有機硅助劑介紹

常見有機硅助劑——硅樹脂硅樹脂簡介定義：由硅氧結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的一類受熱可固化并形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂。成分：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。水解物經(jīng)水洗除去酸，中性的初縮聚體于空氣中熱氧化或在催化劑存在下進一步縮聚，最后形成高度交聯(lián)的立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。硅樹脂的地位有機硅樹脂是4大有機硅材料之一(有機硅主要分為硅油、硅橡膠、硅樹脂和硅烷偶聯(lián)劑四大類)，具有一般有機樹脂難以達到的耐高溫、耐候及耐化學(xué)品性。近年來，有關(guān)硅樹脂的研究工作進展相當快，一些成果已在工業(yè)上得到應(yīng)用。硅樹脂的成分結(jié)構(gòu)硅樹脂的固化通常是通過硅醇縮合形成硅氧鏈節(jié)來實現(xiàn)的。當縮合反應(yīng)在進行時，由于硅醇濃度逐漸減少，增加了空間位阻，流動性差，致使反應(yīng)速率下降。因此,要使樹脂完全固化,須經(jīng)過加熱和加入催化劑來加速反應(yīng)進行。許多物質(zhì)可起硅醇縮合反應(yīng)的催化作用，它們包括酸和堿，鉛、鈷、錫、鐵和其它金屬的可溶性有機鹽類，有機化合物如二丁基二月桂酸錫或N，N，N'，N'一四甲基胍鹽等。

硅樹脂最終加工制品的性能取決于所含有機基團的數(shù)量（即R與Si的比值）。一般有實用價值的硅樹脂,其分子組成中R與Si的比值在1．2～1．6之間。一般規(guī)律是，R：Si的值愈小,所得到的硅樹脂就愈能在較低溫度下固化；R：Si的值愈大，所得到的硅樹脂要使它固化就需要在200材250℃的高溫下長時間烘烤，所得的漆膜硬度差，但熱彈性要比前者好得多。

此外，有機基團中甲基與苯基基團的比例對硅樹脂性能也有很大的影響。有機基團中苯基含量越低，生成的漆膜越軟，縮合越快，苯基含量越高，生成的漆膜越硬，越具有熱塑性。苯基含量在20～60％之間，漆膜的抗彎曲性和耐熱性最好。此外，引入苯基可以改進硅樹脂與顏料的配伍性，也可改進硅樹脂與其它有機硅樹脂的配伍性以及硅樹脂對各種基材的粘附力。特性硅樹脂是一種熱固性的塑料，它最突出的性能之一是優(yōu)異的熱氧化穩(wěn)定性。250℃加熱24小時后,硅樹脂失重僅為2～8%。硅樹脂另一突出的性能是優(yōu)異的電絕緣性能,它在寬的溫度和頻率范圍內(nèi)均能保持其良好的絕緣性能。一般硅樹脂的電擊穿強度為50千伏／毫米，體積電阻率為1013～1015歐姆?厘米，介電常數(shù)為3，介電損耗角正切值在10-30左右。此外，硅樹脂還具有卓越的耐潮、防水、防銹、耐寒、耐臭氧和耐候性能，對絕大多數(shù)含水的化學(xué)試劑如稀礦物酸的耐腐蝕性能良好，但耐溶劑的性能較差。

表1.1

有機硅樹脂的種類及優(yōu)點、缺點、應(yīng)用比較表劃分方式類型優(yōu)點缺點應(yīng)用主鏈構(gòu)成劃分純硅

改性硅

固化反應(yīng)機理縮合型耐熱、強度高、枯接性好、成本低等，

存在發(fā)泡、官能度控例困難等涂料、線圈浸漬、層壓板、借水劑、膠粘劑等加成型不發(fā)泡、形態(tài)小、反應(yīng)易控制易催化劑中毒浸漬漆、層壓板等過氧化物型硅樹脂無溶劑化、低退固化、貯存期長等空氣會阻礙樹脂的固化用作浸漬漆、膠粘劑、層壓板等固化條件加熱固化型粘接性及電氣性能好要加熱設(shè)備，在精細的電子元器件上使用有困難涂料、層壓板、膠粘劑、套管、線圈漆等常溫干燥型不需加熱設(shè)備固化不完全電子元器件及設(shè)備用涂料常溫固化型不需加熱設(shè)備、投資省需嚴格密封保管電子元器件用涂料紫外線固化型固化速度快、不需溶劑粘接性差電子元器件及精密儀器封裝產(chǎn)品形態(tài)溶劑型作業(yè)性、浸漬性好發(fā)泡、污染環(huán)境、易燃等涂料與浸漬漆無溶劑型不發(fā)泡、不污染環(huán)境等枯度高線圈浸漬、殼體成型水基型使用安全耐水性差涂料、憎水劑等乳液型使用安全耐水性、耐熱性差涂料、憎水劑等

類別

(建筑用）品種

牌號

指標

特

性

主要用途

外觀

固含量%粘度

秒/T-4,25℃

表干時間

室溫

溶劑

改性有機硅

丙烯酸改性

AS-05淺黃色透明粘稠液體

50±2≥50＜2h醋酸丁酯

成膜快、光亮、附著力強、憎水、防沾污、耐候、單組份、室溫自干

高檔建筑外墻，罩光涂料

純有機硅

甲基苯基

FB-150±2＞50≤3min醋酸丁酯

丁醇

室溫成膜快、附著力強、防潮防污、污漬易于去除，耐黑墨水污染性(GB9274-88)≥9級

專用于地磚、瓷磚表面防污

家電用有機硅樹脂-------＞查看產(chǎn)品說明牌號指標特性主要用途外觀固含量%粘度

秒/T-4,25℃

表干時間

室溫固化時間

270℃,分鐘溶劑1054-1淺黃色透明粘稠液體50±220-40≤12h/180℃芳烴耐高溫、高硬度、附著力強發(fā)熱盤烤箱、煤氣灶1054-260±2＞200＜25-8酯類耐高溫、高光澤、高硬度(3H)不粘鍋內(nèi)涂、外涂及家電用涂裝1054-360±2＞150＜25-8酯類耐高溫、高光澤、高硬度(3H)不粘鍋內(nèi)涂、外涂及家電用涂裝1054-460±2＞100＜25-8酯類高光澤、耐沖擊、附著力強高溫彩色外涂1054-560±2＞250＜25-8酯類耐高溫、高硬度(>3H)、高光澤、附著力強不粘鍋內(nèi)涂、外涂及家電用涂裝硅樹脂的用途硅樹脂主要用于配制有機硅絕緣漆、有機硅涂料、有機硅粘接劑和有機硅塑料等。高檔建筑外墻涂料等高性能涂料是硅樹脂的主要市場，主要品種有改性聚酯和改性丙烯酸樹脂。此外，近年來電子/電氣工業(yè)對硅樹脂的消費增長比較快，也是今后全球硅樹脂發(fā)展的重要推動力，市場前景十分寬闊。1.電絕緣漆：電機電器的體積、質(zhì)量及使用年限，與電絕緣材料的性能有很大的關(guān)系。因此工業(yè)上要求使用多種的電絕緣漆，包括線圈浸漬漆、玻璃布浸漬漆、云母黏接絕緣漆及電子電器保護用硅漆等。2.涂料：硅樹脂具有優(yōu)良的耐熱、耐寒、耐候、憎水等特性，加之可獲得無色透明且有良好黏接性及耐磨性的涂層防黏脫膜涂料及防潮憎水涂料。3.黏接劑：作為黏接劑使用的聚硅氧烷有硅膠型及硅樹脂型兩種，兩者在結(jié)構(gòu)及交聯(lián)密度上有差別。其中樹脂型貼接劑還有純硅樹脂型及改質(zhì)型樹脂之分別。4.塑料：主要用在耐熱、絕緣、組然、抗電弧的有機硅塑料、半導(dǎo)體組件外殼封包塑料、泡沫塑料。5.微粉及梯形聚合物：硅樹脂微粉與無機填料相比，具有相對密度低，同時具又耐熱性、耐候性、潤滑性及憎水性的特點。梯形硅樹脂較通用網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)的硅樹脂有較高的耐熱性、電器絕緣性及耐火焰性。有機硅樹脂最重要的應(yīng)用

——在不粘系列涂料中的應(yīng)用不粘性涂料是一種涂層表面不易被其它黏性物質(zhì)所黏附或黏著后易被除去的特種涂料。這種涂料由于其所形成的表面能極低、摩擦系數(shù)小、易滑動等特點，所以具有不粘性。按涂料的介質(zhì)與狀態(tài)不同，不粘涂料可分為水性、溶劑型和粉末等。水性不粘涂料主要為氟樹脂涂料（特氟龍為主），溶劑型不粘涂料以有機硅樹脂為主，粉末不粘涂料現(xiàn)階段應(yīng)用還不廣泛。下文主要討論合成有機硅樹脂應(yīng)用于溶劑型不粘涂料。不粘涂料的特性：

①表面能低，防污性好；

②低毒或無毒（不粘鍋內(nèi)涂）；

③對底材潤濕性好；

④固化條件相對溫和；

⑤硬度高，熱硬度、耐溶劑性、耐磨性、柔韌性和耐候性好；

⑥經(jīng)濟環(huán)保。不粘涂料用途：電子工業(yè)、紡織工業(yè)、塑料和橡膠工業(yè)、造紙和纖維工業(yè)、醫(yī)療機械等?？梢杂糜谳佂部拐惩馓?，廣泛用于紡織業(yè)、印染業(yè)、造紙業(yè)、橡膠加工、塑料加工等領(lǐng)域各種輥筒、模具、管道、發(fā)動機內(nèi)壁、食品機械、印刷機械料斗、煎鍋烘盤的防粘涂層、保險刀的防銹增滑涂層等。氟樹脂不粘涂料和有機硅樹脂不粘涂料對比：前者存在固化溫度高、施工工藝復(fù)雜、涂膜光澤低、顏色單一等缺點，因此應(yīng)用范圍受到限制；有機硅樹脂不粘涂料具有固化溫度相對較低、光澤較高、色彩多變、涂覆方便等優(yōu)點，在實際施工應(yīng)用中很受用戶歡迎。當然，氟樹脂不粘涂料在不粘性方面比有機硅樹脂不粘涂料略有優(yōu)勢。本公司研發(fā)的有機硅樹脂系列產(chǎn)品特別推薦用于：各種飲具、廚具、烤具、電鈑煲內(nèi)膽、面包桶、油炸鍋、烤肉盤、烤餅器、烤面包機、電磁爐面板及電燙斗底板等家用電器產(chǎn)品的耐高溫不粘涂層；亦適用于各種工業(yè)不粘用途。具體工藝改性硅樹脂不粘涂料的組成：基體樹脂（黏結(jié)劑）、顏料、填料、環(huán)境友好型溶劑和助劑等。

2.1基體樹脂（黏結(jié)劑）現(xiàn)階段，有機硅樹脂不粘涂料用基體樹脂主要為聚酯有機硅樹脂，其中在市場上應(yīng)用比較成熟的有：德國迪高的HTL系列產(chǎn)品、臺灣長川的1400系列產(chǎn)品、臺灣高點的9825等。2007年底，本公司1062系列產(chǎn)品也在市場上問世。在一年多的時間里，得到了行業(yè)內(nèi)很多客戶的認可和好評。本公司1062系列產(chǎn)品采用飽和二元酸與聚硅氧烷低聚物及高級多元醇共聚而制得，具有豐滿度好、光澤高、耐溫性好、硬度高、耐磨性強等優(yōu)點，非常適合用作中、低溫固化的不粘涂料。為了進一步提高附著力，基體樹脂中一般也加入少量的環(huán)氧樹脂，用得較多的是601（E-20）。

2.2顏料不粘涂料多以黑色為主，用得最多的黑色顏料是高色素炭黑、德固賽的U黑以及日本三菱的MA-100、卡博特M-1300等，當然，國產(chǎn)高色素炭黑也可以選用，但黑度可能會差一點。平底鍋的外涂也有各種顏色，如紅色、黃色、藍色等，其所用顏料和普通工業(yè)漆差別不大。

2.3填料不粘涂料所用填料多以滑石粉為主?；劬哂泻芎玫哪透邷匦阅?，而且在高溫下可以表現(xiàn)出很好的防止開裂的作用。一般為粒徑很細的（1500目左右）滑石粉，當然也可以把粒徑較大的滑石粉經(jīng)過研磨以后使用。

溶劑

建議使用醋酸丁酯、PMA，可輔以二甲苯、甲苯、CAC、丁醇等。

助劑

助劑包括分散劑、流平劑、消泡劑、防沉劑等。考慮到對顏填料的潤濕分散作用和耐高溫性，推薦選擇帶有活性官能團的高分子聚羧酸鹽類分散劑，同時具有潤濕和分散的功能，幫助提高顏填料分散穩(wěn)定性，防止顏料返粗，改善涂料的貯存穩(wěn)定性，如BYK161或163?？紤]到相容性和耐高溫性，采用有機硅類流平劑，如BYK310或333。相同的原則，選擇改性硅酮類消泡劑，如BYK071。防沉劑可選膨潤土或氣相二氧化硅，用量根據(jù)實際情況靈活掌握。

發(fā)展前沿金屬有機硅樹脂

水性有機硅樹脂

耐高溫有機硅樹脂

丙烯酸改性有機硅樹脂

自干型有機硅樹脂

環(huán)氧改性有機硅樹脂簡述近年來采用的有機硅通過物理共混和化學(xué)方法(縮聚，自由基聚合，硅氫加成和互穿網(wǎng)絡(luò))改性丙烯酸酯的研究進展;介紹了在提高有機硅改性丙烯酸酯涂料耐污性，耐候性，制備高固含量涂料，水性涂料，紫外光固化涂料，熒光涂料等方面的應(yīng)用進展，展望了該類涂料的研究發(fā)展方向。國內(nèi)外市場分析與硅橡膠和硅油相比，硅樹脂是有機硅產(chǎn)品中用量較少的產(chǎn)品，約占有機硅產(chǎn)品的10%。目前全球硅樹脂的生產(chǎn)總量在9萬噸左右，美國是最大的生產(chǎn)國，約為4萬噸，除國內(nèi)每年消費7000噸左右外，其余全部出口。日本和西歐地區(qū)的產(chǎn)量基本相同，均為2萬噸年左右，而且大部分自用。預(yù)計2005年，全球硅樹脂的消費有望達到10萬噸。目前，國內(nèi)現(xiàn)有有機硅樹脂生產(chǎn)廠近20家，其中有近10家是專業(yè)油漆或絕緣材料廠。主要產(chǎn)品是以甲基、苯基樹脂為基料的絕緣浸漬漆、耐熱涂料、防水涂料、云母粘接劑等。其中大型硅樹脂裝置的生產(chǎn)規(guī)模為千噸級，小型硅樹脂裝置的生產(chǎn)規(guī)模在百噸級。與其它有機硅材料相比，硅樹脂在國內(nèi)市場上長期以來較為穩(wěn)定，目前國內(nèi)每年硅樹脂的消費量8000噸左右，主要用于電子/電氣領(lǐng)域。近年來，我國高檔建筑外墻涂料市場開始啟動，其中，有機硅改性丙烯酸涂料（硅丙涂料）是重要品種。隨著我國高檔建筑外墻涂料的迅速發(fā)展，硅樹脂在建筑領(lǐng)域的消費量會迅速增長，并將逐步取代電子/是電器，成為硅樹脂的主要應(yīng)用領(lǐng)域。預(yù)計2005年國內(nèi)硅樹脂的消費量將達到15000噸。更多了解請查看有機硅——未來高分子材料的王者（用有機硅材料替代石油高分子材料，將成為未來世界經(jīng)濟新潮流）田文新朱旭（2006-6-23）環(huán)氧改性有機硅樹脂的合成及固化黃榮華1董亞巍2董為虎1張先亮2廖俊2(1武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院，武漢430072；2武大有機硅新材料股份有限公