有機硅化工產品系列簡介

2024年1月4日發(fā)(作者：頁腳怎么設置連續(xù)頁碼)

有機硅化工產品系列簡介有機硅單體有機硅單體是制備硅油、硅橡膠、硅樹脂以及硅烷偶聯劑的原料，由幾種基本單體可生產出成千種有機硅產品。分類甲基氯硅烷（簡稱甲基單體）、苯基氯硅烷（簡稱苯基單體）、甲基乙烯基氯硅烷、乙基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、γ-氯丙基三氯硅烷和氟硅單體等。其中甲基氯硅烷最重要，其用量占整個單體總量的90%以上，其次是苯基氯硅烷。硅橡膠硅橡膠（英文名稱：Siliconerubber），分熱硫化型（高溫硫化硅膠HTV）、室溫硫化型（RTV），其中室溫硫化型又分縮聚反應型和加成反應型。高溫硅橡膠主要用于制造各種硅橡膠制品，而室溫硅橡膠則主要是作為粘接劑、灌封材料或模具使用。熱硫化型用量最大，熱硫化型又分甲基硅橡膠（MQ）、甲基乙烯基硅橡膠（VMQ，用量及產品牌號最多）、甲基乙烯基苯基硅橡膠PVMQ（耐低溫、耐輻射），其他還有睛硅橡膠、氟硅橡膠等。硅油硅油是一種不同聚合度鏈狀結構的聚有機硅氧烷。它是由二甲基二氯硅烷加水水解制得初縮聚環(huán)體，環(huán)體經裂解、精餾制得低環(huán)體，然后把環(huán)體、封頭劑、催化劑放在一起調聚就可得到各種不同聚合度的混合物，經減壓蒸餾除去低沸物就可制得硅油。硅油通常只室溫下保持液體狀態(tài)的線型聚硅氧烷產品，結構式如下圖：式中，R為烷基、芳基，R'為烷基、芳基、氫、碳官能基及聚醚鏈等；X為烷基、芳基、鏈烯基、氫、羥基、烷氧基、乙酰氧基、氯、碳官能基及聚醚鏈等；n，m=0、1、2、3…最常用的硅油，有機基團全部為甲基，稱甲基硅油。有機基團也可以采用其它有機基團代替部分甲基基團，以改進硅油的某種性能和適用各種不同的用途。常見的其它基團有氫、乙基、苯基、氯苯基、三氟丙基等。近年來，有機改性硅油得到迅速發(fā)展，出現了許多具有特種性能的有機改性硅油。硅油按化學結構來分有甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氫硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羥基硅油、乙基含氫硅油、羥基含氫硅油、含氰硅油等；從用途來分，則有阻尼硅油、擴散泵硅油、液壓油、絕緣油、熱傳遞油、剎車油等。硅油的優(yōu)點：（1）黏溫性能是液體潤滑劑中最好的，在寬溫范圍內黏度變化小。它的凝點一般小于－50℃，有的高達－70℃，在低溫下長期貯存，其油品的外觀、黏度無變化，它是高溫、低溫、寬溫范圍兼顧的基礎油。（2）優(yōu)良的熱氧化穩(wěn)定性，如熱分解溫度>300℃，蒸發(fā)損失小（150℃，30天，蒸發(fā)損失僅為2%），氧化試驗（200℃、72h），黏度和酸值變化小。（3）優(yōu)良的電絕緣性，體積電阻等在常溫～130℃范圍內不變化（但油中不能含水）。（4）它是一種無毒而且起泡性低、抗泡性強的油，可作消泡劑等使用。（5）優(yōu)良的剪切安定性，有吸收振動，防止振動傳播的功能，可作減振液。

硅油的缺點：（1）硅油的潤滑性欠佳，尤其是對鋼鋼摩擦副的潤滑性差。（2）硅油的熱膨脹系數較大（可能產生超壓問題）。（3）氣體溶解度較大（難設計氣密封裝置）。（4）一定的吸濕性（水含量高于100×10－6以后，電氣性能急劇下降）。（5）表面張力小（易從機器中泄漏）。硅樹脂硅樹脂，學名聚硅氧烷樹脂；英文名：Siliconeresin。是具有高度交聯網狀結構的聚有機硅氧烷，兼具有機樹脂及無機材料的雙重特性，硅樹脂具有獨特的物理化學性能。成分結構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(huán)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，中性的初縮聚體于空氣中熱氧化或在催化劑存在下進一步縮聚，最后形成高度交聯的立體網絡結構。硅樹脂是一種熱固性的塑料，它最突出的性能之一是優(yōu)異的熱氧化穩(wěn)定性。250℃加熱24小時后,硅樹脂失重僅為2～8%。硅樹脂另一突出的性能是優(yōu)異的電絕緣性能,它在寬的溫度和頻率范圍內均能保持其良好的絕緣性能。硅烷偶聯劑硅烷偶聯劑是由硅氯仿（HSiCl3）和帶有反應性基團的不飽和烯烴在鉑氯酸催化下加成，再經醇解而得。它在國內有KH550，KH560，KH570，KH792，DL602，DL171這幾種型號。硅烷偶聯劑實質上是一類具有有機官能團的硅烷，在其分子中同時具有能和無機質材料（如玻璃、硅砂、金屬等）化學結合的反應基團及與有機質材料（合成樹脂等）化學結合的反應基團。如圖，此處，n=0～3；X－可水解的基團；Y一有機官能團，能與樹脂起反應。X通常是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基等，這些基團水解時即生成硅醇（Si(OH)3），而與無機物質結合,形成硅氧烷。Y是乙烯基、氨基、環(huán)氧基、甲基丙烯酰氧基、巰基或脲基。這些反應基可與有機物質反應而結合。因此，通過使用硅烷偶聯劑，可在無機物質和有機物質的界面之間架起“分子橋”，把兩種性質懸殊的材料連接在一起提高復合材料的性能和增加粘接強度的作用。硅烷偶聯劑的這一特性最早應用于玻璃纖維增強塑料（玻璃鋼）上，作玻璃纖維的表面處理劑，使玻璃鋼的機械性能、電學性能和抗老化性能得到很大的提高，在玻璃鋼工業(yè)中的重要性早已得到公認。目前，硅烷偶聯劑的用途已從玻璃纖維增強塑料（FRP）擴大到玻璃纖維增強熱塑性塑料（FRTP）用的玻璃纖維表面處理劑、無機填充物的表面處理劑以及密封劑、樹脂混凝土、水交聯性聚乙烯、樹脂封裝材料、殼型造型、輪胎、帶、涂料、膠粘劑、研磨材料（磨石）及其它的表面處理劑。在硅烷偶聯劑這兩類性能互異的基團中，以Y基團最重要、它對制品性能影響很大，起決定偶聯劑的性能作用。只有當Y基團能和對應的樹脂起反應，才能使復合材料的強度提高。一般要求Y基團要與樹脂相容并能起偶聯反應。應用領域硅烷偶聯劑的應用大致可歸納為三個方面：（一）用于玻璃纖維的表面處理能改善玻璃纖維和樹脂的粘合性能，大大提高玻璃纖維增強復合材料的強度、電氣、抗水、抗氣候等性能，即使在濕態(tài)時，它對復合材料機械性能的提高，效果也十分顯著。目前，在玻璃纖維中使用硅烷偶聯劑已相當普遍，用于這一方面的硅烷偶聯劑約占其消耗總量的50%，其中用得較多的品種是乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。（二）用于無機填料填充塑料可預先對填料進行表面處理，也可直接加入樹脂中。能改善填料在樹脂中的分散性及粘合力，改善工藝性能和提高填充塑料（包括橡膠）的機械、電學和耐氣候等性能。

（三）用作密封劑、粘接劑和涂料的增粘劑能提高它們的粘接強度、耐水、耐氣候等性能。硅烷偶聯劑往往可以解決某些材料長期以來無法粘接的難題。硅烷偶聯劑作為增粘劑的作用原理在于它本身有兩種基團；一種基團可以和被粘的骨架材料結合；而另一種基團則可以與高分子材料或粘接劑結合，從而在粘接界面形成強力較高的化學鍵，大大改善了粘接強度。硅烷偶聯劑的應用一般有三種方法：一是作為骨架材料的表面處理劑；二是加入到粘接劑中，三是直接加入到高分子材料中。從充分發(fā)揮其效能和降低成本的角度出發(fā)，前兩種方法較好。其它方面應用硅烷偶聯劑的其它方面應用還包括：①使固定化酶附著到玻璃基材表面，②油井鉆探中防砂，③使磚石表面具有憎水性，④通過防吸濕作用，使熒光燈涂層具有較高的表面電阻；⑤提高液體色譜柱中有機相對玻璃表面的吸濕性能。研究動向目前常用的硅烷偶聯劑為三烷氧基型，但三烷氧基型偶聯劑有可能降低基體樹脂的穩(wěn)定性，因而近年來二烷氧基型偶聯劑的研究和應用得到重視。合成帶有活性硅烷基的高分子也是硅烷偶聯劑的發(fā)展方向之一，這種偶聯劑對膠粘劑中的樹脂具有更好的相容性，可在被粘物表面形成一個均一面，因而具有更好的粘接效果。過氧基硅烷也是近年來開始研究的一種偶聯劑，它的特點是在熱的作用下，偶聯劑分解生成自由基，可以與烯類聚合物發(fā)生交聯，從而促進烯類聚合物的粘接。硅烷偶聯劑新開發(fā)的一項重要應用是用于生產水交聯聚乙烯，這項工藝是美國道康寧公司開發(fā)的，目前已商業(yè)化。近年來，國內在用有機硅乳液處理毛紡織物的試驗中，發(fā)現用硅烷偶聯劑與有機硅乳液并用，可以提高毛紡織物的服用性能。白炭黑白炭黑是白色粉末狀X-射線無定形硅酸和硅酸鹽產品的總稱，主要是指沉淀二氧化硅、氣相二氧化硅、超細二氧化硅凝膠和氣凝膠，也包括粉末狀合成硅酸鋁和硅酸鈣等。白炭黑是多孔性物質，其組成可用SiO2·nH2O表示，其中nH2O是以表面羥基的形式存在。能溶于苛性堿和氫氟酸，不溶于水、溶劑和酸（氫氟酸除外）。耐高溫、不燃、無味、無嗅、具有很好的電絕緣性。成分白炭黑按生產方法大體分為沉淀法白炭黑和氣相法白炭黑。氣相法白炭黑常態(tài)下為白色無定形絮狀半白炭黑透明固體膠狀納米粒子（粒徑小于100nm），無毒，有巨大的比表面積。氣相法白炭黑全部是納米二氧化硅，產品純度可達99%，粒徑可達10~20nm，但制備工藝復雜，價格昂貴；沉淀法白炭黑又分為傳統(tǒng)沉淀法白炭黑和特殊沉淀法白炭黑，前者是指以硫酸、鹽酸、CO2與水玻璃為基本原料生產的二氧化硅，后者是指采用超重力技術、溶膠-凝膠法、化學晶體法、二次結晶法或反相膠束微乳液法等特殊方法生產的二氧化硅。沉淀白炭黑主要用作天然橡膠和合成橡膠的補強劑、牙膏摩擦劑等。氣相白炭黑主要用作硅橡膠的補強劑、涂料和不飽和樹脂增稠劑，超細二氧化硅凝膠和氣凝膠主要用作涂料消光劑、增稠劑、塑料薄膜開口劑等。制備制備白炭黑的傳統(tǒng)方法是利用硅酸鈉、四氯化硅、正硅酸乙酯做硅源，除硅酸鈉以外，其它成本都很高。新方法采用廉價的非金屬礦作為硅源，大大降低了白炭黑的生產成本。傳統(tǒng)方法（1）氣相法主要為化學氣相沉積（CAV）法，又稱熱解法、干法或燃燒法。其原料一般為四氯化硅、氧氣（或空氣）和氫氣，高溫下反應而成。反應式為：SiCl4+2H2+O2—>SiO2+4HCl空氣和氫氣分別經過加壓、分離、冷卻脫水、硅膠干燥、除塵過濾后送入合成水解爐。將四氯化硅原料送至精餾塔精餾后，在蒸發(fā)器中加熱蒸發(fā)，并以干燥、過濾后的空氣為載體，送至合成水解爐。四氯化硅在高溫下氣化（火焰溫度1000~1800℃）后，與一定量的氫和氧（或空氣）在1800℃左右的高溫下進行氣相水解；此時生成的氣相二氧化硅顆粒極細，與氣體形成氣溶膠，不易捕集，故使其先在聚集器中聚集成較大顆粒，然后經旋風分離器收集，再送入脫酸爐，用含氮空氣吹洗氣相二氧化硅至PH值為4～6即為成品。

德國迪高沙（Degussa）公司和美國卡伯特（Cabot）公司的氣相法生產技術全球領先。他們的生產裝置規(guī)模大，自動化程度高，產品成本低，牌號（尤其是應用于特殊領域的功能性專用產品牌號）多，品質好，如表面積分布均勻、含水量低。我國沈陽化工股份有限公司及上海氯堿化工股份有限公司也采用氣相法生產，但在生產規(guī)模、生產技術、自動化程度及產品牌號等方面遠不及國外大公司。廣州吉必盛科技實業(yè)有限公司是目前國內產量最大，牌號最全，技術最先進的氣相二氧化硅供應商，是氣相二氧化硅國家標準GB20020-2005負責起草單位。（2）沉淀法沉淀法又叫硅酸鈉酸化法，采用水玻璃溶液與酸反應，經沉淀、過濾、洗滌、干燥和煅燒而得到白炭黑。反應式為：Na2SiO3+2H+—>白炭黑+2Na++H20國內大部分生產企業(yè)采用沉淀法。新方法新方法主要以非金屬礦及其延伸物為硅源，采用沉淀法制備白炭黑。其技術關鍵是將結晶的二氧化硅和硅酸鹽轉變成非晶態(tài)二氧化硅。原料主要有硅灰石、蛋白石、埃洛石、橄欖石、蛇蚊石、高嶺土、硬質高嶺土、煤矸石、粉煤灰等。著重介紹以高嶺土或硬質高嶺土、煤矸石或粉煤灰為原料制備白炭黑的工藝技術。（1）以高嶺土或硬質高嶺土為原料先將高嶺土或硬質高嶺土粉碎至50~60目，然后在500~600℃高溫下焙燒2小時，再將焙燒土與濃度30%的工業(yè)鹽酸按1：2.5（重量）配料，在90℃左右酸浸7小時，經中和、過濾、洗滌、干燥得到白炭黑，產品質量符合GB10507-89標準；同時得到高效凈水劑聚合氯化鋁。焙燒及酸浸反應式如下：焙燒：Al2O3·2Si02·2H20—>Al2O3·2Si02+2H20酸浸：Al2O3·2Si02+6HCl+9H20—>2AlCl3·6H20+2SiO2（2）以煤矸石或粉煤灰為原料先將煤矸石或粉煤灰粉碎至粒度小于120目，然后分兩步：第一步生產硅酸鈉：將粉碎的煤矸石或粉煤灰與純堿按重量比1：50混合均勻，經高溫冶融（1400~1500℃，1小時）、水萃浸溶（100℃以上，4~5小時）、過濾去雜質、濃縮濾液到45~46波美度即得到硅酸鈉。第二步生產白炭黑：先將硅酸鈉配成水玻璃溶液（模數為2.4~3.6,SiO2含量為4~10%）,然后在5~20%的硫酸中酸浸（28~32℃，8~16小時），再升溫至80℃，攪拌，調節(jié)PH值為5~7，熟化20分鐘，再經過濾洗滌、干燥、分選，得到白炭黑。該白炭黑為活性，純度高。白炭黑的用途由于白炭黑產品的一系列優(yōu)越性，使它能夠廣泛應用于許多領域。橡膠制品白炭黑用在彩色橡膠制品中以替代炭黑進行補強，滿足白色或半透明產品的需要。白炭黑同時具有超強的粘附力、抗撕裂及耐熱抗老化性能，所以在黑色橡膠制品中亦可替代部分炭黑，以獲得高質量的橡膠制品，如越野輪胎、工程輪胎、子午胎等。農業(yè)化學制品在農業(yè)化學制品中，如農藥、高效噴施肥料等，使用白炭黑作載體或稀釋劑，能保持持久效力，因為它具有高吸附力，易于懸浮，有良好的親和性及化學穩(wěn)定性。即使在雨水、沖洗和炎熱條件下，仍能長期保持不變。日用化工制品用白炭黑作填料和磨蝕劑的透明彩色及不透明牙膏，這類牙膏具有良好的柔韌性、分散性，膏體光滑、柔軟、磨蝕性好，不磨蝕牙膏管體；它能使藥物牙膏保持藥性的穩(wěn)定。特別是與氟化物具有良好的配伍性，可避免鈣鹽作磨料產生難溶鹽的弊端。膠結劑用在天然橡膠或合成橡膠制成的膠粘劑中，提供了觸變性和補強性，同時由于其伸展性還可以提高粘著力，質高價廉。抗結塊劑白炭黑可用在一些產品中來提高自由流動性，如草地肥料、殺真菌劑、磨輪研磨劑、洗衣漂白劑、酚醛注塑烏洛托品、酚和尿素的塑料制品、制造橡膠硫磺及抗結塊混合物。

造紙?zhí)盍嫌冒滋亢谧黾垙執(zhí)盍峡商岣呒垙埧褂湍高^性能及機械強度，增加白度，減少單位重量。能有效實現紙張輕量化、降低生產成本、提高紙張使用性能。此外還可用在消防劑、飼料、化妝品、消光劑、顏料、油漆等許多行業(yè)。有機硅涂料有機硅防水涂料有機硅防水涂料是以硅橡膠乳及其納米復合乳液為主要基料,摻入無機填料及各種助劑而制成的水性環(huán)保型防水涂料。本產品系水性單組分防水涂料,所形成的防水層抗裂抗?jié)B力強,防水效果好,使用壽命長主要特點：1、整體成膜性好，涂膜固化后形成一層連續(xù)均勻完整一體的橡膠狀彈性體，因而做成的防水層無搭頭接點，對異形部位的施工更為適宜。2、具有良好的延伸率及較好的拉伸強度。3、單組分、水乳型并可制成彩色涂層。有機硅防水涂料4、施工方便，刮、涂、刷均可施工，對基層濕度要求不嚴，在潮濕表面上可以施工；冷施工，對禁止用明火及形狀復雜的施工現場尤其顯現優(yōu)越性。5、綠色環(huán)保，無毒無味，使用方便安全，青州市眾得利建筑防水材料廠生產的比較符合環(huán)保綠色。有機硅耐高溫涂料一、組成有機硅耐高溫漆是由有機硅樹脂、耐熱顏料、助劑、溶劑等配制而成。產品具有表干燥迅速，附著力好、柔韌性好，（單）雙組分包裝、施工方便。耐高溫等不粘涂料的特點。二、特性該漆是一種高性能的耐高溫涂料，成膜后涂膜有良好的封閉性性能。該產品能（視色澤）耐250—800℃高溫。三、用途適用于一切耐高溫的環(huán)境，使其免受高溫腐蝕介質的侵蝕。如發(fā)動機外殼、煙囪、排氣管、熱交換器等。