Типы силиконовой смолы: Классификация, свойства и применение

Силиконовые смолы — это не единый материал, а широкое семейство сильно сшитых полисилоксанов. Различные типы силиконовых смол разрабатываются путем изменения органических групп, функциональных групп, молекулярной структуры и механизма отверждения. Эти различия определяют термостойкость, твердость, гибкость, совместимость, реакционную способность и подходящие промышленные применения.

Основные типы силиконовых смол включают метилсиликоновая смола, метилфенилсиликоновая смола, метилвинилсиликоновая смола, водородфункциональную силиконовую смолу, и органически модифицированную силиконовую смолу. Некоторые сорта поставляются в виде порошков или чешуек, тогда как другие поставляются в растворителе, силиконовом масле или реактивных полимерных системах.

В этом руководстве сравниваются основные классификации силиконовых смол и объясняется, как производители и составители рецептур могут выбрать подходящую смолу для высокотемпературных покрытий, силиконового каучука, самоклеящихся адгезивов, косметики, антиадгезивов, пеногасителей и других промышленных составов.

• Что такое силиконовая смола?
• Какова технологическая эволюция силиконовых смол?
• Как отличить силиконовую смолу?
• Как улучшить характеристики силиконовой смолы?

1. Как классифицируются силиконовые смолы?

Силиконовая смола представляет собой полунеорганический и полуорганический тип полимера с основной цепью -Si-O- и органическими группами в боковой цепи. Силиконовая смола является пространственным полимером, и с рядом реакционноспособных групп, эти реакционноспособные группы дополнительно сшивают реакцию в нерастворимую и неплавкую трехмерную структуру отвержденного продукта.

По сравнению с органическими смолами, силиконовые смолы обладают хорошей химической стойкостью, такой как устойчивость к высоким температурам, УФ-излучению, атмосферному старению, водоотталкивающие и влагозащитные свойства, высокая диэлектрическая прочность, низкие диэлектрические потери, низкая вязкость, дугостойкость, радиационная стойкость и химическая инертность.

Обычные растворные силиконовые смолы в основном используются в качестве термостойких покрытий, атмосферостойких покрытий и высокотемпературных электроизоляционных материалов на основе полимеров.

2. Какова технологическая эволюция силиконовых смол?

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. Как отличить силиконовую смолу?

3.1 Метилсиликоновая смола

(1) Синтез метилсиликоновой смолы из метилхлорсилана

Метилхлорсилан в качестве основного сырья для синтеза метилсиликоновой смолы, из-за различной структуры и состава силиконовой смолы (степень сшивки силиконовой смолы, т.е. значение ［CH3］/［Si］), необходимо использовать отдельно в различных условиях синтетического процесса.

При синтезе метилсиликоновой смолы с низким значением R/Si ([CH3]/[Si] ≈ 1.0) скорость реакции гидролитической конденсации основного сырья мономера метилтрихлорсилана довольно высока, температура реакции должна строго контролироваться и не превышать 0 °C, также необходима реакция в композитном растворителе, а период хранения продукта реакции при комнатной температуре составляет всего несколько дней.

(2) Синтез метилсиликоновой смолы из метилалкоксисилана

Скорость реакции гидролитической конденсации метоксисилана может контролироваться изменением условий реакции. Метоксисилан можно синтезировать из метилалкоксисилана с различной степенью сшивки метилсиликоновой смолы.

Средняя степень сшивки ([CH3]/[Si] ≈ 1,2 ~ 1,5) коммерческой метилсиликоновой смолы, большая часть реакции гидролитической конденсации с метоксисиланом происходит: путем деацидофикации очищенных мономеров метилтриэтоксисилана и диметилдиэтоксисилана и воды, смешанных с микроскопическим количеством соляной кислоты или соответствующим количеством сильнокислотных катионообменных смол (макропористые кислотные ионообменные смолы имеют лучший каталитический эффект), активированная белая глина (кислотная обработка и сушка) в качестве катализатора, нагревание, реакция гидролиза, для достижения конечной точки добавляют соответствующее количество гексаметилдисилазана для нейтрализации катализатора соляной кислоты или отфильтровывают катализатор ионообменную смолу или активную белую глину для прекращения реакции конденсации. Полученный продукт представляет собой спиртовой раствор метилсиликоновой смолы.

XJY-8205 Метил MQ Смола

(Силикат натрия, продукт реакции с хлортриметилсиланом и изокобальтовым спиртом) Это продукт совместного гидролиза тетраалкоксисилана (Q-звено) и триметилалкоксисилана (M-звено). MQ-смола широко используется в таких областях, как средства личной гигиены, клеи, пеногасители, водоотталкивающие средства и т.д., и обладает хорошей и высокой способностью к формованию в составе антиадгезионных средств, используемых при переработке полиуретана.

3.2 Метилфенилсиликоновая смола

Основными сырьевыми материалами для промышленного производства метилфенилсиликоновой смолы являются метилтрихлорсилан, диметилдихлорсилан, фенилтрихлорсилан и дифенилдихлорсилан. Часть или весь мономер плюс растворитель толуол или ксилол, смешанные в соответствующей пропорции, при перемешивании по каплям добавляют воду, контролируют температуру реакции гидролиза, промывают водой для удаления побочных продуктов реакции HCl (водная соляная кислота), получают раствор силанола после гидролиза, затем выпаривают часть растворителя для получения конденсированного силанола, а затем проводят реакцию холодной или горячей конденсации для производства силиконовой смолы, и, наконец, фильтруют, упаковывают и получают готовую силиконовую смолу.

XJY-8250A Хлопьевидная силиконовая смола представляет собой метилфенилсиликоновую смолу с гидроксильной функциональной группой. XJY-8330 Полиэфирмодифицированная чешуйчатая силиконовая смола является полиэфирмодифицированным метилфенилсиликоновым смолой-интермедиатом. Эти два продукта могут использоваться в термостойких порошковых покрытиях и жидких покрытиях. Основная характеристика силиконовой смолы - ее отличная термостойкость, которая почти не разлагается при 200°C или даже выше, и может использоваться при приготовлении различных термостойких красок с уровнем теплоизоляции до класса H. Например, использование силиконовой смолы в качестве основного материала с добавлением алюминиевой пудры серебряной краски может использоваться при 400~600°C в течение длительного времени, может применяться для дымоходов, паропроводов, выхлопных труб, газовых установок, печей, духовок, электроплит, химического оборудования, котлов, двигателей, генераторов, электрооборудования, радиаторов и так далее.

3.3 Метилвинилсиликоновая смола

Процесс производства метилфенилвинилсиликоновой смолы аналогичен процессу производства метилфенилсиликоновой смолы, но из сырья для гидролиза удаляют метилхлорсилан и фенилхлорсилан, а затем добавляют соответствующее количество винилсодержащих кремнийорганических мономеров, таких как метилвинилдихлорсилан и другие. Вышеуказанные смешанные мономеры подвергают гидролизу, промывке и концентрированию, получают концентрированный гидролизат силанола, добавляют катализатор из органической соли металла, проводят конденсацию при пониженном давлении и нагревании до заданной вязкости, или контролируют окончание реакции конденсации по времени желатинизации, получают метилфенилвинилсиликоновую смолу.

XJY-8206 Винил Метил Силиконовая Смола конденсируется из тетрафункционального силоксана (Q) и функционального метилсиликона (M), молярная масса обычно составляет 2500-5000 г/моль, и молекулярная структура соотношения звеньев M и Q определяет структурные свойства смолы M.

Силиконовые полимеры и силиконовые соединения, изготовленные из материалов VMQ, могут обеспечивать широкий спектр физических свойств, таких как термостойкость, износостойкость, атмосферостойкость, устойчивость к остаточной деформации при сжатии и устойчивость к ультрафиолетовому излучению. Кроме того, они безвредны для человека, поэтому этот силикон пищевого качества может использоваться в автомобильной, медицинской и пищевой промышленности.

Используется в качестве компонента сшивающего агента для реакции присоединения метилфенилвинилсиликоновой смолы, в качестве метилфенилводородсодержащего полисилоксана, обычно это циклический или линейный полимер с небольшой степенью полимеризации, получаемый гидролизом и циклогомогенизацией метилводороддихлорсилана, или гидролизом и конденсацией метилводороддихлорсилана, фенилтрихлорсилана и триметилхлорсилана.

3.4 Одноупаковочная метилфенилсиликоновая смола, отверждаемая при комнатной температуре

Однокомпонентная метилфенилсиликоновая смола сохраняет отличные характеристики традиционной метилфенилсиликоновой смолы и в то же время имеет преимущества однокомпонентных продуктов, которые не нужно смешивать перед использованием и могут быстро отверждаться при комнатной температуре.

Однокомпонентная метилфенилсиликоновая смола, отверждаемая при комнатной температуре, представляет собой разветвленный силиконовый полимер с множеством гидролизуемых реакционноспособных групп. После нанесения этого раствора силиконовой смолы на поверхность подложки полимер поглощает влагу из воздуха, реакционноспособные группы гидролизуются, и происходит реакция сшивки полимера до тех пор, пока пленка покрытия не сшивается и не отверждается.

Экономичный и практичный технологический путь производства быстроотверждаемой при комнатной температуре метилфенилсиликоновой смолы может начинаться с метилхлорсилана и фенилхлорсилана, в присутствии органических растворителей проводят совместный гидролиз, полученную смесь силанолов промывают и удаляют кислоту, затем проводят нуклеофильную каталитическую реакцию конденсации с получением подходящего количества активных силиконовых гидроксильных предполимеров силиконовой смолы, а затем добавляют соответствующий сшивающий агент и селективный катализатор, и затем дальнейшую каталитическую реакцию конденсации, реакцию превращения, а затем добавляют соответствующий сшивающий агент и селективный катализатор. Затем с помощью соответствующего сшивающего агента и селективного катализатора проводят дальнейшую каталитическую конденсационную реакцию превращения, получая метилфенилсиликоновый разветвленный полимер с несколькими гидролизуемыми активными группами. Наконец, с помощью соответствующего количества стабилизаторов и других добавок добавляют или вычитают растворители для регулировки содержания твердых веществ, то есть производят высокоэффективный однокомпонентный раствор метилфенилсиликоновой смолы, который может быстро отверждаться при комнатной температуре.

3.5 Водородфункциональная силиконовая смола

XJY-8207 Водород MQ смола  является поликонденсатом из четырехфункционального силоксана (Q) и однофункционального метилсилоксана (M), молекулярная масса обычно составляет 2500-5000 г/моль, молекулярная структура соотношения цепей M и Q, и структурная природа M определяет применения смолы. XJY-8207 содержит Si-H единицу на Q-единице, которая является основной активной единицей.

4. Как улучшить характеристики силиконовой смолы?

Под руководством химических теорий, благодаря углублённым исследованиям и разработке технологии производства высокоэффективных силиконовых смол, которые прошли апробацию в производственной практике, выпуск высокоэффективных силиконовых смол позволяет достичь желаемых результатов в практическом применении. Высокоэффективные силиконовые смолы играют важную роль в обеспечении национальной обороны и военной поддержки. Как повысить конкурентоспособность вашей продукции?

XJY Силиконы является одним из ведущих силиконовая смола MQ и Силикон VMQ производители в Китае, с более чем 30-летним опытом исследований и разработок и производства в силиконовой промышленности, а также с более чем 15 соответствующими патентами и технической поддержкой. Наш продукты из силиконового сырья может удовлетворить потребности сфера силиконовых смол и поддерживать предоставление разнообразных индивидуальных решений.