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硅樹脂是高度交聯(lián)的網(wǎng)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(chǎn)物是環(huán)狀的、線型的和交聯(lián)聚合物的混合物,通常還含有相當多的羥基。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)絡結構。
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進行。許多物質可起硅醇縮合反應的催化作用,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--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硅樹脂的配伍性以及硅樹脂對各種基材的粘附力。
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.塑料:主要用在耐熱、絕緣、組然、抗電弧的有機硅塑料、半導體組件外殼封包塑料、泡沫塑料。
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,兩者在結構及交聯(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型樹脂之分別。
4.電絕緣漆:電機電器的體積、質量及使用年限,與電絕緣材料的性能有很大的關系。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。
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)狀立體結構的硅樹脂有較高的耐熱性、電器絕緣性及耐火焰性。