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硅树脂
阅读:9932时间:2011-08-19 15:20:11

  硅树脂,学名聚硅氧烷树脂;英文名:Silicone resin,是4大有机硅材料之一,兼具有机树脂及无机材料的双重特性,具有一般有机树脂难以达到的耐高温、耐候及耐化学品性。近年来,有关硅树脂的研究工作进展相当快,一些成果已在工业上得到应用。

概述

  硅树脂是Si-O-Si为主链,硅原子上连接有机基团的交联型半无机高聚物,由多官能度的有机硅烷经水解缩聚而制成的,在加热或有催化剂存在下可进一步转变成三维结构的不溶不熔的热固性树脂。虽然与硅油、硅橡胶、硅烷偶联剂等有机硅化合物相比,硅树脂的市场份额较小,但在许多领域有着不可替代的地位,如用作H级电机线圈浸渍漆、耐高温绝缘漆、耐高温胶粘剂以及云母板、带胶枯剂等。

制造工艺

  硅树脂是高度交联的网状结构的聚有机硅氧烷,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种混合物,在有机溶剂如甲苯存在下,在较低温度下加水分解,得到酸性水解物。水解的初始产物是环状的、线型的和交联聚合物的混合物,通常还含有相当多的羟基。水解物经水洗除去酸,中性的初缩聚体于空气中热氧化或在催化剂存在下进一步缩聚,最后形成高度交联的立体网络结构。

  硅树脂的固化通常是通过硅醇缩合形成硅氧链节来实现的。当缩合反应在进行时,由于硅醇浓度逐渐减少,增加了空间位阻,流动性差,致使反应速率下降。因此,要使树脂完全固化,须经过加热和加入催化剂来加速反应进行。许多物质可起硅醇缩合反应的催化作用,它们包括酸和碱,铅、钴、锡、铁和其它金属的可溶性有机盐类,有机化合物如二丁基二月桂酸锡或N,N,N',N'一四甲基胍盐等。

  硅树脂最终加工制品的性能取决于所含有机基团的数量(即R与Si的比值)。一般有实用价值的硅树脂,其分子组成中R与Si的比值在1.2~1.6之间。一般规律是,R:Si的值愈小,所得到的硅树脂就愈能在较低温度下固化;R:Si 的值愈大,所得到的硅树脂要使它固化就需要在200--250℃的高温下长时间烘烤,所得的漆膜硬度差,但热弹性要比前者好得多。

  此外,有机基团中甲基与苯基基团的比例对硅树脂性能也有很大的影响。有机基团中苯基含量越低,生成的漆膜越软,缩合越快,苯基含量越高,生成的漆膜越硬,越具有热塑性。苯基含量在20~60%之间,漆膜的抗弯曲性和耐热性最好。此外,引入苯基可以改进硅树脂与颜料的配伍性,也可改进硅树脂与其它硅树脂的配伍性以及硅树脂对各种基材的粘附力。

用途

  硅树脂主要用于配制有机硅绝缘漆、有机硅涂料、有机硅粘接剂和有机硅塑料等。高档建筑外墙涂料等高性能涂料是硅树脂的主要市场,主要品种有改性聚酯和改性丙烯酸树脂。此外,近年来电子/电气工业对硅树脂的消费增长比较快,也是今后全球硅树脂发展的重要推动力,市场前景十分宽阔。

  1.塑料:主要用在耐热、绝缘、组然、抗电弧的有机硅塑料、半导体组件外壳封包塑料、泡沫塑料。

  2.涂料:硅树脂具有优良的耐热、耐寒、耐候、憎水等特性,加之可获得无色透明且有良好黏接性及耐磨性的涂层防黏脱膜涂料及防潮憎水涂料。

  3.黏接剂:作为黏接剂使用的聚硅氧烷有硅胶型及硅树脂型两种,两者在结构及交联密度上有差别。其中树脂型贴接剂还有纯硅树脂型及改质型树脂之分别。

  4.电绝缘漆:电机电器的体积、质量及使用年限,与电绝缘材料的性能有很大的关系。因此工业上要求使用多种的电绝缘漆,包括线圈浸渍漆、玻璃布浸渍漆、云母黏接绝缘漆及电子电器保护用硅漆等。

  5.微粉及梯形聚合物:硅树脂微粉与无机填料相比,具有相对密度低,同时具又耐热性、耐候性、润滑性及憎水性的特点。梯形硅树脂较通用网状立体结构的硅树脂有较高的耐热性、电器绝缘性及耐火焰性。

应用

  硅树脂具有优异的耐热性及耐候性,兼具优良的电绝缘性、耐化学药品性、僧水性及阻燃性,还可通过改性获得其他性能。因此,以硅树脂为基料做成的电绝缘漆、涂料、模塑料、层压材料、脱膜剂、防潮荆等各类产品,在电机、电器、电子、航空、建筑等工业部门获得了广泛的应用。

种类及优点、缺点、应用比较

硅树脂的种类及优点、缺点、应用比较

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