Tipos de Resina de Silicone: Classificação, Propriedades e Aplicações

As resinas de silicone não são um material único, mas uma ampla família de polissiloxanos altamente reticulados. Diferentes tipos de resina de silicone são projetados alterando os grupos orgânicos, grupos funcionais, estrutura molecular e mecanismo de cura. Essas diferenças determinam a resistência ao calor, dureza, flexibilidade, compatibilidade, reatividade e aplicações industriais adequadas.

Os principais tipos de resina de silicone incluem resina metil silicone, resina metil-fenil silicone, resina metil vinil silicone, resina de silicone funcional de hidrogênio, e resina de silicone organicamente modificada. Alguns graus são fornecidos como pós ou flocos, enquanto outros são fornecidos em solvente, óleo de silicone ou sistemas de polímeros reativos.

Este guia compara as principais classificações da resina de silicone e explica como fabricantes e formuladores podem selecionar uma resina apropriada para revestimentos de alta temperatura, borracha de silicone, adesivos sensíveis à pressão, cosméticos, agentes de liberação, antiespumantes e outras formulações industriais

• O que é resina de silicone?
• Qual é a evolução tecnológica das resinas de silicone?
• Como distinguir a resina de silicone?
• Como melhorar o desempenho da resina de silicone?

1. Como as Resinas de Silicone São Classificadas?

A resina de silicone é um tipo de polímero semi-inorgânico e semi-orgânico com -Si-O- como cadeia principal e grupos orgânicos na cadeia lateral. A resina de silicone é um polímero de estrutura tridimensional, e com uma série de grupos reativos, esses grupos reativos promovem uma reação de reticulação adicional, formando um produto de cura com estrutura tridimensional insolúvel e não fusível.

Em comparação com as resinas orgânicas, as resinas de silicone possuem boa resistência química, como resistência a altas temperaturas, radiação UV, envelhecimento por intempéries, repelência à água e proteção contra umidade, alta rigidez dielétrica, baixa perda dielétrica, baixa viscosidade, resistência ao arco elétrico, resistência à irradiação e não reatividade.

As resinas de silicone em solução geral são principalmente utilizadas como revestimentos resistentes ao calor, revestimentos resistentes às intempéries e materiais isolantes elétricos de alta resistência térmica à base de polímeros.

2. Qual é a evolução tecnológica das resinas de silicone?

Entre os diversos polímeros de silicone, as resinas de silicone são o tipo mais antigo de produtos de silicone sintetizados e aplicados. Em comparação com o desenvolvimento acelerado de novas e inovadoras tecnologias para borracha de silicone, a atualização tecnológica da resina de silicone é relativamente lenta, e há menos avanços tecnológicos significativos. Cerca de vinte anos atrás, devido ao progresso tecnológico dos polímeros aromáticos heterocíclicos resistentes a altas temperaturas, uma parte considerável das aplicações originalmente pertencentes às resinas de silicone foi ocupada, mas a toxicidade dos solventes e as condições severas de cura dos polímeros aromáticos heterocíclicos resistentes ao calor limitaram sua expansão. Nos últimos anos, as pessoas começaram a dar importância à pesquisa e desenvolvimento de resinas de silicone. As resinas de silicone possuem uma ampla faixa de temperaturas, resistência ao envelhecimento e desempenho hidrofóbico e de resistência à umidade, entre outras vantagens destacadas. Sinais indicam que a resina de silicone é o tipo mais antigo de produto de silicone sintetizado e aplicado. A resina de silicone tem uma ampla faixa de temperaturas, resistência ao envelhecimento, repelência à água e resistência à umidade, entre outras vantagens notáveis. Existem sinais de que a resina de silicone também pode ter um espaço de desenvolvimento maior no futuro.

3. Como distinguir a resina de silicone?

3.1 Resina de silicone metílica

(1) Síntese de resina de silicone metílica a partir de clorossilanos metílicos

O metilclorossilano como principal matéria-prima para a síntese da resina de silicone metílico, devido à diferente estrutura e composição da resina de silicone (grau de reticulação da resina de silicone, ou seja, valor [CH3]/[Si]), precisa ser usado separadamente em diferentes condições de processo sintético.

Quando na síntese de resina de silicone com baixo R/Si ([CH3]/[Si] ≈ 1,0), a taxa de reação de hidrólise e condensação do monômero de matéria-prima principal metil triclorossilano é bastante rápida, a temperatura de reação deve ser rigorosamente controlada para não exceder 0 °C, mas também precisa ser reagida em solvente composto, e o produto da reação tem um período de armazenamento à temperatura ambiente de apenas alguns dias.

(2) Síntese de resina de silicone metílica a partir de alcoximetilsilano

A taxa de reação de hidrólise e condensação do metoxissilano pode ser controlada alterando as condições de reação, permitindo sintetizar resinas de silicone metílicas com diferentes graus de reticulação a partir do alcoximetilsilano.

Grau médio de reticulação ([CH3]/[Si] ≈ 1,2 ~ 1,5) da resina de silicone metílico comercial, a maior parte da reação de hidrólise e condensação com metoxissilano produzida: pela desacidificação de monômeros refinados de metiltrietoxissilano e dimetildietoxissilano e água misturados com uma quantidade vestigial de ácido clorídrico ou uma quantidade apropriada de resinas de troca catiônica de ácido forte (resinas de troca iônica de ácido macroporoso têm melhor efeito catalítico), a argila branca ativada (tratamento de acidificação e secagem) como catalisador, aquecimento, reação de hidrólise, para atingir o ponto final, adicionar uma quantidade apropriada de hexametildissilazano para neutralizar o ácido clorídrico do catalisador, ou filtrar o catalisador resina de troca iônica ou argila branca ativa para terminar a reação de condensação. O produto obtido é uma solução alcoólica de resina de silicone metílico.

XJY-8205 Resina MQ Metílica

(Silicato de sódio, produto de reação com clorotrimetilsilano e álcool isocobaltílico) É o produto de co-hidrólise de Tetraalcoxisilano (unidade Q) e Alcoximetilsilano (unidade M). A resina MQ é amplamente usada em cuidados pessoais, adesivos, antiespumantes, repelentes de água, etc., e possui boa e alta capacidade de desmoldagem no agente de desmoldagem usado no processamento de poliuretano.

3.2 Resina de silicone metil-fenílica

As principais matérias-primas para a produção industrial de resina de silicone metilfenílica são Triclorometilsilano, Diclordimetilsilano, Triclorofenilsilano e Diclordifenilsilano. Parte ou totalidade dos monômeros, juntamente com solvente tolueno ou xileno, são misturados na proporção adequada e, sob agitação, a água é adicionada gota a gota, controlando a temperatura da reação de hidrólise. Após lavagem para remover o subproduto HCl (ácido clorídrico aquoso), obtém-se a solução de silanol hidrolisado, que é então concentrada por evaporação parcial do solvente, seguindo-se condensação a frio ou a quente para produzir a resina de silicone. Finalmente, o produto é filtrado, embalado e obtido como resina de silicone acabada.

XJY-8250A Resina de Silicone em Flocos é uma resina de silicone metilfenílica com grupo funcional hidroxila. XJY-8330 Resina de Silicone em Flocos Modificada com Poliéster é um intermediário de resina de silicone metil fenil modificado com poliéster. Esses dois produtos podem ser usados em revestimentos em pó resistentes a altas temperaturas e revestimentos líquidos. A principal característica da resina de silicone é sua excelente resistência ao calor, que dificilmente se decompõe a 200°C ou até mais, e pode ser usada na preparação de várias tintas resistentes ao calor com níveis de isolamento resistentes ao calor até a classe H. Por exemplo, o uso de resina de silicone como material de base, adicionando tinta de prata de alumínio, pode ser usado a 400 ~ 600 °C sob uso de longo prazo, pode ser usado para chaminés, tubos de vapor, tubos de exaustão, instalações de gás, fogões, fornos, fogões elétricos, equipamentos químicos, caldeiras, motores, geradores, equipamentos elétricos, radiadores, e assim por diante.

3.3 Resina de silicone metil vinílica

O processo de produção da resina de silicone metilfenilvinílica é semelhante ao da resina de silicone metilfenílica, porém, os monômeros Clorometilsilano e Clorofenilsilano são removidos das matérias-primas hidrolisadas, e então adiciona-se uma quantidade adequada de monômeros de silicone contendo vinila, como diclorometilvinilsilano e outros. A mistura de monômeros é submetida a hidrólise, lavagem e concentração, obtendo-se o silanol concentrado. Em seguida, adiciona-se catalisador de sal orgânico metálico e procede-se à condensação por aquecimento sob pressão reduzida até a viscosidade predeterminada, ou controla-se o fim da reação de condensação pelo tempo de gelificação, produzindo a resina de silicone metilfenilvinílica.

XJY-8206 Resina de Silicone Vinil Metílica é condensada a partir de siloxano tetrafuncional (Q) e silicone metílico funcional (M), com massa molar geralmente entre 2500-5000 g/mol, sendo que a estrutura molecular da proporção das cadeias M e Q determina as propriedades estruturais da resina M.

Polímeros de silicone e compostos de silicone feitos de materiais VMQ podem oferecer uma ampla gama de propriedades físicas, como resistência à temperatura, abrasão, intempérie, deformação permanente em compressão e radiação ultravioleta. Além disso, são inofensivos para humanos, permitindo que este silicone grau alimentício seja usado nas indústrias automotiva, médica e alimentícia.

Utilizado como componente de agente de reticulação por reação de adição de resina de silicone com metil fenil vinil, geralmente um poli(organossiloxano) metil fenil hidrogenado de grau de polimerização não elevado, cíclico ou linear, produzido por hidrólise e ciclização de diclorossilano metil hidrogenado, ou por hidrólise e condensação de diclorossilano metil hidrogenado, triclorossilano fenil mais clorossilano trimetil.

3.4 Resina de silicone metil-fenílica de cura à temperatura ambiente de um componente

A resina de silicone metil fenil monocomponente mantém o excelente desempenho da resina de silicone metil fenil tradicional, ao mesmo tempo que apresenta as vantagens dos produtos monocomponente, que não necessitam de mistura prévia e podem curar rapidamente à temperatura ambiente.

A resina de silicone metil fenil monocomponente de cura à temperatura ambiente é um polímero de silicone ramificado com múltiplos grupos reativos hidrolisáveis. Após aplicação da solução desta resina sobre o substrato, o polímero absorve humidade do ar, os grupos reativos hidrolisam-se e ocorre uma reação de reticulação do polímero até a película se encontrar reticulada e curada.

A produção de resina de silicone metil fenil de cura rápida à temperatura ambiente constitui uma rota técnica económica e prática, podendo partir-se de clorossilano metil e clorossilano fenil, realizando co-hidrólise na presença de solventes orgânicos, lavagem e remoção ácida da mistura de silanóis obtida, seguida de reação de condensação catalítica nucleofílica para preparar pré-polímeros de resina de silicone com quantidade adequada de grupos silanol ativos, adicionando-se posteriormente o agente de reticulação adequado e catalisadores seletivos para prosseguir a reação de condensação catalítica de conversão., Em seguida, adiciona-se o agente de reticulação adequado e catalisador seletivo, prosseguindo a reação catalítica de condensação e conversão para obter o polímero ramificado de silicone metil fenil com vários grupos ativos hidrolisáveis. Finalmente, com quantidade apropriada de estabilizadores e outros aditivos, ajusta-se o teor de sólidos por adição ou redução de solventes, obtendo-se assim uma solução de resina de silicone metil fenil monocomponente de alto desempenho e cura rápida à temperatura ambiente.

3.5 Resina de silicone funcional de hidrogênio

XJY-8207 Resina MQ de Hidrogênio  é um policondensado de siloxano de quatro grupos funcionais (Q) e siloxano de metila de um grupo funcional (M), a massa molar é geralmente 2500-5000 g/mol, a estrutura molecular da proporção da cadeia de M e Q, e a natureza estrutural do M decide as aplicações da resina. O XJY-8207 tem uma unidade Si-H na unidade Q, que é a principal unidade ativa.

4. Como melhorar o desempenho da resina de silicone?

Orientada pela teoria química, através de pesquisa e desenvolvimento aprofundados da tecnologia de produção de resinas de silicone de alto desempenho, validada na prática produtiva, a fabricação destes produtos alcança os resultados esperados em aplicações práticas, tendo as resinas de silicone de alto desempenho desempenhado um papel importante no apoio à defesa nacional e setor militar. Como melhorar a competitividade dos seus produtos?

XJY Silicones é um dos principais resina de silicone MQ e Silicone VMQ fabricantes na China, com mais de 30 anos de experiência em P&D e fabricação na indústria de silicone, bem como mais de 15 patentes relacionadas e suporte técnico. Nossos produtos de matérias-primas de silicone pode satisfazer as necessidades dos área de resinas de silicone e apoiar o fornecimento de soluções personalizadas diversificadas.