Arten von Silikonharz: Klassifizierung, Eigenschaften und Anwendungen

Silikonharze sind kein einzelnes Material, sondern eine breite Familie hochvernetzter Polysiloxane. Verschiedene Arten von Silikonharz werden durch Veränderung der organischen Gruppen, funktionellen Gruppen, Molekularstruktur und des Härtungsmechanismus entwickelt. Diese Unterschiede bestimmen Hitzebeständigkeit, Härte, Flexibilität, Kompatibilität, Reaktivität und geeignete industrielle Anwendungen.

Zu den wichtigsten Silikonharztypen gehören Methylsilikonharz, Methylphenylsilikonharz, Methylvinylsilikonharz, wasserstofffunktionelles Silikonharz, und organisch modifiziertes Silikonharz. Einige Qualitäten werden als Pulver oder Flocken geliefert, während andere in Lösungsmittel, Silikonöl oder reaktiven Polymersystemen angeboten werden.

Dieser Leitfaden vergleicht die wichtigsten Klassifizierungen von Silikonharz und erklärt, wie Hersteller und Formulierer ein geeignetes Harz für Hochtemperaturbeschichtungen, Silikonkautschuk, Haftklebstoffe, Kosmetika, Trennmittel, Entschäumer und andere industrielle Formulierungen auswählen können.

• Was ist Siliconharz?
• Was ist die technologische Entwicklung von Silikonharzen?
• Wie unterscheidet man Silikonharz?
• Wie kann die Leistung von Silikonharz verbessert werden?

1. Wie werden Silikonharze klassifiziert?

Silikonharz ist ein semi-anorganischer und semi-organischer Polymer-Typ mit -Si-O- als Hauptkette und organischen Gruppen in der Seitenkette. Silikonharz ist ein massiver Polymer, und mit einer Reihe von reaktiven Gruppen vernetzen diese reaktiven Gruppen die Reaktion weiter in die unlösliche und nicht schmelzende dreidimensionale Struktur des Härtungsprodukts.

Im Vergleich zu organischen Harzen weisen Silikonharze eine gute chemische Beständigkeit auf, wie zum Beispiel Hochtemperaturbeständigkeit, UV-Strahlungsbeständigkeit, Witterungsbeständigkeit, wasserabweisende und feuchtigkeitsgeschützte Eigenschaften, hohe dielektrische Festigkeit, geringer dielektrischer Verlust, niedrige Viskosität, Lichtbogenbeständigkeit und Bestrahlungsbeständigkeit sowie Reaktionsunfähigkeit.

Allgemeine Lösungssilikonharze werden hauptsächlich als hitzebeständige Beschichtungen, witterungsbeständige Beschichtungen und hochtemperaturbeständige elektrische Isoliermaterialien auf Polymerbasis eingesetzt.

2. Was ist die technologische Entwicklung von Silikonharzen?

Among all kinds of silicone polymers, silicone resins are the earliest type of silicone products synthesized and applied. Compared with the high-speed development of silicone rubber’s new and innovative technology, silicone resin’s technological upgrading is relatively slow, and there are fewer major technological breakthroughs. About twenty years ago, due to the Aryl Heterocyclic high-temperature polymers of technological progress, a crowded part of the original belonged to the application of silicone resins, but the Aryl Heterocyclic heat-resistant polymers of solvent toxicity and harsh curing conditions limit the expansion of the application in recent years people began to attach importance to the research and development of silicone resins, silicone resins have a wide range of temperatures, aging resistance, and hydrophobic moisture resistance performance, such as outstanding advantages, signs indicate that the silicone resin is the earliest synthesized and applied a class of silicone products. The silicone resin has a wide temperature range, aging resistance hydrophobic moisture resistance, and other outstanding advantages, there are signs that silicone resin may also have a greater space for development in the future.

3. Wie unterscheidet man Silikonharz?

3.1 Methylsilikonharz

(1) Synthese von Methylsilikonharz aus Methylchlorsilan

Methylchlorosilan als Hauptrohstoff für die Synthese von Methylsilikonharz muss aufgrund der unterschiedlichen Struktur und Zusammensetzung des Silikonharzes (Vernetzungsgrad des Silikonharzes, d. h. [CH3]/[Si] Wert) in unterschiedlichen Syntheseprozessbedingungen separat verwendet werden.

Bei der Synthese von Methylsilikonharz mit niedrigem R/Si ([CH3]/[Si] ≈ 1.0) ist die Hydrolyse-Kondensationsreaktionsrate des Hauptrohstoffmonomers Methyltrichlorsilan recht schnell. Die Reaktionstemperatur muss streng kontrolliert werden, um 0 °C nicht zu überschreiten, und die Reaktion muss im Verbundlösungsmittel durchgeführt werden. Das Reaktionsprodukt hat bei Raumtemperatur eine Lagerzeit von nur wenigen Tagen.

(2) Synthese von Methylsiliciumharz aus Methylalkoxysilan

Die Hydrolysekondensationsreaktionsgeschwindigkeit von Methoxysilan kann durch Veränderung der Reaktionsbedingungen gesteuert werden, aus Methylalkoxysilan können Methylsiliciumharze mit unterschiedlichen Vernetzungsgraden synthetisiert werden.

Bei kommerziellem Methylsilikonharz mit mittlerem Vernetzungsgrad ([CH3]/[Si] ≈ 1,2 bis 1,5) wird der größte Teil der Hydrolyse-Kondensationsreaktion mit Methoxysilan durchgeführt: Durch die Entsäuerung von raffinierten Methyltriethoxysilan- und Dimethyldiethoxysilan-Monomeren und Wasser, gemischt mit einer Spur Salzsäure oder einer angemessenen Menge stark saurer Kationenaustauscherharze (makroporöse saure Ionenaustauscherharze haben eine bessere katalytische Wirkung), wird der aktivierte weiße Ton (Säurebehandlung und Trocknung) als Katalysator verwendet. Man erhitzt und führt die Hydrolysereaktion durch. Sobald der Endpunkt erreicht ist, wird eine angemessene Menge Hexamethyldisilazan hinzugefügt, um die Katalysatorsalzsäure zu neutralisieren, oder der Katalysator (Ionenaustauscherharz oder aktiver weißer Ton) wird abfiltriert, um die Kondensationsreaktion zu beenden. Das erhaltene Produkt ist eine alkoholische Lösung von Methylsilikonharz.

XJY-8205 Methyl-MQ-Harz

(Natriumsilikat, Reaktionsprodukt mit Chlortrimethylsilan und Isocobaltalkohol) Es ist das Co-Hydrolyseprodukt von Tetraalkoxysilan (Q-Einheit) und Trimethylalkoxysilan (M-Einheit). MQ-Harz wird weitgehend in den Bereichen Körperpflege, Klebstoffe, Entschäumer, Wasserabweisungsmittel usw. eingesetzt und hat gute und hohe Formtrennungsfähigkeit im Trennmittel für Polyurethanverarbeitung.

3.2 Methylphenylsilikonharz

Die Hauptrohstoffe für die industrielle Produktion von Methylphenylsiliciumharz sind Methyltrichlorsilan, Dimethyldichlorsilan, Phenyltrichlorsilan und Diphenyldichlorsilan. Teile oder alle Monomere werden mit Lösungsmittel Toluol oder Xylol gemäß angemessenem Mischungsverhältnis unter Rühren tropfenweise mit Wasser versetzt, die Temperatur der Hydrolysereaktion kontrolliert, gewaschen zur Entfernung des Reaktionsnebenprodukts HCl (Salzsäurelösung), hydrolysiert zu Silanol-Lösung, dann wird ein Teil des Lösungsmittels ausgekocht zu konzentriertem Silanol, dann durch Kaltkondensation oder Warmkondensationsreaktion zu Silikonharz, schließlich filtriert, abgefüllt und fertiges Silikonharz erhalten.

XJY-8250A Flockiges Silikonharz ist ein Methylphenylsiliciumharz mit Hydroxylfunktionalgruppe. XJY-8330 Polyester-modifiziertes Flocken-Silikonharz ist ein polyestermodifiziertes Methyl-Phenyl-Silikonharz-Zwischenprodukt. Diese beiden Produkte können in hochtemperaturbeständigen Pulverbeschichtungen und Flüssigbeschichtungen verwendet werden. Die Haupteigenschaft des Silikonharzes ist seine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit, die bei 200 °C oder sogar höher kaum zersetzt wird, und es kann zur Herstellung verschiedener hitzebeständiger Farben mit Hitzebeständigkeitsisolationsklassen bis zu Klasse H verwendet werden. Zum Beispiel kann die Verwendung von Silikonharz als Basismaterial, unter Zugabe von Aluminiumpulver-Silberfarbe, bei 400 ~ 600 °C über einen längeren Zeitraum verwendet werden. Es kann für Schornsteine, Dampfleitungen, Auspuffrohre, Gasanlagen, Öfen, Backöfen, Elektroherde, chemische Anlagen, Kessel, Motoren, Generatoren, elektrische Anlagen, Heizkörper usw. verwendet werden.

3.3 Methylvinylsilikonharz

Der Herstellungsprozess von Methylphenylvinylsiliciumharz und Methylphenylsiliciumharz ist ähnlich, aber Methylchlorsilan- und Phenylchlorsilan-Monomere werden aus den hydrolysierten Rohstoffen entfernt, dann werden in angemessener Menge vinylhaltige Silikonmonomere wie Methylvinyldichlorsilan und andere vinylhaltige Silikonmonomere zugesetzt. Die obigen gemischten Monomere durch Hydrolyse, Waschen und Konzentration, erhalten als konzentriertes Hydrolysesilanol, plus metallorganisches Säuresalz-Katalysator, Vakuumerwärmungskondensation auf vorbestimmte Viskosität, oder gemäß Gelierungszeit zur Kontrolle des Endes der Kondensationsreaktion, Herstellung von Methylphenylvinylsiliciumharz.

XJY-8206 Vinylmethylsiliciumharz wird kondensiert aus tetrafunktionellem Siloxan (Q) und einem funktionellen Methylsilikon (M), die molare Masse ist generell 2500-5000 g/mol, und das Molverhältnis von M- und Q-Ketten im Molekül bestimmt die Struktureigenschaften des M-Harzes.

Silikonpolymere und Silikonverbindungen aus VMQ-Materialien können eine breite Palette physikalischer Eigenschaften bieten wie Temperaturbeständigkeit, Abriebfestigkeit, Wetterbeständigkeit, Widerstand gegen bleibende Verformung unter Druck und Widerstand gegen ultravioletter Strahlung. Außerdem sind sie für Menschen unschädlich, daher kann dieses lebensmittelechte Silikon in der Automobil-, Medizin- und Lebensmittelindustrie eingesetzt werden.

Verwendet als Methylphenylvinylsiliciumharz Additionsreaktionsvernetzer-Komponente von Methylphenylwasserstoffhaltigem Polysiloxan, üblicherweise für den Polymerisationsgrad nicht große cyclische oder lineare Polymere, sie werden aus methylwasserstoffhaltigem Dichlorsilan durch Hydrolysecyclisierung hergestellt, oder durch methylwasserstoffhaltiges Dichlorsilan, Phenyltrichlorsilan plus Trimethylchlorsilan Hydrolysekondensation hergestellt.

3.4 Einkomponenten-Methylphenylsilikonharz mit Raumtemperaturhärtung

Einkomponenten-Methylphenylsiliciumharz behält die ausgezeichnete Leistung traditionellen Methylphenylsiliciumharzes, und gleichzeitig hat es die Vorteile von Einkomponentenprodukten, die vor Gebrauch nicht gemischt werden müssen und bei Raumtemperatur schnell aushärten können.

Einkomponenten-Raumtemperaturhärtendes Methylphenylsiliciumharz ist ein verzweigtes Silikonpolymer mit mehreren hydrolysierbaren reaktiven Gruppen. Nachdem diese Silikonharzlösung auf die Oberfläche des Substrats aufgetragen wurde, absorbiert das Polymer Feuchtigkeit aus der Luft, die reaktiven Gruppen werden hydrolysiert und eine Vernetzungsreaktion des Polymers tritt auf, bis die Beschichtung vernetzt und gehärtet ist.

Die Herstellung von Raumtemperatur-schnellhärtendem Methylphenylsiliciumharz wirtschaftliche und praktische technische Route, die von Methylchlorsilan und Phenylchlorsilan ausgehen kann, in Gegenwart organischer Lösungsmittel Co-Hydrolyse, die Silanolmischung erhalten durch Waschen und Säureentfernung, dann durch nukleophile katalytische Kondensationsreaktion, Herstellung einer angemessenen Menge aktives Silikonhydroxyl-Silikonharz-Präpolymer, dann Zugabe des angemessenen Vernetzers und selektiver Katalysatoren, dann weitere katalytische Kondensationsumwandlungsreaktion, und dann Zugabe des angemessenen Vernetzers und selektiven Katalysators. Dann ein angemessener Vernetzer und selektiver Katalysator, weitere katalytische Kondensationsumwandlungsreaktion, um das Methylphenylsilikon-verzweigte Polymer mit einer Anzahl hydrolysierbarer aktiver Gruppen zu erhalten. Schließlich, mit angemessener Menge Stabilisatoren und anderen Additiven, Zugabe oder Reduktion von Lösungsmitteln zur Einstellung des Feststoffgehalts, das heißt, Herstellung einer hochleistungsfähigen einkomponentigen Methylphenylsiliciumharzlösung, die bei Raumtemperatur schnell gehärtet werden kann.

3.5 Wasserstofffunktionelles Silikonharz

XJY-8207 Wasserstoff-MQ-Harz  ist ein Polykondensat aus vierfunktionellem Siloxan (Q) und monofunktionellem Methylsiloxan (M). Die Molmasse liegt im Allgemeinen bei 2500-5000 g/mol. Das Molekülverhältnis von M- und Q-Ketten und die strukturelle Beschaffenheit des M entscheiden über die Harzanwendungen. XJY-8207 hat eine Si-H-Einheit auf der Q-Einheit, die die Hauptaktiveinheit ist.

4. Wie verbessert man die Leistung von Silikonharz?

Unter der Anleitung der chemischen Theorie wurde durch tiefgehende Forschung und Entwicklung der Produktionstechnologie für hochleistungsfähige Silikonharze, welche in der Produktionspraxis erprobt wurde, die Herstellung von Silikonharzprodukten mit hoher Leistungsfähigkeit realisiert. Diese erzielen die gewünschten Ergebnisse in praktischen Anwendungen. Hochleistungssilikonharze spielen eine wichtige Rolle in der nationalen Verteidigung und militärischen Ausstattung. Wie können Sie die Wettbewerbsfähigkeit Ihrer Produkte verbessern?

XJY Silikone ist einer der führenden Silikon MQ-Harz und VMQ-Silikon Hersteller in China, mit mehr als 30 Jahren Erfahrung in Forschung, Entwicklung und Herstellung in der Silikonindustrie sowie mehr als 15 Patenten und technischer Unterstützung. Unser Silikon-Rohstoffprodukte können die Bedürfnisse der Silikonharz-Feld und unterstützen die Bereitstellung diversifizierter maßgeschneiderter Lösungen.