Исследования и разработки высокоэффективной силиконовой смолы.
1.1 строение полимера, свойства и применение силиконовой смолы.
Силиконовая смола представляет собой разновидность полунеорганического и полуорганического полимера с Si-O в качестве основной цепи и боковой цепи с органическими группами.Кремнийорганическая смола – это тип полимера со множеством активных групп.Эти активные группы дополнительно сшиваются, то есть превращаются в продукт отверждения с трехмерной структурой, который является нерастворимым и несмешивающимся.
Силиконовая смола обладает превосходными свойствами устойчивости к высоким и низким температурам, устойчивости к атмосферному старению, водоотталкивающей и влагостойкости, высокой прочности изоляции, низких диэлектрических потерь, дугостойкости, радиационной стойкости и т. д.
Силиконовая смола общего раствора в основном используется в качестве основного полимера термостойкого покрытия, атмосферостойкого покрытия и высокотемпературного электроизоляционного материала.
1.2 техническая эволюция силиконовой смолы
Среди всех видов силиконовых полимеров силиконовая смола является разновидностью силиконового продукта, синтезированного и применяемого раньше.По сравнению с быстрым развитием технологии обновления моделей силиконовой резины, совершенствование технологии силиконовой смолы происходит относительно медленно, и крупных технологических прорывов немного.Примерно 20 лет назад, благодаря техническому прогрессу ароматических гетероциклических термостойких полимеров, некоторые из них первоначально использовались в области силиконовых смол.Однако токсичность растворителя и суровые условия отверждения ароматических гетероциклических термостойких полимеров ограничивали их применение.В последние годы люди стали уделять больше внимания исследованиям и разработкам силиконовых смол.Силиконовая смола имеет широкий температурный диапазон и устойчивость к старению.Производительность и гидрофобные влагозащищенные характеристики хорошие, а также другие выдающиеся преимущества, есть признаки того, что силиконовая смола может иметь большее пространство для разработки в будущем.
2. Общая силиконовая смола.
2.1 процесс производства силиконовой смолы общего назначения
Различные виды силиконов имеют разное сырье и пути синтеза.В этой статье просто представлен процесс производства нескольких видов силиконовых смол.
2.1.1 метилсиликон
2.2.1.1 синтез метилсиликоновой смолы из метилхлорсилана
Метилсиликоны синтезируются с использованием метилхлорсилана в качестве основного сырья.Из-за разной структуры и состава силиконов (степень сшивки силиконов, т.е. величина [CH3]/[Si]) необходимы разные условия синтеза.
Когда синтезируется метилсиликоновая смола с низким R / Si ([CH3] / [Si] ≈ 1,0), скорость реакции гидролиза и конденсации основных мономеров сырья метилтрихлорсилана довольно высока, и температура реакции должна строго контролироваться в пределах 0 ℃. , причем реакцию следует проводить в сложном растворителе, а срок хранения продукта реакции при комнатной температуре составляет всего несколько дней.Практическая ценность такого рода изделий невелика.
При синтезе метилсиликоновой смолы R/Si используют метилтрихлорсилан и диметилдихлорсилан.Хотя реакция гидролитической конденсации смеси метилтрихлорсилана и диметилдихлорсилана немного медленнее, чем реакция только метилтрихлорсилана, скорость реакции гидролитической конденсации метилтрихлорсилана и диметилдихлорсилана слишком различается, что часто вызвано предварительной гидролитической конденсацией метилтрихлорсилана.Гидролизат не соответствует соотношению двух мономеров, и метилхлорсилан часто гидролизуется с образованием локального сшивающего геля, что приводит к плохим комплексным свойствам метилсиликоновой смолы, полученной в результате гидролиза трех мономеров.
2.2.1.2 синтез метилсиликона из метилалкоксисилана
Скорость реакции гидролизной конденсации метилалкоксисилана можно контролировать, изменяя условия реакции.На основе метилалкоксисилана можно синтезировать метилсиликоновую смолу с различной степенью сшивки.
Коммерческие метилсиликоны с умеренной степенью сшивки ([CH3]/[Si] ≈ 1,2–1,5) в основном получают гидролизом и конденсацией метилалкоксисилана.Мономеры метилтриэтоксисилана и диметилдиэтоксисилана, очищенные путем раскисления, смешиваются с водой, добавляются следы соляной кислоты или соответствующего количества сильнокислотной катионообменной смолы (каталитический эффект макропористой сильнокислотной ионообменной смолы лучше) и сохраняются.Половая глина (высушенная после подкисления) используется в качестве катализатора, нагревается и гидролизуется.Когда будет достигнута конечная точка, добавьте необходимое количество гексаметилдисилазана для нейтрализации соляной кислоты катализатора или отфильтруйте ионообменную смолу или активную глину, используемую в качестве катализатора, чтобы остановить реакцию конденсации.Полученный продукт представляет собой спиртовой раствор метилсиликоновой смолы.
2.2.2 метилфенилсиликон
Основным сырьем для промышленного производства метилфенилсиликоновой смолы являются метилтрихлорсилан, диметилдихлорсилан, фенилтрихлорсилан и дифенилдихлорсилан.Некоторые или все вышеперечисленные мономеры добавляются с растворителем толуолом или ксилолом, смешиваются в правильной пропорции, добавляются в воду при перемешивании, температура контролируется для реакции гидролиза, и HCl (водный раствор соляной кислоты), побочный продукт реакции, удаляется. путем промывания водой.Получают раствор гидролизованного силикона, затем часть растворителя выпаривают с образованием концентрированного силиконового спирта, затем силиконовую смолу получают путем реакции холодной или тепловой конденсации, а готовую силиконовую смолу получают путем фильтрации и упаковки.
2.2.3 метилфенилвинилсиликоновая смола общего назначения и родственные ей компоненты.
Процесс производства метилфенилвинилсиликоновой смолы аналогичен процессу производства метилфенилсиликоновой смолы, за исключением того, что в гидролизное сырье помимо мономеров метилхлорсилана и фенилхлорсилана добавляется необходимое количество метилвинилдихлорсилана и других винилсодержащих силиконовых мономеров. материалы.Смешанные мономеры гидролизовали, промывали и концентрировали с получением концентрированного гидролизованного силанола, добавляя катализатор в виде соли металлорганической кислоты, снижая тепло до заданной вязкости или контролируя конечную точку реакции конденсации в зависимости от времени гелеобразования и получая метилфенилвинилсиликоновую смолу.
Метилфенилгидрополисилоксан, который используется в качестве компонента сшивающего агента в реакции присоединения метилфенилвинилсиликоновой смолы, обычно представляет собой кольцевой или линейный полимер с небольшой степенью полимеризации.Их получают гидролизом и циклизацией метилгидродихлорсилана или гидролизом CO и конденсацией метилгидродихлорсилана, фенилтрихлорсилана и триметилхлорсилана.
2.2.4 модифицированный силикон
Производство смеси модифицированной силиконовой смолы с органической смолой обычно происходит в растворе метилфенилсиликоновой смолы в толуоле или ксилоле с добавлением алкидной смолы, фенольной смолы, акриловой смолы и других органических смол, полностью равномерно перемешивая, чтобы получить готовый продукт.
Сополимеризованную модифицированную силиконовую смолу получают путем серии химических реакций.К органическим смолам, которые можно сополимеризовать с силиконом, относятся полиэфирные, эпоксидные, фенольные, меламиноформальдегидные, полиакрилатные и т. д. Для получения сополимеризованной силиконовой смолы можно использовать различные способы синтеза, но более практичным методом промышленного производства является сополимеризация силиконового спирта и силиконового спирта. органическая смола.То есть гидролиз мономеров метилхлорсилана и фенилхлорсилана вместе с получением гидролизованного раствора кремниевого спирта или концентрированного раствора, а затем добавление предварительно синтезированного форполимера органической смолы к катализатору, затем смешивание растворителя для термического испарения, добавление цинка, нафтената цинка и других катализаторов, и реакцию соконденсации при температуре 150-170 градусов до тех пор, пока реакционный материал не достигнет необходимой вязкости или заданного времени гелеобразования, охлаждение, добавление растворителя для растворения и фильтрование для получения готового продукта из сополимеризованной силиконовой смолы.
Время публикации: 24 сентября 2022 г.