Investigación y desarrollo de resina de silicona de alto rendimiento.
1.1 estructura polimérica, propiedades y aplicación de la resina de silicona.
La resina de silicona es un tipo de polímero semiinorgánico y semiorgánico con Si-O como cadena principal y cadena lateral con grupos orgánicos. La resina organosilícica es un tipo de polímero con muchos grupos activos. Estos grupos activos se reticulan aún más, es decir, se convierten en un producto de curado de estructura tridimensional que es insoluble e inmiscible.
La resina de silicona tiene excelentes propiedades de resistencia a altas y bajas temperaturas, resistencia al envejecimiento climático, repelente al agua y a prueba de humedad, alta resistencia de aislamiento, baja pérdida dieléctrica, resistencia al arco, resistencia a la radiación, etc.
La resina de silicona en solución general se utiliza principalmente como polímero básico de revestimientos resistentes al calor, revestimientos resistentes a la intemperie y materiales de aislamiento eléctrico de alta temperatura.
1.2 evolución técnica de la resina de silicona
Entre todos los tipos de polímeros de silicona, la resina de silicona es un tipo de producto de silicona sintetizado y aplicado tempranamente. En comparación con el rápido desarrollo de la tecnología de renovación de patrones de caucho de silicona, la mejora tecnológica de la resina de silicona es relativamente lenta y los avances tecnológicos importantes son pocos. Desde hace unos 20 años, debido al progreso técnico de los polímeros aromáticos heterocíclicos resistentes al calor, algunos de ellos se utilizaron originalmente en el campo de la resina de silicona. Sin embargo, la toxicidad de los disolventes y las duras condiciones de curado de los polímeros aromáticos heterocíclicos resistentes al calor limitaron su aplicación. En los últimos años, la gente empezó a prestar más atención a la investigación y el desarrollo de la resina de silicona. La resina de silicona tiene un amplio rango de temperatura y resistencia al envejecimiento. El rendimiento y el rendimiento hidrofóbico a prueba de humedad son buenos y otras ventajas sobresalientes, hay indicios de que la resina de silicona puede tener un mayor espacio de desarrollo en el futuro.
2. Resina de silicona general
2.1 proceso de producción de resina de silicona general.
Los diferentes tipos de siliconas tienen diferentes materias primas y rutas sintéticas. En este artículo se presenta simplemente el proceso de producción de varios tipos de resinas de silicona.
2.1.1 metil silicona
2.2.1.1 síntesis de resina de metilsilicona a partir de metilclorosilano
Las metilsiliconas se sintetizan con metilclorosilano como materia prima principal. Debido a la diferente estructura y composición de las siliconas (el grado de reticulación de las siliconas, es decir, el valor [CH3]/[Si]), se necesitan diferentes condiciones de síntesis.
Cuando se sintetiza resina de metil silicona de bajo R / Si ([CH3] / [Si] ≈ 1,0), la velocidad de reacción de hidrólisis y condensación de los principales monómeros de materia prima, metiltriclorosilano, es bastante rápida y la temperatura de reacción debe controlarse estrictamente dentro de 0 ℃ , y la reacción debe llevarse a cabo en un disolvente compuesto, y el período de almacenamiento del producto de reacción a temperatura ambiente es de solo unos pocos días. Este tipo de producto tiene poco valor práctico.
En la síntesis de resina de metilsilicona R/Si se utilizan metiltriclorosilano y dimetildiclorosilano. Aunque la reacción de condensación hidrolítica de la mezcla de metiltriclorosilano y dimetildiclorosilano es ligeramente más lenta que la del metiltriclorosilano solo, la velocidad de la reacción de condensación hidrolítica de metiltriclorosilano y dimetildiclorosilano es demasiado diferente, lo que a menudo se debe a la condensación hidrolítica de metiltriclorosilano por adelantado. El hidrolizado no es consistente con la proporción de los dos monómeros, y el metil clorosilano a menudo se hidroliza para formar un gel de reticulación local, lo que da como resultado propiedades integrales deficientes de la resina de metil silicona obtenida de la hidrólisis de los tres monómeros.
2.2.1.2 síntesis de metilsilicona a partir de metilalcoxisilano
La velocidad de reacción de condensación por hidrólisis de metilalcoxisilano se puede controlar cambiando las condiciones de reacción. A partir de metilalcoxisilano se pueden sintetizar resinas de metilsilicona con diferentes grados de reticulación.
Las metilsiliconas comerciales con un grado moderado de reticulación ([CH3]/[Si] ≈ 1,2-1,5) se preparan principalmente mediante hidrólisis y condensación de metilalcoxisilano. Los monómeros de metiltrietoxisilano y dimetildietoxisilano refinados por desacidificación se mezclan con agua, se les añade trazas de ácido clorhídrico o una cantidad adecuada de resina de intercambio catiónico de ácido fuerte (el efecto catálisis de la resina de intercambio iónico de ácido fuerte macroporosa es mejor) y viven. La arcilla sexual (secada después de la acidificación) se utiliza como catalizador, se calienta y se hidroliza. Cuando se alcance el punto final, agregue la cantidad adecuada de hexametildisilazano para neutralizar el ácido clorhídrico del catalizador, o filtre la resina de intercambio iónico o la arcilla activa utilizada como catalizador para terminar la reacción de condensación. El producto obtenido es una solución alcohólica de resina de metilsilicona.
2.2.2 metil fenil silicona
Las principales materias primas para la producción industrial de resina de metilfenilsilicona son el metiltriclorosilano, el dimetildiclorosilano, el feniltriclorosilano y el difenildiclorosilano. Algunos o todos los monómeros anteriores se añaden con disolvente tolueno o xileno, se mezclan en la proporción adecuada, se vierten en agua con agitación, se controla la temperatura para la reacción de hidrólisis y se elimina el HCl (solución acuosa de ácido clorhídrico), el subproducto de la reacción. mediante lavado con agua. Se obtiene la solución de silicona hidrolizada y luego se evapora parte del disolvente para formar el alcohol de silicona concentrado, y luego se prepara la resina de silicona mediante reacción de condensación en frío o condensación por calor, y la resina de silicona terminada se obtiene mediante filtración y envasado.
2.2.3 resina de silicona de metil fenil vinil de uso general y sus componentes relacionados
El proceso de producción de la resina de metil fenil vinil silicona es similar al de la resina de metil fenil silicona, excepto que además de los monómeros de metil clorosilano y fenil clorosilano, se agrega una cantidad adecuada de metil vinil diclorosilano y otros monómeros de silicona que contienen vinilo al crudo de hidrólisis. materiales. Los monómeros mixtos se hidrolizaron, se lavaron y se concentraron para obtener silanol hidrolizado concentrado, añadiendo catalizador de sal de ácido orgánico metálico, descomprimiendo el calor hasta una viscosidad predefinida o controlando el punto final de la reacción de condensación según el tiempo de gelificación, y preparando resina de metil fenil vinil silicona.
El metilfenilhidropolisiloxano, que se utiliza como componente del reticulante además de la reacción de la resina de metilfenilvinil silicona, suele ser un polímero anular o lineal con un pequeño grado de polimerización. Se producen por hidrólisis y ciclación de metilhidrodiclorosilano, o por hidrólisis de CO y condensación de metilhidrodiclorosilano, feniltriclorosilano y trimetilclorosilano.
2.2.4 silicona modificada
La producción de la mezcla de resina de silicona modificada con resina orgánica generalmente se realiza en una solución de tolueno o xileno de resina de metilfenil silicona, agregando resina alquídica, resina fenólica, resina acrílica y otras resinas orgánicas, mezclando completamente de manera uniforme para obtener el producto terminado.
La resina de silicona modificada copolimerizada se prepara mediante una serie de reacciones químicas. Las resinas orgánicas que se pueden copolimerizar con silicona incluyen poliéster, epoxi, fenólica, melamina formaldehído, poliacrilato, etc. Se pueden utilizar diversas rutas sintéticas para preparar resina de silicona copolimerizada, pero el método de producción industrial más práctico es la copolimerización de alcohol de silicona y resina orgánica. Es decir, hidrólisis de monómeros de metil clorosilano y fenil clorosilano juntos para obtener una solución de alcohol de silicio hidrolizado o una solución concentrada, y luego agregar prepolímero de resina orgánica presintetizada al catalizador, luego mezclar cosolvente de evaporación por calor, agregar zinc, naftenato de zinc y otros catalizadores. y reacción de cocondensación a una temperatura de 150-170 grados, hasta que el material de reacción alcance la viscosidad adecuada o un tiempo de gelificación predeterminado, enfriando, agregando solvente para disolver y filtrar para obtener el producto terminado de resina de silicona copolimerizada.
Hora de publicación: 24 de septiembre de 2022