详细介绍:
硅油品种及用处 1 硅油概略 硅油是一种不同聚合度链状结构的聚有机硅氧烷。 它是由二甲基二氯硅烷加 水水解制得初缩聚环体,环体经裂解、精馏制得低环体,然后把环体、封头剂、 催化剂放在一同调聚就可得到各种不同聚合度的混合物, 经减压蒸馏除掉低沸物 就可制得硅油。 最常用的硅油,有机基团悉数为甲基,称甲基硅油。有机基团也能够选用其 它有机基团替代部分甲基基团,以改进硅油的某种功能和适用各种不同的用处。 常见的其它基团有氢、乙基、苯基、氯苯基、三氟丙基等。近年来,有机改性硅 油得到迅速发展,呈现了许多具有特种功能的有机改性硅油。 硅油一般是无色(或淡黄色) ,无味、无毒、不易蒸发的液体。硅油不溶于 水、甲醇、二醇和- 乙氧基乙醇,可与苯、二甲醚、甲基乙基酮、四氯化碳或煤 油互溶,稍溶于丙酮、二恶烷、乙醇和了醇。它具有很小的蒸汽压、较高的闪点 和燃点、较低的凝固点。跟着链段数 n 的不同,分子量增大,粘度也增高,固此 硅油可有各种不同的粘度,从 0.65 厘沲直到上百万厘沲。假如要制得低粘度的 硅油,可用酸性白土作为催化剂, 并在 180℃温度下进行调聚,或用硫酸作为 催化剂,在低温度下进行调聚,出产高粘度硅油或粘稠物可用碱性催化剂。 硅油按化学结构来分有甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、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、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油、含氰硅油等;从用处来 分,则有阻尼硅油、涣散泵硅油、液压油、绝缘油、热传递油、刹车油等。 硅油具有杰出的耐热性、电绝缘性、耐候性、疏水性、生理慵懒和较小的表 面张力,此外还具有低的粘温系数、较高的抗压缩性)有的品种还具有耐辐射的 功能。 2 硅油品种 2.1 二甲基硅油,甲基硅油,聚二甲基硅氧烷 1)结构式 2)性质 又称甲基硅油。分子主链由硅氧原子组成,与硅相连的侧基为甲基。25℃下 的黏度规模为 10~200 000mm2/s。 相对密度 d4200.93~0.975。 折射率 nD201.390~ 1.410。无色通明、无毒无嗅的油状物。具有优异的电绝缘功能和耐热性,闪点 高、凝固点低,可在-50~+200℃温度规模内长期运用。黏温系数小,压缩率大, 外表张力小,憎水防潮性好,比热容和导热系数小。可由二甲基环硅氧烷在催化 剂存鄙人与六甲基二硅氧烷进行调聚反响来制取。其粘度随分子中硅氧链节数 n 值的增大而增高,从极易活动的液体,直至稠厚的半固体。具有优异的电绝缘性 和耐热性。 3)运用领域 塑料和橡胶的成型加工以及食物出产中用作长效脱模剂。 还可用作多种资料 间的高低温光滑剂。制作内光滑塑料的增加剂。用二甲基硅油处理过的玻璃、陶 瓷、金属、水泥等制品不只憎水,并且抗蚀、防霉、外表光滑。化学、制药、食 品等部分广泛用作热载体和高效消泡剂。 精细机械和仪器外表中用作防震阻尼材 料。电器和电子工业用作耐高温介电液体。还广泛用作轿车、家具、地板从皮革 的抛光剂,泵、制动器、汽缸等的液压油。 2.2二乙基硅油,聚二乙基硅氧烷 1)结构式 2)性质 分子主链由硅、氧原子组成,与硅相连的侧基为乙基。20℃下的黏度规模为 8~160 000mm2/s,相对密度 0.95~1.06。无色通明,无毒无嗅的油状物。与二 甲基硅油功能类似, 但耐高温性和抗氧化性稍差,耐低温性和光滑性比二甲基硅 油好,长期运用温度为-70~+150℃。具有防水功能好、耐化学腐蚀、黏温系数 小、蒸气压低、可压缩性大、外表张力小等特性,能与矿藏光滑油互溶。由二乙 基二乙氧基硅烷和三乙基乙氧基硅烷共水解缩合、催化平衡来制取。 3)运用 具有比二甲基硅油更好的光滑功能,广泛用于各种精细仪器外表、精细机械 设备、速度测量机、同步电动机、通用仪器、挂钟、轴求和各种冲突组件的光滑 沿。在食物工业、塑料加工、橡胶制品和金属铸造等方顶用作脱模剂。还可用于 气流表、电流麦、速度表的轴承防震,消除指针的颤抖。用其灌注或浸渍的电容 器,具有极安稳的作业特性,是抱负的液体绝缘资料。此外,还可用作消泡剂、 防水剂和抛光剂等。 2.3 苯甲基硅油,聚甲基苯基硅氧烷 1)结构式 2)性质 学名聚甲基苯基硅氧烷液体。无色或淡黄色通明液体。密度 1.0l-1.08g/cm3。 折射率 1.425-1.533,外表张力约在 2.1× 10-4~2.85× 10-4N/cm。物理性质随分子量 改变而异。苯基含量进步,密度和折射率增大。低苯基含量的凝固点低于-70℃。 中苯基和高苯基含量的热安稳性进步,并具有优秀的耐辐射性。无毒。250℃热 空气中的凝胶化时刻为 1750h,还具有杰出的耐辐照功能及高的氧化安稳性、耐 热性、耐燃性、抗紫外性和耐化学性。可由八甲基环四硅氧烷、二甲基四苯基二 硅氧烷、甲基苯基二乙氧基硅烷的水解物在催化剂存鄙人进行调聚反响来制取。 3)运用 广泛用作发用及膏霜类化妆品的基质质料。成膜能力强,对皮肤和眼睛的刺 激性小, 对人体安全, 可用作面膜成膜剂、 头发调度剂。 因具有优秀的耐辐射性, 也被很多用于防晒霜等护肤防晒类化妆品。用作光滑油、热交换液、绝缘油、气 液相色谱的载体等。用于绝缘、光滑、阻尼、防震、防尘及高温热载体等,是电 子外表的抱负液态阻尼介电液。 2.4 甲基含氢硅油 1) 结构式 2) 性质 无色通明油状物,黏度一般为(1~5)× 10-2Pa· s,相对密度 0.98~1.10,折射 率 1.390~1.410,氢含量 0.8%~1.4%。在醇碱作用下,Si-H 键开裂,放出氢气。 在铂催化剂作用下,Si-H 键可与链烯烃进行加成反响。当温度大于 50℃时,可 与含环氧基的化合物反响, 具有杰出的成膜功能。可由甲基二氯硅烷和三甲基氯 硅烷共水解缩合来制取。 3) 运用 用作防水处理剂, 也可用作橡胶和塑料工业的脱模剂、纸张和包装资料的防 粘剂。 2.5 苯基硅油 1)结构式 2)性质及运用 苯基硅油的粘度低,冻点低,耐热性好,闪点高,膨胀系数小,以及优异的 电气功能。 用于大型电力电容器的绝缘浸渍剂及血浆袋、输液袋的阻隔防粘增加 剂,外科用药的根底油料,化妆品及护肤、防冻疮等油料增加剂等。还能够用于 绝缘、光滑、阻尼、防震、防尘以及高温热载体。 2.6 乙基含氢硅油 无色通明油状物,黏度一般为 1~5× 10-2pa· s。相对密度 0.98~1.10。折射率 1.390~1.420,氢含量 0.8%~1.2%。在醇碱作用下,Si—H 键开裂,放出氢气。 在铂催化剂作用下,Si—H 键可与链烯烃进行加成反响。在有机金属化合物存在 下,可交联成膜,具有优秀的憎水防潮功能。可由乙基二氯硅烷和三乙基氯硅烷 共水解缩合来制取。广泛用于纺织、皮革、陶瓷、玻璃和建材的防水处理,也可 用作橡胶制品的脱模剂和织机光滑油增加剂。 2.7 甲基乙烯基硅油 外观:无色通明液体 粘度:50cs-150000cs 乙烯基含量:1.0%-8% 用处: 用于硅橡胶做增强、 增硬运用, 也能够作为液体加工型硅橡胶的基胶。 2.8 甲基乙氧基硅油 1)性质 甲基乙氧基硅油是在硅氧烷主链中引进活性基团的甲基硅油 , 具有优秀的 疏水性, 光滑性 , 外表张力低 , 无腐蚀性 , 无毒无害 , 一起还具有硅酸盐的某些 特性, 在必定条件下结网成膜。 2)运用 首要用于干粉灭火剂的防水、防粘处理闭, 建材的防水处理, 石油化工、纺 织、造纸、发酵、医药等职业的消泡处理。也可作为模具脱模剂运用。 2.9 羟基硅油 1)性质 端基为羟基的线形聚二甲基硅氧烷,结构式 HO[(CH3)2SiO]nH, N=5~11 时 一般为无色或淡黄色通明油状物,黏度(25℃)≤20mm2/s,羟基含量 4%~8%, 折射率 1.40~1.41。端羟基有反响活性,在有机锡催化作用下可与含羟基或烷氧 基化合物起缩合反响。用八甲基环四硅氧烷(D4)在酸或碱作用下开环加水降解 而成;也可用硅橡胶在高压釜同加水、碱催化降解而成。 2)运用 低黏度羟基硅油用作硅橡胶加工中的结构控制剂,也用作纸张等防黏处理。 高分子量的羟基硅油是双组分室温硫化硅橡胶的基胶。 3 有机硅乳液 有机硅乳液是硅油的一种方法。 下面从硅油织物柔软收拾剂和硅油乳液型消 泡剂两方面来介绍。 3.1 硅油织物柔软收拾剂 有机硅乳液首要是用作硅油织物柔软收拾剂。 第一代的有机硅织物收拾剂是 二甲基硅油和含氢硅油(及其衍生物)的机械混合物。第二代的有机硅织物收拾 剂是羟基封端聚二甲基硅氧烷乳液, 它是由八甲基环四硅氧烷单体、 水、 乳化剂、 催化剂等质料在必定条件下进行乳液聚合而成的。因为聚合和乳化是一步完结, 因而具有工时短、工效高、设备简略、操作便利等长处,而得到的乳液又非常稳 定,颗粒非常均匀、制得的聚合物两头带有活性基团(羟基) 能够进一步反响成 膜,有利于进步乳液的运用作用,这是机械乳化硅油所不及的。 羟基硅油乳液按其所选用的外表活性剂不同又可分为阳离子、阴离于、非离 子、复合离子等几品种型的乳液。 1) 阳离子型羟基硅油乳液 阳离于型羟乳聚合所选用的乳化剂一般是季胺盐类 (国外文献报导的是十八 烷基三甲基氯化铵) ,催化剂为氢氧化铵。阳离子型羟乳可用于各种纺织品的后 收拾,具有改进织物手感、进步织物弹性及滑爽、挺括之功能;它的另一独特优 点是织物的抱负防水剂, 与甲基含氢硅油乳液并用,防水功能及防水耐久性皆可 到达恰当高的水平,可用作维纶篷盖帆布的防水剂、涤卡布的防水剂等。 2) 阴离子型羟基硅油乳液 阴离子型羟乳的特点是在织物收拾剂中配伍性好,乳液非常安稳。特别纺织 品印染中的助剂大部份为阴离子型,若选用阳离子型羟乳往往简单引起破乳漂 油,而阴离子型羟乳能够防止此弊端,所以更受用户单位欢迎,用处非常广泛。 3) 复合离子型羟基硅油乳液 阳离子型羟乳虽然是一种优秀的织物柔软收拾剂,但这种乳液不耐硬水,还 不能与二羟甲基二羟基乙烯脲树脂(2D)树脂、催化剂氯化镁和阴离子型增白 剂同浴运用,因而在运用上有必定的局限性。此外,因为乳液安稳性差,有机硅 高聚物易从乳液中分离出来,漂在液面上,俗称漂油。若在乳液聚合进程中, 选用阳离子型与非离子型乳化剂进行复配, 则可战胜阳离子型乳化剂制备羟基硅 油乳液的缺陷, 制得的有机硅乳液本领硬水、能与 2D 树脂、氯化镁和增白剂 VBL 同等浴运用,并具有杰出的耐热性和耐冷冻性。 4) 非离子型羟基硅油乳液 非离子型羟乳比离于型羟乳的习惯性强,安稳性更好,因而许多国家都大力 研讨非离子型羟乳。如瑞士汽巴嘉基公司出产的新产品 UltrateX FSA,是一种分 子量在 20 万以上的羟基封头聚二甲基硅氧烷的非离子型乳液,比美国陶康宁公 司的 Dc-1111 阴离子型羟乳前进了一步。 5) 其它活性基团的有机硅收拾剂 为了习惯各类织物高档收拾的需求,改进有机硅收拾织物的抗油污、抗静电 和亲水功能, 并使化纤织物具有天然织物的许多长处,有机硅作业者研讨了在有 机硅分子上引进其它活性基团如氨基、酰胺基、酯基、氰基、羧基、环氧基等。 这些基团的引进使有机硅织物收拾剂具有特别的作用,例如,有机硅分子引进氨 基适于毛织品的防缩和柔软收拾; 引进酰胺基适于防污收拾, 柔软性也大有进步: 引进氰基耐油性好, 聚氧化乙烯醚和有机硅的共聚物防静电作用杰出;有机氟改 性的有机硅具有拒油、防污、防静电、拒水等许多长处。 3.2 硅油乳液型消泡剂 硅油乳液型消泡剂一般为水包油型(O/W)乳液,即水是接连相,硅油对错 接连相。它是将硅油、乳化剂及增稠剂等进行预混,然后逐渐加水搅匀,最终在 胶体磨中重复研磨直至得到符合要求的乳液。 硅油乳液型消泡剂是有机硅消泡剂中运用面最广、用量最大的一种消泡剂。 它的特点是易涣散在水系统中,可广泛用作水相系统的消泡剂。运用时,将乳液 直接参加起泡系统中, 即可取得杰出的消泡作用。为进步乳液的消泡作用及计量 的准确性,一般不直接运用 10%以上的浓硅油乳液:而是先将其用凉水或直接 用起泡液稀释至 10%以下运用。忌讳运用过热或过冷的液体稀释,否则将引起 乳液破乳。乳液稀释后安稳性会变差,寄存进程也可能发生分层(漂油)现象, 也即破乳。故稀释后的乳液宜赶快用完。假如需求,可参加增稠剂以进步乳液的 安稳性。关于间歇操作进程,硅油乳液能够在系统工作前一次参加,也可选用分 批补加的方法; 关于接连操作进程,硅油乳液应在系统的恰当部位接连地或连续 地参加。 运用乳液型消泡剂时,特别要考虑起泡系统的温度及酸、碱性等条件,因为 硅油乳液比较娇气, 超越它的运用规模, 乳液就会过早破乳, 变成低效或无效 (硅 油乳液的用量,一般为起泡液分量的 10~10Oppm(按硅油计) 。当然、特别情 况下也有少于 10ppm 和多于 100ppm 的。其最宜用量首要是经过实验来确认。 一般的硅油乳液型消泡剂大多为水包油型。依据硅油品种的不同,硅油乳液 型消泡剂有如下几品种型: 1)以二甲基硅油为主体的硅油乳液 这类消泡剂是由二甲基硅油加上乳化剂和水等制造而成,可广泛运用于发 酵、食物、造纸、纤维、制药、合成树脂等方面。 2) 以甲基乙氧基硅油为主体的硅油乳液 这类消泡剂是由甲基乙氧基硅油及配合剂制成。 3) 以乙基硅油为主体的硅油乳液 近年来,有机硅消泡剂正朝着有机硅一聚醚嵌段共聚(或接枝共聚)方向发 展。这类消泡剂因为兼具有机硅和聚醚的特性,因而使消泡力大大进步;有机硅 一聚醚共聚型消泡剂又可称为自乳化型的有机硅消泡剂, 它是在有机硅分子链中 嵌段(或接枝)亲水性的氧化乙烯链或氧化乙烯氧化丙烯链,使疏水的硅氧烷部 分与亲水的聚醚结合在一同, 这样的分子具有较大的极性,作为消泡剂来说铺展 系数大,能在发泡介质中涣散均匀,消泡效能高,是一类新式的高效消泡剂。这 类无须运用乳化剂的自乳化硅油,消泡作用对某些系统来说是恰当满足的,它特 别适用于那些不宜运用一般硅油乳液和一般硅油乳液难于担任的场合。
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