有机硅培训报告3

目录TOC\t"一次标题,1,二次标题,2"目录11．概述22．有机硅开展22.1有机硅开展史22.2世界上著名的有机硅生产厂商23．有机硅的根本知识24．有机硅聚合物的物理特性35．有机硅产品介绍35.1单体合成35.2中间体合成45.3硅树脂45.4硅油及硅油复合物45.5硅烷和硅烷偶联剂56．硅橡胶56.1室温硫化硅橡胶56.2高温硫化硅橡胶—HTV 66.3硅混炼胶76.4导电胶77．油墨87.1颜料87.2基料87.3稀释剂97.4添加剂97.5制造工艺97.6遮盖力97.7平安性9学习心得101．概述有机硅聚合物的主链是由硅原子和氧原子交替排列成的稳定骨架，侧链通过硅原子与有机基如甲基、苯基、乙烯基等相连。由于其分子的这种特殊的结构和组成使它集无机物的特点与有机物的特点与一身，不但具有无机物二氧化硅的耐上下温、耐气候老化、耐臭氧、电绝缘、难燃、无毒无腐蚀和生理惰性等优异性能，而且具有有机高分子材料易加工的特点，可根据要求制成能满足各种用途的产品。2．有机硅开展2.1有机硅开展史1885年化学家波利斯利用伍兹反响成功地制成了规定芳烃化合物。SiCl4+4RCl+8Na→R4Si+8NaCl1904年基平教授发现了格式反响合成有机硅化合物的途径，为有机硅的研究奠定了根底。被公认为世界有机硅化学的卓越奠基人之一。GESilicone采用硅粉与氯甲烷在铜催化剂存在下直接合成了甲基氯硅烷〔“直接法”〕，才使有机硅的工业化生产成为可能，为有机硅工业的大规模开展奠定了技术根底。Si+2CH3Cl→C〔CH〕2SiCl21954年开发了第一个室温硫化硅橡胶RTV-2单组分室温硫化硅橡胶开发成功RTV-12.2世界上著名的有机硅生产厂商世界上有许多工业国家的厂商相继建立了有机硅的生产装置，比拟知名的有美国的道康宁公司〔DowConing〕、通用电气公司〔GEsilicone〕、联合碳化物公司〔UCC〕；德国拜耳公司〔Bayer〕、瓦克化学公司〔WackerChemic〕；英国的ICI公司、米德朗有机硅公司；法国的罗纳•普朗克公司、S.I.S.S.公司；日本的信越、东芝和东利有机硅公司等。其中以道康宁公司的研究成果最为卓著，生产规模也最大。我国比拟大的有机硅生产厂家有：江西星火化工厂、吉林化学公司等。3．有机硅的根本知识有机硅产品〔包括硅油、硅橡胶、硅树脂〕是以硅—氧〔Si—O〕键为主链结构。Si—O键的键能比C—C键的键能高，所以有机硅产品的热稳定性较高。表3-1化学键键能化学键键能〔kJ•mol-1〕C—C344.4C—H411.6C—O356.5Si—O504.6表3-2取代基对有机硅性能的影响结构名称用途CH3—甲基有机硅中存在的根本取代基；过氧化物硫化的交联点C6H5—苯基提高模量、热稳定性、折射率，降低与过氧化物反响性CF3CH2CH2—三氟丙基提高稳定性和耐溶剂性H—氢基引入金属催化点和乙烯基加成交联点HO—羟基缩合和金属催化交联的交联点CH2=CH—乙烯基提高过氧化物活性；引入乙烯基加成的交联点有机硅的分类：有机硅可分为有机硅化合物和有机硅聚合物有机硅化合物：只含有硅碳键的化合物，硅原子通过有机集团的碳原子联接，并且至少有一个有机集团的碳原子和硅相联；有机硅聚合物：主链由硅氧键组成，侧链通过硅与有机集团聚合。M—单基团如〔CH3〕3SiClD—双基团如〔CH3〕2SiCl2T—三基团如CH3SiCl3Q—四基团D4—八甲基环四硅氧烷DMC—二甲基环硅烷DT—硅树脂4．有机硅聚合物的物理特性耐热性好：Si—O键的键能比拟高，热稳定性比拟好；电绝缘性能好：其介电损耗因数、耐电压、耐电弧性、耐电晕、体积电阻率和外表电阻率等均在绝缘材料中名列前茅，并且其电气性能受温度和频率的影响很小；憎水性和耐潮湿性好；耐低温性能好：低温硅橡胶的苯基含量：4%~6%；外表张力小，外表能小，成膜能力强，可以用来作消泡剂；粘温系数小；润滑性好；透气性好：由于起透气憎水，可以用来作硅窗；生理惰性；耐化学药品及溶剂性差；RRRRRR│││R—Si—O—Si—O—Si—R│││RRRn5．有机硅产品介绍5.1单体合成制备硅油、硅橡胶、硅树脂以及硅烷偶联集的原料是各种有机硅单体。可有几种根本单体生产出成千种有机硅产品。有机硅的根本单体有：甲基氯硅烷、丙基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷等。甲基单体合成Si〔粉〕+CH3Cl→〔CH3〕2SiCL2沸点：70.2℃含量：副产品：CH3SiCL366.1℃〔CH3〕3SiCl57.1℃SiCl457.6℃＜CH3SiHCl240.4℃〔CH3〕2SiHCl35.4℃HSiCl331.8℃＜〔CH3〕4Si26.2℃＜CH3SiCl3DTCCH3SiCl3DTC6H5SiCl3〔CH3〕2SiCl2〔C6H5〕2SiCl2CuCl2催化剂Cu复原Cu沉淀Cu5.2中间体合成CH3SiCl3+C2H5OH→CH3Si〔OC2H5〕3+C6H5Cl→CH3C6H5Si〔OC2H5〕2→苯基DCH3CH3││CH2=CH—Si—O—CH3CH3││CH2=CH—Si—O—Si—CH=CH2双封头││CH3CH3CH3C2H5—SI—OC2H55.3硅树脂硅树脂是高度交联的网状结构聚有机硅烷。硅树脂是一种热固性塑料，最突出的性能是优异的热氧化稳定性，另一突出的性能是优异的电绝缘性能。硅树脂常用作绝缘漆、粘接剂、云母片等5.4硅油及硅油复合物硅油是一种具有不同聚合度的链状结构的聚有机硅氧烷混合物。硅油通式：硅油一般是无色〔或淡黄色〕、无味、无毒、不易挥发的液体。硅油不溶于水、甲醇、乙二醇，可与苯、二甲醚、甲基乙基酮、四氯化碳或煤油互溶。常见的硅油及硅油复合物：甲基硅油乙基硅油苯甲基硅油含氢硅油烷氧基硅油氯苯基硅油羟基硅油酰氧基硅油水溶性硅油乙烯基硅油氨基硅油封头剂可用来调节分子量的大小硅油复合物：硅脂、硅膏、硅乳剂5.5硅烷和硅烷偶联剂R—Si—X3硅烷偶联剂的应用：1〕玻璃纤维的外表处理；2〕无机填料填充塑料；3〕作密封剂、胶粘剂和涂料的增粘剂。6．硅橡胶硅橡胶是一种直链状的高摩尔质量的聚有机硅氧烷。按照其硫化方法不同，硅橡胶可分为高温硫化〔热硫化〕硅橡胶和室温硫化〔包括低温硫化〕硅橡胶两大类型。有机硅生胶虽然具有较高的聚合度，但溶解度大，弹性低，机械强度差，不能直接使用；必须参加白碳黑〔SiO2〕、二氧化钛等补强剂，用有机过氧化物如过氧化物二苯甲酰作硫化剂，并参加其它助剂和颜料进行混炼、成型、热处理硫化，才称为具有价值的硅橡胶。6.1室温硫化硅橡胶室温硫化〔RTV〕硅橡胶是20世纪60年代问世的有机硅弹性体。这种硅橡胶最显著的特点是室温下无须加热、加压即可就地固化，使用极其方便。RTV按其硫化机理可分为缩合型和加成型；按其包装方式又可分为双组分和单组分。加成型室温硅橡胶又称为低温硫化硅橡胶〔LTV〕。RTV—2HO—Si—O—Si—O—HRTV—2→聚合→降解→平衡调聚→破酶→脱低分子低强度型GN501GN502高强度型GN511GN512LTV航空型GN581GN582低强度型GN501GN502高强度型GN511GN512LTV航空型GN581GN582医用型GN514GN515填充型GN513GN574GN571单组分型TSE—321LTV的应用：医用材料防弹玻璃挡风玻璃RTV—1和LTV不能混用。表6-1RTV—2与LTV比拟工程RTV—2LTV工艺较简单较复杂硫化时间短长副产物乙醇无强度一般好阻燃性差卓差越对金属腐蚀性有无6.2高温硫化硅橡胶—HTV高温硫化〔HTV〕硅橡胶是高摩尔质量的聚有机硅氧烷剂入补强填料和其它各种添加剂，采用有机过氧化物为硫化剂，经加压成型或注射成型，并在高温下硫化而成的弹性体。生胶生胶：无色透明粘稠CH3CH3CH3CH3∣∣∣∣R—Si—O—Si—O—Si—O—Si—R∣∣∣∣CH3CH3ViCH3m=5000~10000n=10~20表6-2根本参数101110-01110-2110-3110-4分子量40~6550~8045~7060~8545~70挥发性≤3.0≤3.0≤3.0≤3.0≤3.0Vi〔md%〕00.07~0.120.13~0.220.13~0.220.13~0.22甲苯溶解性全溶补强填料硅橡胶的补强填料是各种类型的白碳黑〔SiO2〕，它可以使硫化胶的强度增加10倍。参加各种添加剂主要是降低本钱，改善胶料性能及赋予硫化胶各种特殊性能。如加沉淀白碳黑的耐压性比拟好，打击寿命比拟高。如果要求高寿命就加气相白碳黑。机构控制剂结构控制剂是为了防止混炼胶的胶料因放置时间过长而产生“结构化”，使胶料变硬，难以加工熟化而参加的。可采用甲基羟基硅油或二苯基二羟基硅烷。硫化剂.1芳酰基过氧化物芳酰基过氧化物：活性高硫化速度快易爆炸表6-3根本参数BP双二四分解温度℃103~10645硫化温度℃110~135100~120用量%0.5~2.50.5~2.5.2二烷基过氧化物CH3CH3∣∣CH3—C—CH2—CH2—C—CH∣∣OO∣∣OO∣∣CH3—C—CH3CH3—C—CH3∣CH3分解温度℃：140~150硫化温度℃：170~182用量%：0.5~1.0为乙烯基硅橡胶专用的硫化剂。CH3CHCH3CH3∣∣C6H5—C—O—O—C—C6H5∣∣CH3CH3分解温度℃：140~150硫化温度℃：170~182用量%：0.5~1.0熔点较高，对酸较为敏感，制品的气味比拟大，不易挥发。6.3硅混炼胶硅混炼胶用于模压制按键片。二次硫化的作用：1.除去过氧化物的分解产物；2.进一步铰链，使物理化学性能到达最正确。使用时考前须知：1.使用期限；2.乙烯基量；3.混炼胶的流动性影响制品；4.混炼胶的粘辊、粘模现象；5.把低分子除尽，否那么产生气迹。硅橡胶变黄的原因：白碳黑的PH值小于5.5，PH值越高，越易变黄；MgO的含量高，易变黄；过氧化物的分解物；铁含量大于25ppm；硅氮烷变为含硝基的化合物。6.4导电胶导电硅橡胶是以硅橡胶为基胶,参加导电填料、胶联剂等配炼硫化而成.常用的胶料为甲基乙烯基硅橡胶,常用的导电填料有乙炔碳黑、炭纤维、超导电碳黑、石墨、铜粉、银粉、铝粉和锌粉等。表6-4导电填料的性能导电填料体积电阻率〔Ω•CM〕拉伸强度〔mpa〕伸长率〔%〕硬度〔度〕乙炔黑0.95~1.93.023070乙炔黑+超导电黑﹤0.29DCP不硫化双二五难硫化金属粉0.02662.95287.555纯银粉0.019极低极低50因为低分子在导电碳黑的外表形成一层膜，电阻增加，所以二段硫化时间越长，温度越高，低分子就去除的越干净，那么导电性增加。我们使用的硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。CH3CH3CH3CH3│││Si+CH2Cl→Cl—Si—Cl→—Si——Si—CH3│││CH3OO││—Si–O-Si—││CH3CH3││—Si—O—……—Si—O—││CH3CH3mnSiO2+C→Si+C7．油墨不同种类或由不同厂家生产的涂料其成分是大不相同的。一般来讲，大多数涂料有以下四种成分：颜料、挥发性物质、基料、添加剂。涂料的特性有：流动性、着色性、粘结性、腐蚀性、流平性、粘度等。7.1颜料颜料不溶于水，溶剂及油类的微细粉尘末，主要赋予涂料颜色和遮盖力。其功能有：遮光性、产生视觉效果、抗腐蚀性、改变涂料的机械性能和流动特性。颜料的粒度为0.01~0.25um，有球状的、片状的和针状的。7.2基料基料是漆料的一局部〔漆料是基料和溶剂的混合物〕，它可使颜料结合在一起并最终附着于物体外表。基料可以是油，也可以是树脂或者二者的混合物。有机硅树脂科长所有种类的油漆中使用，还可以用于制造胶水和油墨。它可提高涂料的附着性、抗化学腐蚀性、防水性和硬度。它具有很好的抗磨性，可阻止盐雾腐蚀。因此，大量用于防腐蚀涂料及其它许多工业产品的涂装。7.3稀释剂采用稀释剂的目的之一是减低本钱，第二个目的是调整粘度。7.4添加剂尽管添加剂只占涂料的1%~2%，但它对涂层的物理及化学特性起到非常关键的作用：1.改善涂层的特性；2.在存储过程中防止涂料变质；3.便于涂装。7.5制造工艺配料→研磨分散润湿分散过程分散—研磨：只能把二次结构分散开，不能改变一次结构稳定聚集体→润湿分散过程分散—研磨：只能把二次结构分散开，不能改变一次结构稳定7.6遮盖力1.颜料和基料的折光率相同时，呈透明状；当它们不同时，才有遮盖力；2.碳黑的遮盖力好，有色不透明颜料的遮盖力取决于它对光的吸收能力；3.颜料的颗粒细〔有极限，波长的一半〕，分散度大，遮盖力好；4.颜料晶体形状也对遮盖力有影响。7.7平安性使用油墨要注意防火、防毒。配料桶要良好接地〔用金属桶，防静电〕产品喷涂完后要静置，