性能可以復制各種精美的花紋。例如,在文物復制上可用來復制古代青銅器,在人造革生產上可用來復制蛇、蟒、鱷魚和穿山甲等動物的皮紋,起到以假亂真之效。
雙組分室溫硫化硅橡膠在使用時應注意幾個具體問題:首先把基料、交聯劑和催化劑分別稱量,然後按比例混合。通常兩個組分應以不同的顏色提供使用,這樣可直觀地觀察到兩種組分的混合情況,混料過程應小心操作以使夾附氣體量達到最小。膠料混勻後(顏色均勻),可通過靜置或進行減壓(真空度700毫米汞柱)除去氣泡,待氣泡全部排出後,在室溫下或在規定溫度下放置一定時間即硫化成硅橡皮。
雙組分室溫硫化硅橡膠硅氧烷主鏈上的側基除甲基外,可以用其它基團如苯基、三氟丙基、氰乙基等所取代,以提高其耐低溫、耐熱、耐輻射或耐溶劑等性能。同時,根據需要還可加入耐熱、阻燃、導熱、導電的添加劑,以製得具有耐燒蝕、阻燃、導熱和導電性能的硅橡膠。
(一) 甲基室溫硫化硅橡膠
甲基室溫硫化硅橡膠為通用硅橡膠的老品種,具有耐水、耐臭氧、耐電弧、耐電暈和耐氣候老化等優點。 它可一60~200℃溫度范圍內使用。因此,廣泛用作電子電器元件的灌注和密封材料,儀器儀表的防潮、防震、耐高低溫灌注和密封材料。也可用於製造模具,用於澆鑄聚酯樹脂、環氧樹脂和低熔點合金零部件。也可用作齒科的印模材料。用甲基室溫硫化硅橡膠塗布在棉布、紙袋上,可做成用於輸送粘性物品的輸送帶和包裝袋。
(二) 甲基雙苯基室溫硫化硅橡膠
甲基雙苯基室溫硫化硅橡膠除具有甲基室溫硫化硅橡膠的優良性能外,比甲基室溫硫化硅橡膠具有更寬的使用溫度范圍(-100~250℃)。苯基含量在2.5~5%的低苯基室溫硫化硅橡膠(108-1)可在-120℃低溫條件下保持彈性,是目前硅橡膠中低溫性能最好的一個品種;苯基含量在10~20%的室溫膠(108-2)具有很好的耐輻照、耐燒蝕和自熄性,若在其中加入一定量的耐熱添加劑如Fe2O3,等可提高熱老化性能,適用於250℃以上高溫下使用或做耐燒蝕膩子塗層和包封材料等。
甲基苯基室溫膠與其它室溫膠一樣,可做浸漬、印模和脫膜使用。如欲增加與其它材料的粘著力,必須在使用該材料之前,對被粘著的材料進行表面處理,表面處理的步驟如下:用丙酮溶劑對材料表面清洗1~2次,然後用表面劑處理1~2次,在60℃烘箱內烘數分鍾,此時在材料表面形成一層少有粘手的膜,就可上膠。
(三)甲基嵌段室溫硫化硅橡膠
甲基嵌段室溫硫化硅橡膠是甲基室溫硫化硅橡膠的改性品種,它是由羥基封頭的聚二甲基硅氧烷(107膠)和甲基三乙氧基硅烷低聚物(分子量3~5)的共聚體。在二丁基二月桂酸錫的催化下,聚二甲基硅氧烷中的羥基和聚甲基三乙氧基硅烷中的乙氧基縮合生成三向結構的聚合體,經硫化後的彈往體比甲基室溫硫化硅橡膠具有較高的機械強度和粘接力,可在一70~200℃溫度范圍內長期使用。
甲基嵌段室溫硫化硅橡膠具有防震、防潮、防水、透氣、耐臭氧、耐氣候老化、耐弱酸弱鹼性能。它的電氣絕緣性能很好,還具有很好的粘結性,而且成本低。因此,可廣泛用於灌封、塗層、印模、脫模、釋放葯物載體等場合。用甲基嵌段室溫膠灌封的電子元器件有防震、防潮、密封、絕緣、穩定各項參數等作用。把甲基嵌段室溫膠直接塗布到揚聲器上,可減少和消除揚聲器的中頻各點,經硫化後揚聲器諧振頻率性能可降低20赫芝左右。在甲基嵌段室溫膠中配合入一定量的添加劑後可用作紙張防粘劑。在食品工業的糖果、餅干傳送帶上塗上一層薄薄的甲基嵌段室溫膠後,可改善帆布的防粘性能,從而改善了食品的外觀,提高原料的利用率。
在甲基嵌段室溫膠中加入適量的氣相法白炭黑,可用於安裝窗戶玻璃、幕牆、窗框、預制板的接縫、機場跑道的伸縮縫。此外,還可做電子計算機存貯器中磁芯和模板的粘合劑,還可做導電硅橡膠和不導電硅橡膠的粘合劑等。用甲基嵌段室溫硫化硅橡膠處理織物可提高織物的手感、柔軟和耐曲磨性。
(四)室溫硫化睛硅橡膠
室溫硫化腈硅橡膠是聚β-腈乙基甲基硅氧烷,室溫硫化猜硅橡膠除具有硅橡膠的耐光、耐臭氧、耐潮、耐高低溫和優良的電絕緣性能外,主要特點是耐非極性溶劑如耐脂肪族、芳香族溶劑的性能好,其耐油性能與普通耐油丁腈橡膠相接近,可用作油污染部件及耐油電子元件的密封注料灌。
(五)室溫硫化氟硅橡膠
室溫硫化氟硅橡膠是聚γ-三氟丙基甲基硅氧烷,它的主要特點是具有耐燃料油、耐溶劑和高溫抗降解性能,還具有良好的擠出性能。主要用於超音速飛機整體油箱的密封、嵌縫,氟硅橡膠墊圈,墊片的粘結固定;硅橡膠和氟硅橡膠的粘合,以及化學工程和一般工業上耐燃料油;耐溶劑部位的粘結。
(六)室溫硫化苯撐硅橡膠
室溫硫化苯撐硅橡膠是硅苯(聯苯)撐硅氧烷聚合物,它的突出優點是具有優異的耐高能射線性能。試驗證明經受1x109倫琴γ-射線或1xl018中子/厘米2的中子照射後,仍可保持橡膠彈性,比室溫硫化甲基硅橡膠大10~15倍,比室溫硫化苯基硅橡膠大5~10倍。
室溫硫化苯撐硅橡膠可適用原子能工業、核動力裝置以及宇宙飛行等方面作為耐高溫、耐輻射的粘接密封材料以及電機的絕緣保護層等。
室溫硫化硅橡膠(RTV)是六十年代問世的一種新型的有機硅彈性體, 這種橡膠的最顯著特點是在室溫下無須加熱、如壓即可就地固化,使用極其方便。因此,一問世就迅成為整個有機硅產品的一個重要組成部分。現在室溫硫化硅橡膠已廣泛用作粘合劑、密封劑、防護塗料、灌封和制模材料,在各行各業中都有它的用途。
室溫硫化硅橡膠由於分子量較低,因此素有液體硅橡膠之稱,其物理形態通常為可流動的流體或粘稠的膏狀物,其粘度在100~1000000厘沲之間。根據使用的要求,可把硫化前的膠料配成自動流平的灌注料或不流淌但可塗刮的膩子。室溫硫化硅橡膠所用的填料與高溫硫化硅橡膠類似,採用白炭黑補強,使硫化膠具有10~60公斤/厘米2 扯斷強度。填加不同的添加劑可使膠料具有不同的比重、硬度、強度、流動性和觸變性,以及使硫化膠具有阻燃、導電、導熱、耐燒蝕等各種特殊性能。
室溫硫化硅橡膠按其包裝方式可分為單組分和雙組分室溫硫化硅橡膠,按硫化機理又可分為縮合型和加成型。因此,室溫硫化硅橡膠按成分、硫化機理和使用工藝不同可分為三大類型,即單組分室溫硫化硅橡膠、雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠和雙組分加成型室溫硫化硅橡膠。
F. 硅樹脂是什麼材料
硅樹脂一種具有高度交聯結構的熱固性聚硅氧烷聚合物,兼具有機樹脂及無機材料的雙重特性,具有獨特的物理、化學性能,有很好的電絕緣性質,耐溫及防水的效果。
硅樹脂是具有高度交聯結構的熱固性聚有機硅氧烷,因其特殊的結構,與其它有機樹脂相比,具有優異的耐熱性、耐寒性、耐候性、電絕緣性、疏水性及防粘脫模性等;因此,被廣泛用作耐高低溫絕緣漆、耐熱塗料、耐候塗料、耐燒蝕塗料及耐高低溫、電絕緣的模塑料等。
G. 硅氧烷是什麼
硅氧烷(Siloxane)指是指含有Si—O—Si鍵的化合物。
硅氧烷分鏈狀與環狀,鏈狀的通式為SinOn-1H2n+2,結構為H(SiH2-O)xSiH3,若n=2,為乙硅氧烷,SiH3-O-SiH3,n=3為丙硅氧烷,SiH3-O-SiH2-O-SiH3,環狀的通式為(H2SiO)n,如n=4為環丁硅氧烷,(H2SiO)4。它們的鹵代物稱為鹵代硅氧烷。烷基取代物為有機硅氧烷,稱為硅酮。
性質
性質:含Si—O—Si鍵構成主鏈結構的聚合物。習慣上稱有機硅或聚硅醚,可以是線型、環狀或交聯的聚合物。
按產品應用分類為硅油、硅橡膠和硅樹脂三大類。
合成硅氧烷的原料是硅烷SinH2n+2的衍生物。由R2SiCl2型有機氯硅烷水解可得線狀硅氧烷和環狀硅氧烷。用R2SiCl2與RSiCl3型有機氯硅烷水解、縮聚得交聯硅氧烷。
硅氧烷對熱和化學試劑穩定,不被水潤濕,突出的耐老化性能、優異的疏水性與電絕緣性。用作防火劑、潤滑劑、防潮劑。硅樹脂用於製造纖維增強材料。硅橡膠還用於膠黏劑及密封材料。
以上內容參考網路-硅氧烷
H. 硅樹脂的粘結性問題
要得選用甲基苯基的MQ型硅樹脂了,苯基含量在20%-30%之間,採用有機錫催化劑進行高溫固化(160-180C×2h)。
硅樹脂是具有高度交聯網狀結構的聚有機硅氧烷,兼具有機樹脂及無機材料的雙重特性,具有獨特的物理化學性能。
概況
硅樹脂,學名聚硅氧烷樹脂;英文名:Silicone resin。
成分結構
通常是用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的各種混合物,在有機溶劑如甲苯存在下,在較低溫度下加水分解,得到酸性水解物。水解的初始產物是環狀的、線型的和交聯聚合物的混合物,通常還含有相當多的羥基。水解物經水洗除去酸,中性的初縮聚體於空氣中熱氧化或在催化劑存在下進一步縮聚,最後形成高度交聯的立體網路結構。 硅樹脂是一種熱固性的塑料,它最突出的性能之一是優異的熱氧化穩定性。250℃加熱24小時後,硅樹脂失重僅為2~8%。硅樹脂另一突出的性能是優異的電絕緣性能,它在寬的溫度和頻率范圍內均能保持其良好的絕緣性能。
結構與性能的關系
硅樹脂含有機基團的數量即R/Si值是控制硅樹脂質量的主要指標之一,有機硅樹脂的固化性、漆膜柔韌性、硬度、耐熱性及耐熱開裂性等均與R/Si有關。一般線性硅油的R/Si略大於2,硅橡膠的R/Si接近於2,而硅樹脂的R/Si在1.0左右。R/Si值越小,硅樹脂的固化性能就越好,熱失重越小,漆膜堅硬,但柔韌性降低,漆膜變脆,耐沖擊強度降低;R/Si值越大,硅樹脂就需要在高溫(200-250℃)下長時間烘烤或是藉助於催干劑作用進行固化,使柔韌性較好,漆膜硬度差,具有較好的抗沖擊強度。
此外,硅樹脂的性能還與有機基團R的種類密切相關,當有機基為-CH3時,可賦予硅樹脂熱穩定性、憎水性、脫模性、耐電弧性;當有機基為-C6H5時,賦予硅樹脂氧化穩定性,可提高樹脂的熱穩定性;當有機基為-CH=CH2時,可改善硅樹脂的固化性能並賦予偶聯性;當有機基為苯基、乙基時,可改善硅樹脂與有機物的共混性;當有機基為-NH2(CH2)時,可改進聚合物的水溶性,同時賦予偶聯性;當有機基為長鏈烷基時,可提高硅樹脂的憎水性。因此,可根據具體的性能要求選擇帶有不同基團的硅氧烷單體來制備硅樹脂。
硅樹脂類型主要包括
甲基苯基硅樹脂、甲基硅樹脂、低苯基甲基硅樹脂、有機硅樹脂乳液、自干型有機硅樹脂、高溫型有機硅樹脂、環氧改性有機硅樹脂、有機硅聚酯改性樹脂、自干型環保有機硅樹脂、環保型有機硅樹脂、不粘塗料有機硅樹脂、高光有機硅樹脂、苯甲基透明硅樹脂、甲基透明有機硅樹脂、雲母粘接硅樹脂、聚甲基硅樹脂、氨基硅樹脂、氟硅樹脂、硅樹脂溶液、有機硅-環氧樹脂、有機硅聚酯樹脂、耐溶劑型有機硅樹脂、有機硅樹脂膠粘劑、氟硅樹脂硅樹脂密封劑、耐高溫甲基硅樹脂、自干型有機硅絕緣漆、甲基MQ硅樹脂、乙烯基MQ硅樹脂、硅丙樹脂塗料。
I. 有機硅的材料分類
有機硅材料按其形態的不同,可分為:硅烷偶聯劑(有機硅化學試劑)、硅油(硅脂、硅乳液、硅表面活性劑)、高溫硫化硅橡膠、液體硅橡膠、硅樹脂、復合物等。 硅烷偶聯劑的應用一般有三種方法:
一是作為骨架材料的表面處理劑;二是加入到粘接劑中,三是直接加入到高分子材料中。從充分發揮其效能和降低成本的角度出發,前兩種方法較好。
硅烷偶聯劑的應用大致可歸納為三個方面:
1、用於玻璃纖維的表面處理,能改善玻璃纖維和樹脂的粘合性能,大大提高玻璃纖維增強復合材料的強度、電氣、抗水、抗氣候等性能,即使在濕態時,它對復合材料機械性能的提高,效果也十分顯著。 在玻璃纖維中使用硅烷偶聯劑已相當普遍,用於這一方面的硅烷偶聯劑約占其消耗總量的50%,其中用得較多的品種是乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯醯氧基硅烷等。
2、用於無機填料填充塑料。可預先對填料進行表面處理,也可直接加入樹脂中。能改善填料在樹脂中的分散性及粘合力,改善工藝性能和提高填充塑料(包括橡膠)的機械、電學和耐氣候等性能。
3、用作密封劑、粘接劑和塗料的增粘劑,能提高它們的粘接強度、耐水、耐氣候等性能。硅烷偶聯劑往往可以解決某些材料長期以來無法粘接的難題。 硅油是一種不同聚合度鏈狀結構的聚有機硅氧烷。最常用的硅油是甲基硅油。硅油一般是無色(或淡黃色),無味、無毒、不易揮發的液體。硅油不溶於水、甲醇、二醇和- 乙氧基乙醇,可與苯、二甲醚、甲基乙基酮、四氯化碳或煤油互溶,稍溶於丙酮、二惡烷、乙醇和了醇。它具有很小的蒸汽壓、較高的閃點和燃點、較低的凝固點。隨著鏈段數n的不同,分子量增大,粘度也增高, 固此硅油可有各種不同的粘度。硅油按化學結構來分有甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氫硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羥基硅油、乙基含氫硅油、羥基含氫硅油、含氰硅油等;
從用途來分,則有阻尼硅油、擴散泵硅油、液壓油、絕緣油、熱傳遞油、剎車油等。硅油具有卓越的耐熱性、電絕緣性、耐候性、疏水性、生理惰性和較小的表面張力,此外還具有低的粘溫系數、較高的抗壓縮性)有的品種還具有耐輻射的性能。
有機硅乳液 (是硅油的一種形式)主要有硅油織物柔軟整理劑;硅油乳液型消泡劑:是有機硅消泡劑中使用面最廣、用量最大的一種消泡劑。 1、室溫硫化硅橡膠
室溫硫化硅橡膠(RTV)是六十年代問世的一種新型的有機硅彈性體, 這種橡膠的最顯著特點是在室溫下無須加熱、如壓即可就地固化,使用極其方便。因此,一問世就迅成為整個有機硅產品的一個重要組成部分。室溫硫化硅橡膠已廣泛用作粘合劑、密封劑、防護塗料、灌封和制模材料,在各行各業中都有它的用途。
分類
室溫硫化硅橡膠按其包裝方式可分為單組分和雙組分室溫硫化硅橡膠,按硫化機理又可分為縮合型和加成型。因此,室溫硫化硅橡膠按成分、硫化機理和使用工藝不同可分為三大類型,即單組分室溫硫化硅橡膠、雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠和雙組分加成型室溫硫化硅橡膠。這三種系列的室溫硫化硅橡膠各有其特點:單組分室溫硫化硅橡膠的優點是使用方便,但深部固化速度較困難;雙組分室溫硫化硅橡膠的優點是固化時不放熱,收縮率很小,不膨脹,無內應力,固化可在內部和表面同時進行,可以深部硫化;加成型室溫硫化硅橡膠的硫化時間主要決定於溫度,因此,利用溫度的調節可以控制其硫化速度。
單組分室溫硫化硅橡膠
單組分室溫硫化硅橡膠的硫化反應是靠與空氣中的水分發生作用而硫化成彈性體。隨著鏈劑的不同,單組分室溫硫化硅橡膠可為脫酸型、脫肟型、脫醇型、脫胺型、脫醯胺型和脫酮型等許多品種。單組分室溫硫化硅橡膠的硫化時間取決於硫化體系、溫度、濕度和硅橡膠層的厚度,提高環境的溫度和濕度,都能使硫化過程加快。在典型的環境條件下,一般15~30分鍾後,硅橡膠的表面可以沒有粘性, 厚度0.3厘米的膠層在一天之內可以固化。固化的深度和強度在三個星期左右會逐漸得到增強。
單組分室溫硫化硅橡膠具有優良的電性能和化學惰性,以及耐熱、耐自然老化、耐火焰、耐濕、透氣等性能。它們在-60~200℃范圍內能長期保持彈性。它固化時不吸熱、不放熱,固化後收縮率小,對材料的粘接性好。因此,主要用作粘合劑和密封劑,其它應用還包括就地成型墊片、防護塗料和嵌縫材料等。許多單組分硅橡膠粘接劑的配方表現出對多種材料如大多數金屬、玻璃、陶瓷和混凝上的自動粘接性能。當粘接困難時,可在基材上進底塗來提高粘接強度,底塗可以是具有反應活性的硅烷單體或樹脂,當它們在基材上固化後,生成一層改性的適合於有機硅粘接的表面。單組分室溫硫化硅橡膠雖然使用方便,但由於它的硫化是依懶大氣中的水分,使硫化膠的厚度受到限制,只能用於需要6毫米以下厚度的場合。單組分室溫硫化硅橡膠的硫化反應是從表面逐漸往深處進行的,膠層越厚,固化越慢。當深部也要快速固化時, 可採用分層澆灌逐步硫化法,每次可加一些膠料,等硫化後再加料,這樣可以減少總的硫化時間。添加氧化鎂可加速深層膠的硫化。
雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠
雙組分室溫硫化硅橡膠硫化反應不是靠空氣中的水分, 而是靠催化劑來進行引發。通常是將膠料與催化劑分別作為一個組分包裝。只有當兩種組分完全混合在一起時才開始發生固化。雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠的硫化時間主要取決於催化劑的類型、用量以及溫度。催化劑用量越多硫化越快, 同時擱置時間越短。在室溫下,擱置時間一般為幾小時,若要延長膠料的擱置時間,可用冷卻的方法。雙組分縮合型室溫硫化硅椽膠在室溫下要達到完全固化需要一天左右的時間,但在150℃的溫度下只需要1小時。通過使用促進劑進行協合效應可顯著提高其固化速度。
雙組分室溫硫化硅橡膠可在一65~250℃溫度范圍內長期保持彈性,並具有優良的電氣性能和化學穩定性, 能耐水、耐臭氧、耐氣候老化,加之用法簡單,工藝適用性強,因此,廣泛用作灌封和制模材料。各種電子、電器元件用室溫硫化硅橡膠塗覆、灌封後,可以起到防潮(防腐、防震等保護作用。可以提高性能和穩定參數。雙組分室溫硫化硅橡膠特別適宜於做深層灌封材料並具有較快的硫化時間,這一點是優於單組分室溫硫化硅橡膠之處。雙組分室溫硫化硅橡膠硫化後具有優良的防粘性能,加上硫化時收縮率極小,因此,適合於用來製造軟模具,用於鑄造環氧樹脂、聚酯樹脂、聚苯乙烯、聚氨酯、乙烯基塑料、石蠟、低熔點合金等的模具。此外,利用雙組分室溫硫化硅橡膠的高模擬性能可以在文物上復制各種精美的花紋。雙組分室溫硫化硅橡膠在使用時應注意:首先把膠料和催化劑分別稱量,然後按比例混合。混料過程應小心操作以使夾附氣體量達到最小。膠料混勻後(顏色均勻),可通過靜置或進行減壓(真空度700毫米汞柱)除去氣泡,待氣泡全部排出後,在室溫下或在規定溫度下放置一定時間即硫化成硅橡膠。
雙組分加成型室溫硫化硅橡膠
雙組分加成型室溫硫化硅橡膠有彈性硅凝膠和硅橡膠之分,前者強度較低,後者強度較高。它們的硫化機理是基於有機硅生膠端基上的乙烯基(或丙烯基)和交鏈劑分子上的硅氫基發生加成反應(氫硅化反應)來完成的。在該反應中,不放出副產物。由於在交鏈過程中不放出低分子物,因此加成型室溫硫化硅橡膠在硫化過程中不產生收縮。這一類硫化膠無毒、機械強度高、具有卓越的抗水解穩定性(即使在高壓蒸汽下)、良好的低壓縮形變、低燃燒性、可深度硫化、以及硫化速度可以用溫度來控制等優點,因此是目.前國內外大力發展的一類硅橡膠。
加成型室溫硫化硅橡膠
包裝方式一般是分A、B兩種組分進行包裝:將催化劑作為一種組分;交鏈劑作另一種組分。高強度的加成型室溫硫化硅橡膠由於線收縮率低、硫化時不放出低分子,因此是制模的優良材料。在機械工業上已廣泛用來制模以鑄造環氧樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯、聚苯乙烯、乙烯基塑料、石蠟、低熔點合金、混凝上等。利用加成型窒溫硫化
2、高溫硫化硅橡膠
高溫硫化硅橡膠是高分子量(分子量一般為40~80萬)的聚有機硅氧烷(即生膠)加入補強填料和其它各種添加劑,採用有機過氧化物為硫化劑,經加壓成型(模壓、擠壓、壓延)或注射成型,並在高溫下交鏈成橡皮。這種橡膠一般簡稱為硅橡膠。
硅橡膠的補強填料是各種類型的白炭黑,它可使硫化膠的強度增加十倍。加入各種添加劑主要是降低膠的成本、改善膠料性能以及賦予硫化膠各種特殊性能如阻燃、導電等。
3、硅凝膠
這種膠硫化後成為柔軟透明的有機硅凝膠,可在- 65~200℃溫度范圍內長期保持彈性,它具有優良的電氣性能和化學穩定性能、耐水、耐臭氧、耐氣候老化、憎水、防潮、防震、無腐蝕,且具有生理惰性、無毒、無味、易於灌注、能深部硫化、線收縮率低、操作簡單等優點,有機硅凝膠在電子工業上廣泛用作電子元器件的防潮、絕緣的塗覆及灌封材料,對電子元件及組合件起防塵、防潮、防震及絕緣保護作用。如採用透明凝膠灌封電子元器件,不但可起到防震防水保護作用,還可以看到元器件並可以用探針檢測出元件的故障,進行更換,損壞了的硅凝膠可再次灌封修補。有機硅凝膠由於純度高,使用方便,又有一定的彈性,因此是一種理想的晶體管及集成電路的內塗覆材料,可提高半導體器件的合格率及可靠性;有機硅凝膠也可用作光學儀器的彈性粘接劑。在醫療上有機硅凝膠可以用來作為植人體內的器官如人工乳房等,以及用來修補已損壞的器官等.
4、泡沫硅橡膠
泡沫硅橡膠硫化前呈液態,適宜作灌封材料。泡沫硅橡膠由於具有較高的熱穩定性,良好的絕熱性、絕緣性、防潮性、抗震性,尤其是在高頻下的抗震性好,因此是一種理想的輕質封裝材料。
美國道康寧公司研製成阻燃型室溫硫化泡沫硅橡膠DC3-6548。這種泡沫硅橡膠主要用於電線電纜通過處(例如屋頂、牆壁、樓房等處孔洞)的防火密封,阻燃性能非常好,其極限氧指數達39 (絕大多數塑料的極限氧指數只有20),使用壽命長達50年。這種阻燃室溫硫化泡沫硅橡膠已廣泛用於核電站、電子計算機中心、海上採油裝置等環境條件苛刻,或防火要求特別高的場所。 硅樹脂是高度交聯的網狀結構的聚有機硅氧烷,通常是用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的各種混合物,在有機溶劑如甲苯存在下,在較低溫度下加水分解,得到酸性水解物。水解的初始產物是環狀的、線型的和交聯聚合物的混合物,通常還含有相當多的羥基。水解物經水洗除去酸,中性的初縮聚體於空氣中熱氧化或在催化劑存在下進一步縮聚,最後形成高度交聯的立體網路結構。
硅樹脂是一種熱固性的塑料,它最突出的性能之一是優異的熱氧化穩定性。250℃加熱24小時後,硅樹脂失重僅為2~8%。硅樹脂另一突出的性能是優異的電絕緣性能,它在寬的溫度和頻率范圍內均能保持其良好的絕緣性能。
鑒於上述特性,有機硅樹脂主要作為絕緣漆(包括清漆、瓷漆、色漆、浸漬漆等)浸漬 H級電機及變壓器線圈, 以及用來浸漬玻璃布、玻布絲及石棉布後製成電機套管、電器絕緣繞組等。用有機硅絕緣漆粘結雲母可製得大面積雲母片絕緣材料,用作高壓電機的主絕緣。此外,硅樹脂還可用作耐熱、耐候的防腐塗料,金屬保護塗料,建築工程防水防潮塗料,脫模劑,粘合劑以及二次加工成有機硅塑料,用於電子、電氣和國防工業上,作為半導體封裝材料和電子、電器零部件的絕緣材料等。
硅樹脂按其主要用途和交聯方式大致可分為有機硅絕緣漆、有機硅塗料、有機硅塑料和有機硅粘合劑等幾大類。