Ⅰ 有機硅樹脂的應用領域有哪些
有機硅樹脂在耐熱型粉末塗料中的應用
升利用有機硅樹脂對環氧樹脂共混改性,並對塗料中所使用的無機顏填料進行選擇,顯著提高了粉末塗料的耐熱性能,使得塗層能夠在250℃以上的環境中長期使用。
引言
隨著塗料工業的發展,粉末塗料在金屬底材的塗裝方面已經得到了廣泛的應用,近年來,抗菌型、高耐磨型、耐熱型等功能性產品的開發與應用成為粉末塗料的發展方向。
耐熱性粉末塗料是指能長期經受200℃以上溫度,塗膜良好,並能使被保護對象在高溫環境中正常發揮作用的粉末塗料。
從聚合物熱穩定性機理來講,聚合物的耐熱性主要取決於其分子結構。通過在主鏈上引入較大或較多的極性側基,增加分子間相互作用力等方法,可提高聚合物的熱穩定性。
提高粉末塗料耐熱性能的另一途徑是在聚合物中加入耐熱的顏料和填料。常用的顏填料有鋁粉、雲母粉、不銹鋼粉、鎘粉、二氧化硅等。
1、試驗部分
1.1 塗膜的制備
按照配方制備粉末塗料,混合粉碎,雙螺桿擠出機擠出,壓片、粉碎、過篩(180目),靜電噴塗到經噴砂處理的鋼板底材上,200℃/20min固化。
1.2 性能測試
耐熱性能:300℃烘箱;耐沖擊性:GB 1732-79;光澤度:GB 1743-79。
2、結果與討論
2.1 樹脂的耐熱性
樹脂作為塗料的主要成膜物質是決定塗層耐熱性的最基本因素,通常的樹脂產品耐熱指標見表1。
粉末塗料一般在180~200℃,20min的條件下固化成膜,屬於熱固性塗料,其塗層形成網狀交聯結構,所以較熱塑性塗料的耐熱性能有一定的提高。
通過對環氧型、環氧聚酯混合型、聚酯/TGIC型等粉末塗料的耐熱試驗(表2)表明,這些塗層基本都能夠在低於150℃的條件下長期使用。
但是在高於250℃的環境中,塗層則表現出失光、附著力下降、塗層脆化、柔韌性降低、粉化等破壞現象,使得塗層失去對底材的保護作用。
表2結果表明,現有的通用型產品在以下幾個方面存在缺陷:
①塗層表面嚴重失光;
②塗層機械性能明顯變差;
③塗層的柔韌性明顯下降;
④塗層的連續使用時間基本上都小於30h。
目前應用最為廣泛的耐熱樹脂主要有有機硅樹脂和氟樹脂。有機硅樹脂以硅氧鍵(—Si—O—)為主鏈。
由於其鍵能高,因而具有高的氧化穩定性,並且有機硅樹脂能夠在塗層表面生成穩定鏈—Si—O—Si—的保護層,減輕了對聚合物內部的影響;
有機硅樹脂在耐熱塗料中具有廣泛的應用,但是單獨使用有機硅樹脂由於其分子間作用力小,附著力差,而且價格過高。
依據初步試驗結果,採用添加適量的有機硅樹脂的方法改性環氧樹脂,達到既保證一定的耐熱性能又滿足市場需求的目的。
選用的2種有機硅樹脂均為含羥基官能團的樹脂,Si/Epoxy採用0.1、0.3 2個比例進行試驗,實驗結果見表3。
通過對有機硅樹脂在不同體系中的應用可以看出,有機硅樹脂的加入明顯地提高了塗層的耐熱性能。
通過連續烘烤破壞試驗證明,塗層的耐熱時間由原來的10h以上延長到了100h以上,另一方面,塗層的柔韌性也得到明顯改善,在連續9h的使用過程中能保持相當的柔韌性。
2種不同的有機硅樹脂用量不同其性能也不同。當有機硅樹脂占總量的0.1時,塗層的柔韌性能有顯著改善,但是其耐熱時間仍然較低,約為50h。
但當其比例增加到0.3時,塗層的使用壽命可以超過100h。這說明有機硅含量的增加使得其與環氧樹脂接枝比例增加,使得塗層在高溫環境中能夠保持良好的性能。
有機硅樹脂1和2性能差別不大,有機硅樹脂1在改善塗層的柔韌性方面較樹脂2有優勢,但其對於塗層高溫烘烤後的表面硬度有負面影響;而樹脂2則在塗層表面硬度方面優於樹脂1。
3、選擇耐熱顏填料的試驗
3.1 耐熱體質填料
耐熱填料的選用也將直接影響到塗層的使用壽命,選用市場上較為常用的體質填料,進行一系列的實驗,結果見表4。
在所有試用過的填料中,烘烤前塗層的耐沖擊性由好到差依次為:硅灰石、雲母粉、高嶺土> 硅線石>石英。烘烤後則為:雲母粉最好,其餘相差無幾。
從表4可以看出,雲母粉作為耐熱填料較好,選用徑厚比>80的細鱗片狀結構,在塗層中能夠形成良好的層間結構,從而有效的阻止氧的滲入,減緩塗層樹脂基料的老化,達到延長塗層壽命的保護作用。
其他的填料如硫酸鋇、高嶺土等由於是球狀外形,所以在高溫環境中氧氣容易滲透,使得塗層內部樹脂受到氧化破壞,從而降低塗層的附著力。
3.2 耐熱顏料
普通的有機顏料在高於200℃的使用環境中,會發生變色甚至分解,因此在耐熱型粉末塗料中只能選用無機顏料。
如氧化鐵、石墨、炭黑等,通過實驗,綜合抗變色性、塗層機械性能等各種因素,氧化鐵類以及石墨是最佳的黑色顏料,不僅具有良好的抗高溫變色性,而且也不影響塗層的機械性能,其用量較大(可以佔到樹脂總量的5%~20%)。
在耐熱型粉末塗料中顏填料的總量對於塗層的耐熱性能有較為明顯的影響,一般填料越多塗層耐熱性能越好,但是塗層的機械性能變差,通過實驗最終確定其最佳的用量范圍為60%~100%之間(與樹脂總量的比)。
3.3 抗氧劑
由於塗層在高溫環境中使用,有機高分子會產生降解,尤其是在氧氣存在下,會加速塗層的老化過程,因此要添加一定量的抗氧劑來減緩塗層的老化過程。
粉末塗料使用的抗氧劑主要以亞磷酸酯和受阻酚類為主。亞磷酸酯類的主要功能是防止塗層在烘烤過程中黃變;
受阻酚類的主要功能是長期防止聚合物的氧化。亞磷酸酯和受阻酚, 類抗氧劑復合使用方能達到最佳的防老化效果。實驗結果見表5。
從表5可以看出,抗氧劑單獨使用時對於塗層的抗黃變性能沒有明顯的作用,但是當兩者混合使用,且比例為4/1時,塗層表現出了明顯的抗黃變性能。
但是當將使用溫度提高到300℃則發現,抗氧劑所起作用已不明顯,這可能是由於抗氧劑受熱揮發使得其含量下降,塗層中樹脂的分解速度過快,使得抗氧劑無法及時的消除樹脂因受熱產生的自由基。
4、結語
通過在環氧樹脂中添加樹脂總量10%~30%的有機硅樹脂,並選用耐熱填料——雲母粉以及適量的復合型抗氧劑,使得粉末塗料的耐熱性能顯著提高(使用壽命由原先的300℃1h,提高到70h以上)。
能夠滿足在350℃以下的環境中長期使用,且塗層具有良好的附著力和耐沖擊性,一定的柔韌性,同時將塗層的變色性降到最小
Ⅱ 聚異氰酸酯是屬於有機樹脂嗎有機樹脂的定義是什麼呢聚異氰酸酯有哪些化學特性和毒性呢
聚異氰酸酯是屬於有機樹脂
有機樹脂的定義是由小分子有機化合物通過聚合而成的高專分子物質,其組成單元的結構屬特徵是有機單體
聚異氰酸酯根據結構可以預言具有很高的耐磨性,化學穩定性,強度高,其毒性主要有含有未反應的單體造成,對呼吸道,皮膚均有強烈的刺激性,不過一般殘留單體在空氣中也不穩定,自然也不存在毒性了
Ⅲ 有機硅樹脂是什麼
硅樹脂是高度交聯的網狀結構的聚有機硅氧烷,通常是用甲基三氯硅烷、二甲版基二氯硅烷、苯基三氯硅烷權、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的各種混合物,在有機溶劑如甲苯存在下,在較低溫度下加水分解,得到酸性水解物。水解的初始產物是環狀的、線型的和交聯聚合物的混合物,通常還含有相當多的羥基。水解物經水洗除去酸,中性的初縮聚體於空氣中熱氧化或在催化劑存在下進一步縮聚,最後形成高度交聯的立體網路結構。
Ⅳ 有機硅樹脂與有機樹脂的性能比較
1、耐熱性:有機硅樹脂耐熱溫度高,通常在250℃以下都穩定。有機樹脂在高溫版下易權氧化分解。
2、電氣特性:有機硅樹脂電氣特性降低很少,高頻性隨頻率變化極小。有機樹脂電氣特性大大降低,在常溫和常態下,與有機硅相同的特性。
3、耐水性:有機硅樹脂分子中甲基的排列使其具有憎水性,其塗膜的吸水性小。即使吸收了水分也會迅速放出恢復到原來的狀態。有機樹脂浸水後電氣特性大大降低,吸收的水分難以除掉。
4、耐候性:有機硅樹脂難以產生由紫外線引起的游離基反應,不易產生氧化反應,耐候性極佳。有機樹脂除丙烯酸類樹脂外,耐候性好的樹脂不多。
5、機械強度:有機硅樹脂分子間引力小,有效交聯密度低,機械強度較弱。有機樹脂分子間引力大,易定向。有效交聯密度大,機械強度高。但在200℃以上時,強度急劇下降。
6、耐溶劑性:有機硅樹脂耐各種有機溶劑性差。有機樹脂通常比硅樹脂優良。
7、粘結性:有機硅樹脂對金屬和塑料等基材的粘結性差。有機樹脂以環氧樹脂為代表,對基材的粘結性好。
8、相溶性:有機硅樹脂同其他有機樹脂的相溶性有限。有機樹脂與不同種類的樹脂也大都能相溶,可以混合使用。
Ⅳ 什麼是有機樹脂,和環氧樹脂有何區別
有機硅樹脂 是高度交聯的網狀結構的聚有機硅氧烷,通常是用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的各種混合物,在有機溶劑如甲苯存在下,在較低溫度下加水分解,得到酸性水解物。水解的初始產物是環狀的、線型的和交聯聚合物的混合物,通常還含有相當多的羥基。水解物經水洗除去酸,中性的初縮聚體於空氣中熱氧化或在催化劑存在下進一步縮聚,最後形成高度交聯的立體網路結構。
主要特點
1、耐候性
耐候性是硅樹脂的主要特點之一,因而被廣泛用作耐候塗料的基料。漆膜耐候性試驗最簡單的方法是,將塗布了硅樹脂的試片,暴露於室外,並觀察塗層光澤度或色澤的變化以及龜裂情況等。但由於試片在室外接收的日光照射量,氣溫變化,雨、雪、風、霜的襲擊,空氣中游離塵埃以及各種化學物質的污染等不盡相同,故很難有嚴格的標准。使評比及分析比較困難。加之取得結果的周期較長(以年計),因而使用此法者已漸少,現在多用加速老化試驗機,求取耐候性數據。 在加速試驗條件下,塗層光澤度保持60%,醇酸樹脂塗料為250h,含30%(質量分數)硅氧烷的醇酸樹脂塗料為750h,含50%(質量分數)硅氧烷的醇酸樹脂塗料為2000h,而硅氧烷塗料經過3000h後,光澤度保持率仍高於80%。 在眾多可引起塗層老化的因素中,太陽光特別是紫外線的照射是引起塗層光澤度降低及表麵粉化的主因。已知,地球表面太陽光光譜分布的波長域的光十分敏感,者是有機樹脂耐候性不佳的根源。已知,甲基硅氧烷對紫外光幾乎不吸收,含PhSiO1.5或Ph2SiO鏈節的硅氧烷也僅吸收280nm以下的光線(包括少量紫外光),故太陽光照射對硅樹脂的影響較小,這正是硅樹脂塗料耐候性優良的主因。
2、機械性能
對硅樹脂機械性能的要求,主要取決於用途。用作電絕緣漆、塗料及黏合劑的硅樹脂,人們比較關心其硬度、彈性、熱塑性及粘接性等。硅樹脂漆膜的硬度和彈性,可通過調整樹脂分子結構而在很大范圍內變化。當三官能或四官能鏈節含量愈高,即交聯密度愈大時,可以得到高硬度和低彈性的漆膜;引入大空間位阻的取代基,可以提高柔韌性及熱彈性,這正是甲基苯基硅樹脂的柔性及熱塑性優於甲基硅樹脂的原因。因而硅樹脂無需使用特殊增塑劑,而是靠軟、硬硅樹脂的適當搭配即可滿足對塑性的要求。 用作某些塗料時,純硅樹脂塗膜的硬度不足,而熱塑性有餘;若使用有機改性硅樹脂,則很容易解決這個矛盾。 顏料和催化劑也可影響硅樹脂的硬度及彈性。顏料有加速硅樹脂漆膜氧化的作用,並使其轉化成更硬的硅玻璃。使用低活性催化劑,由於縮合反應不完全,只能得到軟塗層;反之,使用高活性催化劑(如Pb、Al等的化合物),則可獲得硬脆的塗層,但是有的催化劑(如鈦酸酯)卻能再不嚴重降低彈性的前提下,有效的提高塗層的硬度。 硅樹脂對鐵、鋁、銀、錫、玻璃及陶瓷等粘接性良好,但對銅的粘接性欠佳,特別是在高溫及長時間熱老化後,者可能使銅別面的氧化薄膜有加速硅樹脂熱裂解反應之故。硅脂對對有機材料如塑料、硅橡膠等的粘接性,主要取決於後者的表面能及與硅樹脂的相容性。表面能愈低及相容性愈差的材料越難粘接。通過對基材表面的處理(包括磨砂及打底),特別是在硅樹脂中引入增黏成分,可在一定程度上提高硅樹脂對難粘基材的粘接性。
環氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機化合物,除個別外,它們的相對分子質量都不高。環氧樹脂的分子結構是以分子鏈中含有活潑的環氧基團為其特徵,環氧基團可以位於分子鏈的末端、中間或成環狀結構。由於分子結構中含有活潑的環氧基團,使它們可與多種類型的固化劑發生交聯反應而形成不溶的具有三向網狀結構的高聚物。凡分子結構中含有環氧基團的高分子化合物統稱為環氧樹脂。固化後的環氧樹脂具有良好的物理、化學性能,它對金屬和非金屬材料的表面具有優異的粘接強度,介電性能良好,變定收縮率小,製品尺寸穩定性好,硬度高,柔韌性較好,對鹼及大部分溶劑穩定,因而廣泛應用於國防、國民經濟各部門,作澆注、浸漬、層壓料、粘接劑、塗料等用途。基本特點
(1) 力學性能高。環氧樹脂具有很強的內聚力,分子結構緻密,所以它的力學性能高於酚醛樹脂和不飽和聚酯等通用型熱固性樹脂。
(2) 附著力強。環氧樹脂固化體系中含有活性極大的環氧基、羥基以及醚鍵、胺鍵、酯鍵等極性基團,賦予環氧固化物對金屬、陶瓷、玻璃、混凝士、木材等極性基材以優良的附著力。
(3) 固化收縮率小。一般為1%~2%。是熱固性樹脂中固化收縮率最小的品種之一(酚醛樹脂為8%~10%;不飽和聚酯樹脂為4%~6%;有機硅樹脂為4%~8%)。線脹系數也很小,一般為6×10-5/℃。所以固化後體積變化不大。
(4) 工藝性好。環氧樹脂固化時基本上不產生低分子揮發物,所以可低壓成型或接觸壓成型。能與各種固化劑配合製造無溶劑、高固體、粉末塗料及水性塗料等環保型塗料。
(5) 優良的電絕緣性。環氧樹脂是熱固性樹脂中介電性能最好的品種之一。
(6) 穩定性好,抗化學葯品性優良。不含鹼、鹽等雜質的環氧樹脂不易變質。只要貯存得當(密封、不受潮、不遇高溫),其貯存期為1年。超期後若檢驗合格仍可使用。環氧固化物具有優良的化學穩定性。其耐鹼、酸、鹽等多種介質腐蝕的性能優於不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂等熱固性樹脂。因此環氧樹脂大量用作防腐蝕底漆,又因環氧樹脂固化物呈三維網狀結構,又能耐油類等的浸漬,大量應用於油槽、油輪、飛機的整體油箱內壁襯里等。
(7) 環氧固化物的耐熱性一般為80~100℃。環氧樹脂的耐熱品種可達200℃或更高。
Ⅵ 有機硅樹脂有哪些優異性能
有機硅樹脂有下列的優異性能。
1低表面張力
聚硅氧烷的內聚能密度低,分子間作用力小,分子處於高的柔順態,因而導致其表面張力低。由於硅氧烷的溶解度參數遠低於其他化合物及材料,加之表面張力低,因而硅樹脂具有明顯的不相容性,即不易與其他物質相混,從而顯示出優良的防粘性。
2、熱穩定性
硅樹脂的耐熱性遠優於一般的有機樹脂,它可在200~250℃下長期使用而不分解或變色,短時間可耐300℃,若配合耐熱顏填料,則硅樹脂塗料能耐更高溫度。有機硅不但可以耐高溫,而且可耐低溫,並且其化學性能和物理性能隨溫度變化很小。
3、耐候性
硅樹脂耐候性好的原因有兩個:一是硅樹脂中 Si-O 鍵很穩定,難以產生由紫外線引起的自由基反應,也不易發生氧化反應;二是硅樹脂對太陽光不敏感。甲基硅氧烷對紫外線幾乎不吸收,故太陽光對硅樹脂的影響較小,這是硅樹脂塗料耐候性優良的主要原因。
4、耐水性
在硅樹脂的分子結構中,其有機基團如甲基等向外排列,且不含極性基團,因而硅樹脂吸水率低,具有優良的憎水性。
5、電絕緣性
硅樹脂在寬廣的溫度和頻率范圍內均能保持良好的電絕緣性能,又由於耐熱性高,因此硅樹脂在高溫下電氣特性降低很少,高頻特性隨頻率變化也極小。
6、透氣性
含硅聚合物分子間作用力較弱,自由空間大,故透氣性高。含硅聚合物的O2透過率相當大。它能阻止液態水通過,但氣態的水則能順利通過。在丙烯酸樹脂塗料中,加入部分有機硅化合物,能使塗膜的透氣性得到提高。
Ⅶ 什麼是有機硅樹脂
有機硅樹脂(也稱為聚硅氧烷)是一類由硅原子和氧原子交替連結組成骨架,不同的有機基團再與硅原子連結的聚合物的統稱。有機硅樹脂結構中既含有「有機基團」,又含有「無機結構」,這種特殊的組成和分子結構使它集有機物特性與無機物功能於一身。
有機硅樹脂是高度交聯的網狀結構的聚有機硅氧烷,通常是用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的各種混合物,在有機溶劑如甲苯存在下,在較低溫度下加水分解,得到酸性水解物。水解的初始產物是環狀的、線型的和交聯聚合物的混合物,通常還含有相當多的羥基。水解物經水洗除去酸,中性的初縮聚體於空氣中熱氧化或在催化劑存在下進一步縮聚,最後形成高度交聯的立體網路結構。
有機硅樹脂及改性有機硅樹脂製品以其優異的熱氧化穩定性、電絕緣性能、耐候性、防水、防鹽霧、防黴菌、生物相容性等特性,廣泛應用於國防軍工、電氣工業、皮革工業、輕工產品、橡膠塑料、食品衛生等行業,發揮著不可替代的作用。我國有機硅工業從20世紀50年代初發展至今,在材料性能、機理和應用等方面都取得了很大的發展。與先進國家相比,我國在技術上的差距相對較小,但在應用上的差距比較大。隨著耐高溫材料需求的不斷提高,有機硅聚合物作為一類特色突出的材料,可以和有機樹脂、無機材料進行改性和匹配,實現結構功能一體化,在高新技術產業和尖端領域應用前景十分廣闊。
Ⅷ 有機硅樹脂的分類通常是什麼
①、按硅原子側復鏈上連接的基團制種類不同,分為甲基硅樹脂、甲基苯基硅樹脂、苯基硅樹脂;
②、按固化時的反應類型不同分為縮合型硅樹脂及加成型硅樹脂;
③、按分子結構的不同,分為MT型、MQ型、DT型硅樹脂;
④、按物理形態不同分為固態純硅樹脂、液態純硅樹脂、含溶劑液體硅樹脂;
⑤、按是否改性可分為純硅氧烷樹脂,有機樹脂改性硅樹脂。
有機樹脂包括環氧、丙烯酸、醇酸、聚酯樹脂等,通過添加有機樹脂,可改善硅樹脂塗膜的附著力、韌性、硬度等。
Ⅸ 有機樹脂的用途
1、塗料:硅樹脂具有優良的耐熱、耐寒、耐候、憎水等特性,加之可獲得無色透明且有良好黏接性及耐磨性的塗層防黏脫膜塗料及防潮憎水塗料。
2、電絕緣漆:電機電器的體積、質量及使用年限,與電絕緣材料的性能有很大的關系。因此工業上要求使用多種的電絕緣漆,包括線圈浸漬漆、玻璃布浸漬漆、雲母黏接絕緣漆及電子電器保護用硅漆等。
3、塑料:主要用在耐熱、絕緣、組然、抗電弧的有機硅塑料、半導體組件外殼封包塑料、泡沫塑料。
4、微粉及梯形聚合物:硅樹脂微粉與無機填料相比,具有相對密度低,同時具又耐熱性、耐候性、潤滑性及憎水性的特點。梯形硅樹脂較通用網狀立體結構的硅樹脂有較高的耐熱性、電器絕緣性及耐火焰性。
5、硅樹脂膠黏劑:硅樹脂膠黏劑也叫有機硅膠黏劑。
6、黏接劑:作為黏接劑使用的聚硅氧烷有硅膠型及硅樹脂型兩種,兩者在結構及交聯密度上有差別。其中樹脂型貼接劑還有純硅樹脂型及改質型樹脂之分別。
Ⅹ 有機硅樹脂是什麼材料,哪裡有有機硅樹脂賣
有機硅樹脂是現代工業製造的新型材料,也是世界各國都爭相開發的一種材料,有機硅樹脂在高尖端領域的應用非常廣泛,是主要原材料之一,同時,它在我們的日常生活中也應用的很廣泛;
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