第11章 2硅树脂.ppt

第11章 硅树脂 1、教学目标及要求：了解有机硅单体的性质、组成、原料。掌握有机硅树脂涂料的合成机理、合成方法、配方设计、制备工艺、成膜固化机理。 2、教学重点：有机硅单体的组成、原料。有机氟有机硅树脂涂料的合成机理、合成方法、配方设计、制备工艺、成膜固化机理。 3、考核要求：了解有机硅单体的性质、组成、原料。掌握有机硅树脂涂料的合成机理、合成方法、配方设计、制备工艺、成膜固化机理。 4、教学基本内容：有机硅单体的性质、组成、原料。有机硅树脂涂料的合成机理、合成方法、配方设计、制备工艺、成膜固化机理。 作业思考题 1、有机硅树脂涂料的原料有哪些？反应原理是什么？如何进行配方的设计？ 2、有机硅树脂合成方法有哪些？制备工艺过程如何？其改性方法有哪些？其固化成膜的机理是什么？ ③ 印刷线路板、集成电路、太阳能电池用有机硅绝缘保护涂料 漆膜坚韧、介电性能好、耐候、耐紫外线、防灰尘污染、耐潮、能常温干、光线透过力强，适用于印刷线路板、集成电路及太阳能电池绝缘保护。 11.5 硅树脂的应用 常温干型有机硅清漆具有优良的耐热性、电绝缘性、憎水性、耐潮性、漆膜的机械性能好、耐磨、耐刮伤，常被用作有机或无机电气绝缘元件或整机表面的防潮绝缘漆，以提高这些制品在潮湿环境下工作的防潮绝缘能力。 11.5 硅树脂的应用 ④ 有机硅防潮绝缘涂料 3. 有机硅耐候涂料 有机硅涂料在室外长期曝晒，无失光、粉化、变色等现象，漆膜完整，其耐候性非常优良。涂料工业中利用有机硅树脂的这种特性，来改良其他有机树脂，制造长效耐候性和装饰性能优越的涂料，很有成效。近年来改性工作进展很大，是现在研制涂料用有机硅树脂的主要方向之一。这类有机硅改性树脂漆比有机硅树脂漆价格便宜，能够常温干燥，施工简便，在耐候性、装饰性以及耐热、绝缘、耐水等性能方面较原来未改性的有机树脂漆有很大的提高。被改性的一般有机树脂品种有：醇酸树脂、聚酯树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂等。 11.5 硅树脂的应用 有机硅树脂的特殊结构决定了其具有良好的保光性、耐候性、耐污性、耐化学介质和柔韧性等，将其引入丙烯酸主链或侧链上，制得兼具两者优点的有机硅丙烯酸乳液，进而得到理想的有机硅丙烯酸外墙涂料，可常温固化且快干，光泽好、施工方便。 11.5 硅树脂的应用 11.1 概 述 11.2 硅树脂的合成单体 11.3 硅树脂的合成原理 11.4 硅树脂的合成 11.5 硅树脂的应用 11.6 结 语 本节主要内容 有机硅树脂的合成途径很多，合成单体有有机氯硅烷单体、有机烷氧基硅烷单体、有机酰氧基硅烷单体、有机硅醇、含有机官能团的有机硅单体等，但目前工业生产中普遍采用有机氯硅烷水解法来合成，原因主要是该方法简单可行，且有机氯硅烷价格较便宜，合成容易。因此涂料工业中使用的有机硅树脂一般是以有机氯硅烷单体为原料，经水解、浓缩、缩聚及聚合等步骤来合成。 11.3 硅树脂的合成原理 1. 单体水解 有机氯硅烷单体与水作用，发生水解转变为硅醇。 单体的水解速度随硅原子上氯原子的数目增加而增加，但也受硅原子上有机基团的类型和数目的影响。有机基团越多或基团的体积越大，水解速度越慢；有机基团的电负性大，相应地也会增强Si—Cl键，降低它和水的反应活性，水解速度越慢；苯基氯硅烷由于苯基基团的电负性大和体积大的联合效应，因此其比相应的甲基氯硅烷难以水解。 11.3 硅树脂的合成原理 水解过程中还副产盐酸。由于Si—C键具有弱极性，在酸性较强的条件下，Si—C键有可能发生断裂、水解。饱和烃类与硅所构成的键通常不会发生变化，但电负性大的苯基及带有电负性大取代基的有机团，其Si—C键在强酸性条件下易于断落。因此在水解过程中，水层中HCl的浓度不宜超过20 %。含有Si—OR键的单体水解时，可加少量酸、碱，以促进其水解作用。形成缩聚物的行为近似氯硅烷单体的水解。 含有Si—H键单体在水解时，要尽可能减少与酸水接触的时间，降低水解的温度，以防止Si—H键的断裂。 11.3 硅树脂的合成原理 制备有机硅树脂，一般多用两种或两种以上的单体进行水解，如CH3SiCl3、(CH3)2SiCl2、C6H5SiCl3、(C6H5)2SiCl2、C6H5(CH3)SiCl2等共同水解。最理想的情况是：选择适当的水解条件，使各种单体组分均能同时水解，能共缩聚成均匀结构的共缩聚体，以获得较好而又稳定的性能。但实际上水解中各个单体组分的水解速度并不一样，有些单体水解后生成的硅醇分子本身又有自行缩聚成环