有机硅助剂介绍

常见有机硅助剂——硅树脂硅树脂简介定义：由硅氧结构单元构成的一类受热可固化并形成三维网状结构的树脂。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。硅树脂的地位有机硅树脂是4大有机硅材料之一(有机硅主要分为硅油、硅橡胶、硅树脂和硅烷偶联剂四大类)，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。硅树脂的成分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材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有机硅树脂的配伍性以及硅树脂对各种基材的粘附力。特性硅树脂是一种热固性的塑料，它最突出的性能之一是优异的热氧化稳定性。250℃加热24小时后,硅树脂失重仅为2～8%。硅树脂另一突出的性能是优异的电绝缘性能,它在宽的温度和频率范围内均能保持其良好的绝缘性能。一般硅树脂的电击穿强度为50千伏／毫米，体积电阻率为1013～1015欧姆?厘米，介电常数为3，介电损耗角正切值在10-30左右。此外，硅树脂还具有卓越的耐潮、防水、防锈、耐寒、耐臭氧和耐候性能，对绝大多数含水的化学试剂如稀矿物酸的耐腐蚀性能良好，但耐溶剂的性能较差。

表1.1

有机硅树脂的种类及优点、缺点、应用比较表划分方式类型优点缺点应用主链构成划分纯硅

改性硅

固化反应机理缩合型耐热、强度高、枯接性好、成本低等，

存在发泡、官能度控例困难等涂料、线圈浸渍、层压板、借水剂、胶粘剂等加成型不发泡、形态小、反应易控制易催化剂中毒浸渍漆、层压板等过氧化物型硅树脂无溶剂化、低退固化、贮存期长等空气会阻碍树脂的固化用作浸渍漆、胶粘剂、层压板等固化条件加热固化型粘接性及电气性能好要加热设备，在精细的电子元器件上使用有困难涂料、层压板、胶粘剂、套管、线圈漆等常温干燥型不需加热设备固化不完全电子元器件及设备用涂料常温固化型不需加热设备、投资省需严格密封保管电子元器件用涂料紫外线固化型固化速度快、不需溶剂粘接性差电子元器件及精密仪器封装产品形态溶剂型作业性、浸渍性好发泡、污染环境、易燃等涂料与浸渍漆无溶剂型不发泡、不污染环境等枯度高线圈浸渍、壳体成型水基型使用安全耐水性差涂料、憎水剂等乳液型使用安全耐水性、耐热性差涂料、憎水剂等

类别

(建筑用）品种

牌号

指标

特

性

主要用途

外观

固含量%粘度

秒/T-4,25℃

表干时间

室温

溶剂

改性有机硅

丙烯酸改性

AS-05浅黄色透明粘稠液体

50±2≥50＜2h醋酸丁酯

成膜快、光亮、附着力强、憎水、防沾污、耐候、单组份、室温自干

高档建筑外墙，罩光涂料

纯有机硅

甲基苯基

FB-150±2＞50≤3min醋酸丁酯

丁醇

室温成膜快、附着力强、防潮防污、污渍易于去除，耐黑墨水污染性(GB9274-88)≥9级

专用于地砖、瓷砖表面防污

家电用有机硅树脂-------＞查看产品说明牌号指标特性主要用途外观固含量%粘度

秒/T-4,25℃

表干时间

室温固化时间

270℃,分钟溶剂1054-1浅黄色透明粘稠液体50±220-40≤12h/180℃芳烃耐高温、高硬度、附着力强发热盘烤箱、煤气灶1054-260±2＞200＜25-8酯类耐高温、高光泽、高硬度(3H)不粘锅内涂、外涂及家电用涂装1054-360±2＞150＜25-8酯类耐高温、高光泽、高硬度(3H)不粘锅内涂、外涂及家电用涂装1054-460±2＞100＜25-8酯类高光泽、耐冲击、附着力强高温彩色外涂1054-560±2＞250＜25-8酯类耐高温、高硬度(>3H)、高光泽、附着力强不粘锅内涂、外涂及家电用涂装硅树脂的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.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。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.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。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。有机硅树脂最重要的应用

——在不粘系列涂料中的应用不粘性涂料是一种涂层表面不易被其它黏性物质所黏附或黏着后易被除去的特种涂料。这种涂料由于其所形成的表面能极低、摩擦系数小、易滑动等特点，所以具有不粘性。按涂料的介质与状态不同，不粘涂料可分为水性、溶剂型和粉末等。水性不粘涂料主要为氟树脂涂料（特氟龙为主），溶剂型不粘涂料以有机硅树脂为主，粉末不粘涂料现阶段应用还不广泛。下文主要讨论合成有机硅树脂应用于溶剂型不粘涂料。不粘涂料的特性：

①表面能低，防污性好；

②低毒或无毒（不粘锅内涂）；

③对底材润湿性好；

④固化条件相对温和；

⑤硬度高，热硬度、耐溶剂性、耐磨性、柔韧性和耐候性好；

⑥经济环保。不粘涂料用途：电子工业、纺织工业、塑料和橡胶工业、造纸和纤维工业、医疗机械等。可以用于辊筒抗粘外套，广泛用于纺织业、印染业、造纸业、橡胶加工、塑料加工等领域各种辊筒、模具、管道、发动机内壁、食品机械、印刷机械料斗、煎锅烘盘的防粘涂层、保险刀的防锈增滑涂层等。氟树脂不粘涂料和有机硅树脂不粘涂料对比：前者存在固化温度高、施工工艺复杂、涂膜光泽低、颜色单一等缺点，因此应用范围受到限制；有机硅树脂不粘涂料具有固化温度相对较低、光泽较高、色彩多变、涂覆方便等优点，在实际施工应用中很受用户欢迎。当然，氟树脂不粘涂料在不粘性方面比有机硅树脂不粘涂料略有优势。本公司研发的有机硅树脂系列产品特别推荐用于：各种饮具、厨具、烤具、电钣煲内胆、面包桶、油炸锅、烤肉盘、烤饼器、烤面包机、电磁炉面板及电烫斗底板等家用电器产品的耐高温不粘涂层；亦适用于各种工业不粘用途。具体工艺改性硅树脂不粘涂料的组成：基体树脂（黏结剂）、颜料、填料、环境友好型溶剂和助剂等。

2.1基体树脂（黏结剂）现阶段，有机硅树脂不粘涂料用基体树脂主要为聚酯有机硅树脂，其中在市场上应用比较成熟的有：德国迪高的HTL系列产品、台湾长川的1400系列产品、台湾高点的9825等。2007年底，本公司1062系列产品也在市场上问世。在一年多的时间里，得到了行业内很多客户的认可和好评。本公司1062系列产品采用饱和二元酸与聚硅氧烷低聚物及高级多元醇共聚而制得，具有丰满度好、光泽高、耐温性好、硬度高、耐磨性强等优点，非常适合用作中、低温固化的不粘涂料。为了进一步提高附着力，基体树脂中一般也加入少量的环氧树脂，用得较多的是601（E-20）。

2.2颜料不粘涂料多以黑色为主，用得最多的黑色颜料是高色素炭黑、德固赛的U黑以及日本三菱的MA-100、卡博特M-1300等，当然，国产高色素炭黑也可以选用，但黑度可能会差一点。平底锅的外涂也有各种颜色，如红色、黄色、蓝色等，其所用颜料和普通工业漆差别不大。

2.3填料不粘涂料所用填料多以滑石粉为主。滑石粉具有很好的耐高温性能，而且在高温下可以表现出很好的防止开裂的作用。一般为粒径很细的（1500目左右）滑石粉，当然也可以把粒径较大的滑石粉经过研磨以后使用。

溶剂

建议使用醋酸丁酯、PMA，可辅以二甲苯、甲苯、CAC、丁醇等。

助剂

助剂包括分散剂、流平剂、消泡剂、防沉剂等。考虑到对颜填料的润湿分散作用和耐高温性，推荐选择带有活性官能团的高分子聚羧酸盐类分散剂，同时具有润湿和分散的功能，帮助提高颜填料分散稳定性，防止颜料返粗，改善涂料的贮存稳定性，如BYK161或163。考虑到相容性和耐高温性，采用有机硅类流平剂，如BYK310或333。相同的原则，选择改性硅酮类消泡剂，如BYK071。防沉剂可选膨润土或气相二氧化硅，用量根据实际情况灵活掌握。

发展前沿金属有机硅树脂

水性有机硅树脂

耐高温有机硅树脂

丙烯酸改性有机硅树脂

自干型有机硅树脂

环氧改性有机硅树脂简述近年来采用的有机硅通过物理共混和化学方法(缩聚，自由基聚合，硅氢加成和互穿网络)改性丙烯酸酯的研究进展;介绍了在提高有机硅改性丙烯酸酯涂料耐污性，耐候性，制备高固含量涂料，水性涂料，紫外光固化涂料，荧光涂料等方面的应用进展，展望了该类涂料的研究发展方向。国内外市场分析与硅橡胶和硅油相比，硅树脂是有机硅产品中用量较少的产品，约占有机硅产品的10%。目前全球硅树脂的生产总量在9万吨左右，美国是最大的生产国，约为4万吨，除国内每年消费7000吨左右外，其余全部出口。日本和西欧地区的产量基本相同，均为2万吨年左右，而且大部分自用。预计2005年，全球硅树脂的消费有望达到10万吨。目前，国内现有有机硅树脂生产厂近20家，其中有近10家是专业油漆或绝缘材料厂。主要产品是以甲基、苯基树脂为基料的绝缘浸渍漆、耐热涂料、防水涂料、云母粘接剂等。其中大型硅树脂装置的生产规模为千吨级，小型硅树脂装置的生产规模在百吨级。与其它有机硅材料相比，硅树脂在国内市场上长期以来较为稳定，目前国内每年硅树脂的消费量8000吨左右，主要用于电子/电气领域。近年来，我国高档建筑外墙涂料市场开始启动，其中，有机硅改性丙烯酸涂料（硅丙涂料）是重要品种。随着我国高档建筑外墙涂料的迅速发展，硅树脂在建筑领域的消费量会迅速增长，并将逐步取代电子/是电器，成为硅树脂的主要应用领域。预计2005年国内硅树脂的消费量将达到15000吨。更多了解请查看有机硅——未来高分子材料的王者（用有机硅材料替代石油高分子材料，将成为未来世界经济新潮流）田文新朱旭（2006-6-23）环氧改性有机硅树脂的合成及固化黄荣华1董亚巍2董为虎1张先亮2廖俊2(1武汉大学动力与机械学院，武汉430072；2武大有机硅新材料股份有限公