⑴ 硅树脂的粘结性问题
要得选用甲基苯基的MQ型硅树脂了,苯基含量在20%-30%之间,采用有机锡催化剂进行高温固化(160-180C×2h)。
硅树脂是具有高度交联网状结构的聚有机硅氧烷,兼具有机树脂及无机材料的双重特性,具有独特的物理化学性能。
概况
硅树脂,学名聚硅氧烷树脂;英文名:Silicone resin。
成分结构
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种混合物,在有机溶剂如甲苯存在下,在较低温度下加水分解,得到酸性水解物。水解的初始产物是环状的、线型的和交联聚合物的混合物,通常还含有相当多的羟基。水解物经水洗除去酸,中性的初缩聚体于空气中热氧化或在催化剂存在下进一步缩聚,最后形成高度交联的立体网络结构。 硅树脂是一种热固性的塑料,它最突出的性能之一是优异的热氧化稳定性。250℃加热24小时后,硅树脂失重仅为2~8%。硅树脂另一突出的性能是优异的电绝缘性能,它在宽的温度和频率范围内均能保持其良好的绝缘性能。
结构与性能的关系
硅树脂含有机基团的数量即R/Si值是控制硅树脂质量的主要指标之一,有机硅树脂的固化性、漆膜柔韧性、硬度、耐热性及耐热开裂性等均与R/Si有关。一般线性硅油的R/Si略大于2,硅橡胶的R/Si接近于2,而硅树脂的R/Si在1.0左右。R/Si值越小,硅树脂的固化性能就越好,热失重越小,漆膜坚硬,但柔韧性降低,漆膜变脆,耐冲击强度降低;R/Si值越大,硅树脂就需要在高温(200-250℃)下长时间烘烤或是借助于催干剂作用进行固化,使柔韧性较好,漆膜硬度差,具有较好的抗冲击强度。
此外,硅树脂的性能还与有机基团R的种类密切相关,当有机基为-CH3时,可赋予硅树脂热稳定性、憎水性、脱模性、耐电弧性;当有机基为-C6H5时,赋予硅树脂氧化稳定性,可提高树脂的热稳定性;当有机基为-CH=CH2时,可改善硅树脂的固化性能并赋予偶联性;当有机基为苯基、乙基时,可改善硅树脂与有机物的共混性;当有机基为-NH2(CH2)时,可改进聚合物的水溶性,同时赋予偶联性;当有机基为长链烷基时,可提高硅树脂的憎水性。因此,可根据具体的性能要求选择带有不同基团的硅氧烷单体来制备硅树脂。
硅树脂类型主要包括
甲基苯基硅树脂、甲基硅树脂、低苯基甲基硅树脂、有机硅树脂乳液、自干型有机硅树脂、高温型有机硅树脂、环氧改性有机硅树脂、有机硅聚酯改性树脂、自干型环保有机硅树脂、环保型有机硅树脂、不粘涂料有机硅树脂、高光有机硅树脂、苯甲基透明硅树脂、甲基透明有机硅树脂、云母粘接硅树脂、聚甲基硅树脂、氨基硅树脂、氟硅树脂、硅树脂溶液、有机硅-环氧树脂、有机硅聚酯树脂、耐溶剂型有机硅树脂、有机硅树脂胶粘剂、氟硅树脂硅树脂密封剂、耐高温甲基硅树脂、自干型有机硅绝缘漆、甲基MQ硅树脂、乙烯基MQ硅树脂、硅丙树脂涂料。
⑵ 改性有机硅树脂种类有哪些,2022改性有机硅树脂介绍
改性有机硅树脂种类简单应用较多的主要有:环氧改性有机硅树脂,丙烯酸改性有机硅树脂两种。
环氧改性有机硅树脂由含苯基甲基的有机硅中间体与环氧树脂经过特殊工艺制备而成,兼具有机硅树脂和环氧树脂的优点,具有优异的耐热、防腐、耐油、憎水防潮以及良好的电气绝缘性能;和丙烯酸树脂及环氧树脂有良好的相容性,可与部分丙烯酸树脂及环氧树脂混合使用;常温下可表干、双组份常温可完全固化,烘烤固化性能更佳。适用于耐高温、耐候涂料,高温设备的内壁防腐涂料以及H级绝缘涂料;
丙烯酸改性有机硅树脂由含苯基甲基的有机硅中间体与丙烯酸树脂等经过特殊工艺制备而成,兼具有机硅树脂和丙烯酸树脂的优点,具有优异的耐热性能和耐候性能。在常温下可快速表干。适用于调配各种系列的耐高温涂料、耐高温自干型涂料及H级绝缘涂料。特别适用于不能烘烤的设备;
⑶ 硅灰石改性及填充工程塑料ABS的研究
张凌燕 赖伟强 唐华伟 郑光军
(武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北武汉 430070)
摘要 对硅灰石粉的表面改性效果及填充ABS 塑料力学性能的研究表明,不同的改性剂、改性剂用量、改性时间等工艺条件对硅灰石的改性效果有重要影响。经γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷改性后的硅灰石填充工程塑料ABS,增强了复合材料的刚性和熔体流动,其他力学性能虽有小幅下降,但不影响其在工程上的使用;同时降低了ABS塑料使用的成本,在填充量为20%时,可降低成本15%[1~6]。
关键词 硅灰石;改性;填充;ABS。
第一作者简介:张凌燕,湖北武汉理工大学资源与环境工程学院副教授,主要研究方向:非金属矿物材料及其应用。电话:027-87882128。
硅灰石属于链状偏硅酸盐,化学分子式为CaSiO3,粉碎后,颗粒呈纤维状或针状。硅灰石无毒,具有低吸油性、低吸水性、热稳定性和化学稳定性,白度高,并有独特的粉体纤维,应用广泛。而改性硅灰石粉体,因其表面性能得到改善,提高了其疏水亲油的能力,应用于塑料、橡胶基体材料中,能更均匀地分散,并与基体材料有很强的亲和性能,可改善塑料、橡胶制品的力学性能和抗老化性能。工程塑料是指可作为结构性材料使用的塑料,可在较宽的温度范围和较长的时间内保持优异性能,并能承受较高机械应力和在较为苛刻的化学物理环境中长期使用[1]。但与通用塑料相比,工程塑料因价格昂贵,使用受到限制。本试验对硅灰石进行表面改性,分析了改性条件对改性效果的影响,并对改性硅灰石填充ABS的性能进行了研究。
一、试验
(一)主要原料、设备及仪器
树脂基材为ABS(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物),中国石油吉林石化分公司;硅灰石微粉,原矿来自青海都兰县海寺,硅灰石矿物含量为大于90%,CaO 41.74%;SiO251.25%,d90为13.81μm,长径比为11,白度80;硅烷偶联剂,γ-氨丙基三乙氧基硅烷(WD-50)、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲基硅烷(WD-60)、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(WD-70),武汉大学有机硅新材料股份有限公司。改性助剂氨水(分析纯),市售;塑料助剂,有增塑剂(DEP)、抗氧剂(1010)、分散剂(石蜡)、润滑剂(硬脂酸钙)等。
实验室用高速捏合机,GH-1ODY型,北京英特塑料机械总厂;双螺杆配混挤出机,SJSH-30型,南京橡塑机械厂;冷切粒机,LQ-100,南京橡塑机械厂;注射成型机,CJ50E-2型,震德塑机厂;静滴接触角测量仪,JC2000A,上海中晨数字技术设备有限公司;扫描电镜,日本JEOL公司;电子拉力试验机,RGD-5,深圳市瑞格尔仪器有限公司;巴氏硬度计,HBa-1型,无锡市计量科学研究所;熔体流动速率仪,ZRZ-40型,深圳新三思材料检测有限公司。
(二)硅灰石微粉表面改性
由于硅灰石微粉具有亲水疏油性,与ABS的兼容性差,为提高它与ABS的兼容性,须对它进行表面改性,从而改善它在聚合物体系中的分散性。采用GH-10DY型高速捏合机进行表面改性,搅拌速度1250 r/min,改性助剂氨水用量为1%,氨水用蒸馏水以2∶1的比例稀释,改性工艺流程见图1[2,5]。
图4 硅灰石填充量对复合材料性能的影响
从图4b可看出,复合材料的缺口冲击强度随硅灰石填充量的增加而下降,而其硬度则随硅灰石的填充量增加而增大,最高能达到纯ABS的2.7倍。这说明硅灰石的加入,使复合材料的韧性变差,而刚性得到增强。
从图4 c可看出,复合材料的熔体流动速率随硅灰石填充量的增加而增大,最高能达到纯ABS的1.75倍,这说明硅灰石的加入,使复合材料的流动性得到改善。
(三)复合材料拉伸断面的微观结构分析
从图5可看出,随硅灰石填充量的增加,硅灰石粒子在ABS基体中的分散性变差,易聚集成团,使复合材料在微观上出现不均匀性。同时在拉伸断面上还能看到,硅灰石粒子被不同程度拔出的现象。从图5 c可明显看到,有大颗粒的硅灰石粒子被拔出的痕迹。这说明硅灰石粒子与ABS基体的黏结不佳,在受外力作用时,易于脱黏,导致复合材料力学性能有所下降。相比较而言,图5b的两相界面较模糊,硅灰石粒子被拔出的也较少。说明硅灰石粒子与ABS基体结合较好,力学性能也相对较好,这与前(二)节分析的结果相吻合。
图5 复合材料拉伸断面SEM 图
硅灰石填充量:a—10%;b—20%;c—40%
三、结论
1)对硅灰石改性工艺条件的研究表明,γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(WD-70)比γ-氨丙基三乙氧基硅烷(WD-50)和γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲基硅烷(WD-60)的改性效果要好。在温度120℃、WD-70用量1%、时间20 min的条件下,硅灰石的改性效果较好。
2)硅灰石填充ABS的力学性能研究结果表明,改性硅灰石的加入,使复合材料的刚性和熔体流动性得到增强,其他力学性能虽有所下降,但不影响其在工程上的使用,且能降低成本。从试验结果看,硅灰石较适宜的填充量为20%,此填充量的复合材料的成本比纯ABS降低了15%。同时,硅灰石作为工程塑料的填料,与其他填料相比具有自己的优势:与轻钙、滑石粉相比,硅灰石填充体系黏度低,可进行高填充,有利于节约树脂、降低成本;与碳酸钙相比,硅灰石填充体系耐化学腐蚀性好,对增塑剂吸收量小,制品表面光洁度好;与玻璃纤维相比,则具有较大的价格优势;硫酸钙、滑石粉和白炭黑等,一般都含结晶水,受热时有脱水问题,而硅灰石则具有较好的热稳定性。因此,硅灰石是一种较好的工程塑料填料。
参考文献
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[4]闻狄江.复合材料原理[M].武汉:武汉工业大学出版社,1998
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[6]张凌燕,赖伟强.不同形态矿物复合增强LDPE的研究[J].塑料工业,2006(10):48
Study on Surface Modification of Wollastonite &Application of Modified Wollastonite in ABS
Zhang Lingyan,Lai Weiqiang,Tang Huawei,Zheng Guangjun
(College of Resource and Environment Engineering,Wuhan University of Technology,Wuhan,Hubei 430070)
Abstract:Surface modification of wollastonite and mechanical property of wollastonite-filled ABS were studied.The results showed that different modification reagents,quantity of modification reagents,time of modification would affect surface modification of wollastonite.Wollastonite treated by γ-methacryloxypropyl trimethoxy silane filled ABS can improve composite’s rigidity,but its other mechanical properties had a little decline.Wol lastonite-filled ABS not only can rece proct’s cost,but also does not effect its application in engineering.When filling ratio of wollastonite reaches 20%,the cost will be reced by l5%.
Key words:wollastonite,modification,filling,ABS.
⑷ WD40防锈剂,可以不可以参合在有机硅高温油漆中混合喷涂,并100-200度固化,会不会影响附着力
有机硅耐高温漆,是硅树脂和其他树脂冷拼或其他方式混合在一起的。要看wd40里的一些成分和硅树脂的相溶性有没得影响会不会提前产生不必要的化学反应,
⑸ 甲基硅树脂胶由哪几种材料制成,它们的比例是多少
摘要 采用粘度为20~40mPas的羟基硅油、二甲
⑹ 谁能告诉我PU塑料成型温度和成型要点
一、原料
制备自结皮PU硬泡,主要使用A、B二组分原料,异氰酸酯组分为MDI系异氰酸酯,如多亚甲基多苯基多异氰酸酯(MR,烟台万华合成革集团)、纯MDI(MT,烟台万华合成革集团)、MR-200(日本聚氨酯工业公司)、MV5005(ICI)等,一般它们的官能度以2.5左右较为适宜。
多元醇组分是以多官能度、高羟值的聚醚多元醇为主,并配有扩链剂、催化剂、发泡剂、表面活性剂、阻燃剂等配合剂。二元聚醚的添加量不超过20%;三元聚醚的添加量不超过30%~40%。使总的聚醚多元醇的官能度总数值控制在3.5~4左右为宜,分子量控制在400~600,工作粘度小于1000mPa·s为宜。
为改善因添加低官能度聚醚造成性能下降问题,可以加入低分子量醇类或胺类扩链剂,其加入量应控制在10%以下。
催化剂的选择和添加是十分必要的,选择不同催化剂品种和数量可有效调节物料的流动、发泡和凝胶过程。针对类似雕刻型合成木材制品的生产,应选择反应速度适中、物料流动能力较强,且又具备后硫化速度快的催化剂,尤其是复合催化剂或延迟性催化剂。
自结皮型聚氨酯硬泡所生成良好的高密度外皮层,主要是由低沸点物理性发泡剂所致。在目前淘汰传统低沸点发泡剂CFC-11的过渡期中使用较多的是HCFC-141b与其他低沸点化合物组成的复合型物理发泡剂。
作为家具等制品的合成木材,必须使用阻燃剂。当前,我国主要使用磷系阻燃剂,如二甲基磷酸酯(DMMP)等,添加量在4.5%~5.0%左右即可达到氧指数26以上。
在聚醚组分中还需加入非水解型硅酮类表面活性剂(即泡沫稳定剂),如NIAX L-5420、NIXA L-5440等,它可以降低原料粘度,改善流动性,使生成的泡沫更加均匀、细密,其一般加入量为1.5%~2.0%。
二、主要工艺影响因素
(一)充填系数
自结皮型PU硬泡具有高密度的表皮层和低密度的芯部,在由其表面至材料中心的横断面上有十分明显的密度递减梯度,即一个斜率很大的密度分布曲线。这也是自结皮型PU泡沫体的主要特征。这种“V”形密度曲线,不仅与模具的温度有关, 同时,也与生产中物料充填量有直接关系,它决定了包沫体的表皮层厚度、泡沫密度分布和产品的物理机械性能。根据实验测定:充填系数α(指自由发泡时泡沫体密度/泡沫体制品总密度)越大,泡沫体产品断面密度梯度越大,制品的弯曲强度、模量越大,表皮硬度也就越高,在实际生产中,应根据制品用途、密度要法语,选择不同的物料充填系数。对普通低密度装饰性制品,充填系数在2~3之间即可;而对于负荷性能要求较高的制品,充填系数在2~3之间即可;而对于负荷性能要求较高的制品,则充填系数选择在3~4之间为宜,以确保形成密度较高,表皮致密的合成木材,但充填系数一般不超过4.5,否则发泡压力过大,对模具承载标准提高,使模具过于笨重。
(二)产品的灌注和模具
为提高制品的合格率,对于大型制品多采用敞模浇注方式生产,同时,使用移动混合头,首先灌注花纹图案复杂、型腔较深的部位,充分利用物料良好的流动性,减少物料流动距离。对于小型制品则应采取闭模方式。为保证物料能完全充满模腔,应合理选择入流口,并应在容易产生残留空气的部位设备排气孔道。不论采取哪种灌注方式,都必须掌握物料在乳白期以前应全部注入模具和严格控制模具温度和物料温度这两条基本要点,确保产品质量。
模具的材质对制品表面质量有一定影响,对于生产雕花家具、床头,尤其是某些华贵典雅的工艺装饰品一般不使用金属模具,它们不仅操作笨重不便,而且表面效果较差,产品外观设计更新费用高,时间长。根据实际经验,制作花纹细腻模具的材料最好是硅树脂,其次是环氧树脂,利用硅树脂制备的模具,除了具有成型性好,勿需喷施脱模剂外,而且还具备翻模速度快、制造简单、翻模木纹纹理清晰、图案逼真的特点,能很好地适应市场需要,及时推出新产品。
⑺ 有机硅树脂的应用领域有哪些
有机硅树脂在耐热型粉末涂料中的应用
升利用有机硅树脂对环氧树脂共混改性,并对涂料中所使用的无机颜填料进行选择,显著提高了粉末涂料的耐热性能,使得涂层能够在250℃以上的环境中长期使用。
引言
随着涂料工业的发展,粉末涂料在金属底材的涂装方面已经得到了广泛的应用,近年来,抗菌型、高耐磨型、耐热型等功能性产品的开发与应用成为粉末涂料的发展方向。
耐热性粉末涂料是指能长期经受200℃以上温度,涂膜良好,并能使被保护对象在高温环境中正常发挥作用的粉末涂料。
从聚合物热稳定性机理来讲,聚合物的耐热性主要取决于其分子结构。通过在主链上引入较大或较多的极性侧基,增加分子间相互作用力等方法,可提高聚合物的热稳定性。
提高粉末涂料耐热性能的另一途径是在聚合物中加入耐热的颜料和填料。常用的颜填料有铝粉、云母粉、不锈钢粉、镉粉、二氧化硅等。
1、试验部分
1.1 涂膜的制备
按照配方制备粉末涂料,混合粉碎,双螺杆挤出机挤出,压片、粉碎、过筛(180目),静电喷涂到经喷砂处理的钢板底材上,200℃/20min固化。
1.2 性能测试
耐热性能:300℃烘箱;耐冲击性:GB 1732-79;光泽度:GB 1743-79。
2、结果与讨论
2.1 树脂的耐热性
树脂作为涂料的主要成膜物质是决定涂层耐热性的最基本因素,通常的树脂产品耐热指标见表1。
粉末涂料一般在180~200℃,20min的条件下固化成膜,属于热固性涂料,其涂层形成网状交联结构,所以较热塑性涂料的耐热性能有一定的提高。
通过对环氧型、环氧聚酯混合型、聚酯/TGIC型等粉末涂料的耐热试验(表2)表明,这些涂层基本都能够在低于150℃的条件下长期使用。
但是在高于250℃的环境中,涂层则表现出失光、附着力下降、涂层脆化、柔韧性降低、粉化等破坏现象,使得涂层失去对底材的保护作用。
表2结果表明,现有的通用型产品在以下几个方面存在缺陷:
①涂层表面严重失光;
②涂层机械性能明显变差;
③涂层的柔韧性明显下降;
④涂层的连续使用时间基本上都小于30h。
目前应用最为广泛的耐热树脂主要有有机硅树脂和氟树脂。有机硅树脂以硅氧键(—Si—O—)为主链。
由于其键能高,因而具有高的氧化稳定性,并且有机硅树脂能够在涂层表面生成稳定链—Si—O—Si—的保护层,减轻了对聚合物内部的影响;
有机硅树脂在耐热涂料中具有广泛的应用,但是单独使用有机硅树脂由于其分子间作用力小,附着力差,而且价格过高。
依据初步试验结果,采用添加适量的有机硅树脂的方法改性环氧树脂,达到既保证一定的耐热性能又满足市场需求的目的。
选用的2种有机硅树脂均为含羟基官能团的树脂,Si/Epoxy采用0.1、0.3 2个比例进行试验,实验结果见表3。
通过对有机硅树脂在不同体系中的应用可以看出,有机硅树脂的加入明显地提高了涂层的耐热性能。
通过连续烘烤破坏试验证明,涂层的耐热时间由原来的10h以上延长到了100h以上,另一方面,涂层的柔韧性也得到明显改善,在连续9h的使用过程中能保持相当的柔韧性。
2种不同的有机硅树脂用量不同其性能也不同。当有机硅树脂占总量的0.1时,涂层的柔韧性能有显著改善,但是其耐热时间仍然较低,约为50h。
但当其比例增加到0.3时,涂层的使用寿命可以超过100h。这说明有机硅含量的增加使得其与环氧树脂接枝比例增加,使得涂层在高温环境中能够保持良好的性能。
有机硅树脂1和2性能差别不大,有机硅树脂1在改善涂层的柔韧性方面较树脂2有优势,但其对于涂层高温烘烤后的表面硬度有负面影响;而树脂2则在涂层表面硬度方面优于树脂1。
3、选择耐热颜填料的试验
3.1 耐热体质填料
耐热填料的选用也将直接影响到涂层的使用寿命,选用市场上较为常用的体质填料,进行一系列的实验,结果见表4。
在所有试用过的填料中,烘烤前涂层的耐冲击性由好到差依次为:硅灰石、云母粉、高岭土> 硅线石>石英。烘烤后则为:云母粉最好,其余相差无几。
从表4可以看出,云母粉作为耐热填料较好,选用径厚比>80的细鳞片状结构,在涂层中能够形成良好的层间结构,从而有效的阻止氧的渗入,减缓涂层树脂基料的老化,达到延长涂层寿命的保护作用。
其他的填料如硫酸钡、高岭土等由于是球状外形,所以在高温环境中氧气容易渗透,使得涂层内部树脂受到氧化破坏,从而降低涂层的附着力。
3.2 耐热颜料
普通的有机颜料在高于200℃的使用环境中,会发生变色甚至分解,因此在耐热型粉末涂料中只能选用无机颜料。
如氧化铁、石墨、炭黑等,通过实验,综合抗变色性、涂层机械性能等各种因素,氧化铁类以及石墨是最佳的黑色颜料,不仅具有良好的抗高温变色性,而且也不影响涂层的机械性能,其用量较大(可以占到树脂总量的5%~20%)。
在耐热型粉末涂料中颜填料的总量对于涂层的耐热性能有较为明显的影响,一般填料越多涂层耐热性能越好,但是涂层的机械性能变差,通过实验最终确定其最佳的用量范围为60%~100%之间(与树脂总量的比)。
3.3 抗氧剂
由于涂层在高温环境中使用,有机高分子会产生降解,尤其是在氧气存在下,会加速涂层的老化过程,因此要添加一定量的抗氧剂来减缓涂层的老化过程。
粉末涂料使用的抗氧剂主要以亚磷酸酯和受阻酚类为主。亚磷酸酯类的主要功能是防止涂层在烘烤过程中黄变;
受阻酚类的主要功能是长期防止聚合物的氧化。亚磷酸酯和受阻酚, 类抗氧剂复合使用方能达到最佳的防老化效果。实验结果见表5。
从表5可以看出,抗氧剂单独使用时对于涂层的抗黄变性能没有明显的作用,但是当两者混合使用,且比例为4/1时,涂层表现出了明显的抗黄变性能。
但是当将使用温度提高到300℃则发现,抗氧剂所起作用已不明显,这可能是由于抗氧剂受热挥发使得其含量下降,涂层中树脂的分解速度过快,使得抗氧剂无法及时的消除树脂因受热产生的自由基。
4、结语
通过在环氧树脂中添加树脂总量10%~30%的有机硅树脂,并选用耐热填料——云母粉以及适量的复合型抗氧剂,使得粉末涂料的耐热性能显著提高(使用寿命由原先的300℃1h,提高到70h以上)。
能够满足在350℃以下的环境中长期使用,且涂层具有良好的附着力和耐冲击性,一定的柔韧性,同时将涂层的变色性降到最小
⑻ 环氧改性有机硅树脂用固化剂吗
不能,要加固化剂。来
通常硅树自脂是加温固化的.即其中的Si-O键中与Si原子相连接的烃基受热氧化后,生成交联度更稳定的Si-O-Si键,防止主链的断裂降价,即固化. 目前可用正硅酸乙脂作为交联剂(固化剂),用二月桂酸二丁基锡作为促进剂,使有机硅树脂在常温固化(25度,24小时).
⑼ 环氧树脂和有机硅树脂胶可以改性吗,他们改性的比例是多少