Tipos de resina de silicona: clasificación, propiedades y aplicaciones

Las resinas de silicona no son un solo material sino una amplia familia de polisiloxanos altamente reticulados. Los diferentes tipos de resina de silicona se diseñan cambiando los grupos orgánicos, los grupos funcionales, la estructura molecular y el mecanismo de curado. Estas diferencias determinan la resistencia al calor, la dureza, la flexibilidad, la compatibilidad, la reactividad y las aplicaciones industriales adecuadas.

Los principales tipos de resina de silicona incluyen resina de silicona metílica, resina de silicona metil fenil, resina de silicona metil vinil, resina de silicona funcional con hidrógeno, y resina de silicona modificada orgánicamente. Algunos grados se suministran en forma de polvos o escamas, mientras que otros se suministran en sistemas de disolvente, aceite de silicona o polímeros reactivos.

Esta guía compara las principales clasificaciones de resina de silicona y explica cómo los fabricantes y formuladores pueden seleccionar una resina adecuada para recubrimientos de alta temperatura, caucho de silicona, adhesivos sensibles a la presión, cosméticos, agentes de desmoldeo, antiespumantes y otras formulaciones industriales.

• ¿Qué es una resina de silicona?
• ¿Cuál es la evolución tecnológica de las resinas de silicona?
• ¿Cómo distinguir la resina de silicona?
• ¿Cómo mejorar el rendimiento de la resina de silicona?

1. ¿Cómo se clasifican las resinas de silicona?

La resina de silicona es un tipo de polímero semiinorgánico y semiorgánico con -Si-O- como cadena principal y grupos orgánicos en la cadena lateral. La resina de silicona es un polímero de tipo cuerpo y, con una serie de grupos reactivos, estos grupos reactivos reticulan aún más la reacción en el producto de curado de estructura tridimensional insoluble y no fundible.

En comparación con las resinas orgánicas, las resinas de silicona tienen buena resistencia química, como resistencia a altas temperaturas, radiación UV, resistencia al envejecimiento climático, repelencia al agua e impermeabilidad, alta resistencia dieléctrica, baja pérdida dieléctrica, baja viscosidad, resistencia al arco, resistencia a la irradiación y no reactividad.

Las resinas de silicona en solución general se utilizan principalmente como recubrimientos resistentes al calor, recubrimientos resistentes a la intemperie y materiales aislantes eléctricos de alta temperatura basados en polímeros.

2. ¿Cuál es la evolución tecnológica de las resinas de silicona?

Entre todo tipo de polímeros de silicona, las resinas de silicona son el tipo más antiguo de productos de silicona sintetizados y aplicados. En comparación con el rápido desarrollo de la tecnología nueva e innovadora del caucho de silicona, la actualización tecnológica de la resina de silicona es relativamente lenta y hay menos avances tecnológicos importantes. Hace unos veinte años, debido al progreso tecnológico de los polímeros Aril Heterocíclicos de alta temperatura, una parte del campo de aplicación originalmente perteneciente a las resinas de silicona se vio desplazada. Sin embargo, la toxicidad del disolvente de los polímeros termorresistentes Aril Heterocíclicos y las duras condiciones de curado limitan la expansión de su aplicación. En los últimos años, la gente ha comenzado a dar importancia a la investigación y desarrollo de las resinas de silicona. Las resinas de silicona presentan ventajas destacadas, como un amplio rango de temperaturas, resistencia al envejecimiento y rendimiento hidrófugo e impermeabilizante. Los indicios muestran que la resina de silicona puede tener también un mayor espacio de desarrollo en el futuro.

3. ¿Cómo distinguir la resina de silicona?

3.1 Resina de silicona metílica

(1) Síntesis de resina de silicona metílica a partir de Metilclorosilano

El metilclorosilano como materia prima principal para la síntesis de resina de silicona metílica, debido a la diferente estructura y composición de la resina de silicona (grado de reticulación de la resina de silicona, es decir, valor de [CH3]/[Si]), necesita ser utilizado por separado en diferentes condiciones de proceso sintético.

Cuando se realiza la síntesis de resina de silicona metílica de baja relación R / Si ([CH3] / [Si] ≈ 1.0), la velocidad de reacción de hidrólisis-condensación del monómero de materia prima principal metiltriclorosilano es bastante rápida, la temperatura de reacción debe controlarse estrictamente para que no supere los 0 °C, pero también es necesario que la reacción se lleve a cabo en un disolvente compuesto, y el producto de reacción tiene un período de almacenamiento a temperatura ambiente de solo unos pocos días.

(2) Síntesis de resina de silicona metílica a partir de metil alcoxisilano

La velocidad de reacción de condensación por hidrólisis del metoxisilano se puede controlar mediante el cambio de las condiciones de reacción; a partir de metil alcoxisilano se puede sintetizar metoxisilano con diferente grado de entrecruzamiento de resina de silicona metílica.

La resina de silicona metílica comercial con grado medio de reticulación ([CH3]/[Si] ≈ 1,2 ~ 1,5), la mayor parte de la reacción de hidrólisis-condensación se produce con metoxisilano: mediante la desacidificación de monómeros refinados de metiltrietoxisilano y dimetildietoxisilano y agua mezclada con una cantidad mínima de ácido clorhídrico o una cantidad adecuada de resinas de intercambio catiónico de tipo ácido fuerte (el efecto catalítico de las resinas de intercambio iónico de tipo ácido macroporoso es mejor), la arcilla blanca activada (tratamiento de acidificación y secado) como catalizador, calentamiento, reacción de hidrólisis, para alcanzar el punto final, agregar una cantidad adecuada de hexametildisilazano para neutralizar el ácido clorhídrico del catalizador, o filtrar la resina de intercambio iónico del catalizador o la arcilla blanca activa para terminar la reacción de condensación. El producto obtenido es una solución alcohólica de resina de silicona metílica.

XJY-8205 Resina Metil MQ

(Silicato de sodio, producto de reacción con clorotrimetilsilano y alcohol isocobalto) Es el producto de cohidrólisis de tetraalcoxisilano (unidad Q) y trimetilalcoxisilano (unidad M). La resina MQ se usa ampliamente en los campos de cuidado personal, adhesivos, antiespumantes, repelentes al agua, etc., y tiene una buena y alta capacidad de desmoldeo en el agente desmoldeante utilizado para el procesamiento de poliuretano.

3.2 Resina de silicona metilfenil

Las principales materias primas para la producción industrial de resina de silicona metil fenilo son metil triclorosilano, dimetil diclorosilano, fenil triclorosilano y difenil diclorosilano. Parte o todo el monómero más el disolvente tolueno o xileno, según la proporción adecuada de mezcla, bajo agitación se añade agua gota a gota, se controla la temperatura de la reacción de hidrólisis, se lava con agua para eliminar el subproducto HCl (ácido clorhídrico acuoso), la solución de silanol de hidrólisis, luego se evapora parte del disolvente para convertirlo en silanol condensado, y luego a través de la reacción de condensación en frío o en caliente se produce la resina de silicona, y finalmente se filtra, envasa y se obtiene la resina de silicona terminada.

Resina de silicona en escamas XJY-8250A es una resina de silicona metil fenilo con un grupo funcional hidroxilo. XJY-8330 Resina de silicona en escamas modificada con poliéster es un intermedio de resina de silicona metil-fenil modificada con poliéster. Estos dos productos se pueden utilizar en recubrimientos en polvo y recubrimientos líquidos resistentes a altas temperaturas. La característica principal de la resina de silicona es su excelente resistencia al calor, que apenas se descompone a 200 °C o incluso a temperaturas más altas, y se puede utilizar en la preparación de diversas pinturas resistentes al calor con niveles de aislamiento térmico de hasta clase H. Por ejemplo, el uso de resina de silicona como material base, agregando pintura plateada de polvo de aluminio, se puede utilizar a 400 ~ 600 °C bajo condiciones de uso a largo plazo, y se puede utilizar para chimeneas, tuberías de vapor, tubos de escape, instalaciones de gas, estufas, hornos, cocinas eléctricas, equipos químicos, calderas, motores, generadores, equipos eléctricos, radiadores, etc.

3.3 Resina de silicona metil vinílica

El proceso de producción de la resina de silicona metil fenil vinilo y la resina de silicona metil fenilo es similar, pero se eliminan los monómeros de metil clorosilano y fenil clorosilano de las materias primas hidrolizadas, y luego se añaden en cantidad apropiada monómeros de silicona que contienen vinilo como metil vinil diclorosilano y otros monómeros de silicona que contienen vinilo. Los monómeros mezclados anteriores por hidrólisis, lavado y concentración, obtenidos por la hidrólisis concentrada de silanol, más catalizador de sal orgánica metálica, condensación por calentamiento a presión reducida hasta una viscosidad predeterminada, o según el tiempo de gelificación para controlar el final de la reacción de condensación, producen la resina de silicona metil fenil vinilo.

XJY-8206 Resina de Silicona Vinil Metil se condensa a partir de siloxano tetrafuncional (Q) y una silicona metílica funcional (M), la masa molar es generalmente de 2500-5000 g/mol, y la estructura molecular de la proporción de las cadenas M y Q determina las propiedades estructurales de la resina M.

Los polímeros de silicona y los compuestos de silicona hechos de materiales VMQ pueden proporcionar una amplia gama de propiedades físicas como resistencia a la temperatura, resistencia a la abrasión, resistencia a la intemperie, resistencia a la deformación permanente en compresión y resistencia a la radiación ultravioleta. Además, son inofensivos para los humanos, por lo que esta silicona de grado alimenticio puede usarse en las industrias automotriz, médica y alimentaria.

Utilizado como componente de agente reticulador por adición de resina de silicona metil fenil vinilo, polisiloxano metil fenil conteniendo hidrógeno, generalmente para un grado de polimerización no muy alto, ya sea cíclico o polímero lineal, se fabrican a partir de metil diclorosilano conteniendo hidrógeno por ciclación por hidrólisis, o por metil diclorosilano conteniendo hidrógeno, fenil triclorosilano más trimetilclorosilano por condensación hidrolítica.

3.4 Resina de silicona metilfenil de curado a temperatura ambiente de un solo componente

La resina de silicona Metil Fenil de un componente conserva las excelentes prestaciones de la resina de silicona Metil Fenil tradicional y, al mismo tiempo, presenta las ventajas de los productos monocomponente: no requiere mezcla previa al uso y puede curarse rápidamente a temperatura ambiente.

La resina de silicona Metil Fenil de curado a temperatura ambiente y un componente es un polímero de silicona ramificado con múltiples grupos reactivos hidrolizables. Tras aplicar esta solución de resina de silicona sobre la superficie del sustrato, el polímero absorbe humedad del aire, los grupos reactivos se hidrolizan y se produce una reacción de entrecruzamiento del polímero hasta que la película del recubrimiento se retícula y cura.

La producción de resina de silicona Metil Fenil de curado rápido a temperatura ambiente mediante una ruta técnica económica y práctica puede partir del clorosilano metílico y el clorosilano fenílico, realizando cohidrólisis en presencia de disolventes orgánicos. La mezcla de silanol obtenida se lava y elimina el ácido, y luego, mediante reacción de condensación catalítica nucleófila, se prepara una cantidad adecuada de prepolímeros de resina de silicona con grupos silanol activos. Posteriormente se añade el agente de entrecruzamiento adecuado y catalizadores selectivos para proseguir con la reacción de condensación catalítica de conversión., y luego se añade el agente de entrecruzamiento adecuado y catalizador selectivo. Tras añadir un agente de entrecruzamiento y catalizador selectivo apropiados, se lleva a cabo una reacción de conversión por condensación catalítica adicional, obteniéndose un polímero ramificado de silicona metil fenil con numerosos grupos activos hidrolizables. Finalmente, con la cantidad adecuada de estabilizantes y otros aditivos, se ajusta el contenido de sólidos añadiendo o reduciendo disolventes, produciendo así una solución de resina de silicona Metil Fenil monocomponente de alto rendimiento con curado rápido a temperatura ambiente.

3.5 Resina de silicona funcional con hidrógeno

Resina MQ de Hidrógeno XJY-8207  es un policondensado de siloxano de cuatro grupos funcionales (Q) y siloxano de metilo de un grupo funcional (M), la masa molar es generalmente de 2500-5000 g/mol, la estructura molecular depende de la relación de cadenas M y Q, y la naturaleza estructural de M determina las aplicaciones de la resina. XJY-8207 tiene una unidad Si-H en la unidad Q, que es la unidad activa principal.

4. ¿Cómo mejorar el rendimiento de la resina de silicona?

Bajo la guía de la teoría química, mediante la investigación y desarrollo en profundidad de la tecnología de producción de resinas de silicona de alto rendimiento, y tras ser verificada en la práctica productiva, la fabricación de productos de resina de silicona de alto rendimiento logra los resultados esperados en aplicaciones prácticas. Las resinas de silicona de alto rendimiento han desempeñado un papel importante en el apoyo a la defensa nacional y militar. ¿Cómo mejorar la competitividad de sus productos?

Siliconas XJY es uno de los principales resina de silicona MQ y Silicona VMQ fabricantes en China, con más de 30 años de experiencia en I+D y fabricación en la industria de la silicona, así como más de 15 patentes relacionadas y soporte técnico. Nuestra materias primas de silicona puede satisfacer las necesidades Campo de resinas de silicona y apoyar la oferta de soluciones personalizadas diversificadas.