甲基苯基硅树脂制备工艺研究

第４ｌ卷第２期

２０１３年２月华南理工大学学报（自然科学版）

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａ

ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｖ０１．４ｌＮｏ．２

Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１３

文章编号：１０００．５６５Ｘ（２０１３）０２—０１２３—０６

ＭＱ硅树脂制备工艺对ＲＴＶ硅橡胶补强效果的影响冰

梁银杏郭鹏任碧野童真＋

（华南理工大学材料科学研究所，广东广州５１０６４０）

摘要：以六甲基二硅氧烷、ｌ，３．二乙烯基．１，１，３，３．四甲基二硅氧烷和正硅酸乙酯为原

料，通过水解缩合反应制备了乙烯基ＭＱ硅树脂（Ｍ为Ｒ，ＳｉＯ∽，Ｑ为ＳｉＯ。，：），考察了聚合

条件对产物性能的影响．以该ＭＱ硅树脂为填料，端乙烯基聚二甲基硅氧烷（ＰＶＭＳ）为基

础聚合物，聚甲基氢硅氧烷为交联剂，在铂催化剂催化下硫化成型，获得乙烯基ＭＱ硅树

脂增强的加成型室温硫化（ＲＴＶ）硅橡胶，探讨了制备工艺对硫化硅橡胶力学性能和透明

性的影响．结果表明：当盐酸浓度为４．ｏ％、乙醇浓度为１．６％、Ｍ／Ｑ摩尔比为Ｏ．７５时，所

制得的ＭＱ硅树脂的补强效果较好；当ＰＶＭＳ／ＭＱ硅树脂质量比为ｌ，ｓｉ—Ｈ和Ｓｉ—Ｖｉ摩

尔比为１．４、催化剂含量为１０斗∥ｇ、抑制剂含量为０．３ｍｇ／ｇ时，所制得的硫化硅橡胶的拉

伸强度可达７．２ＭＰａ，并具有很好的透明性，说明ＭＱ硅树脂的增强作用明显．

关键词：ＭＱ硅树脂；室温硫化；硅橡胶；补强

中图分类号：ＴＱ３３３．９３ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—５６５Ｘ．２０１３．０２．０２０

发光二极管（ＬＥＤ）封装材料能保护ＬＥＤ元件，

使ＬＥＤ芯片发出的光最小损耗地发射出去‘１～。，因

此，要求封装材料具有优良的热稳定性、力学性能以

及良好的透明性．加成型室温硫化（ＲＴＶ）硅橡胶因

具有高透明性、耐高低温、能在常温或稍微加热下硫

化等优点而成为ＬＥＤ封装材料的理想选择‘’４．但未

补强的硅橡胶力学性能差，必须添加填料进行补强．

甲基三氯硅烷的综合利用

摘要：甲基三氯硅烷应用广泛，市场潜力大，若能进一步提高产品质量、降低成本并开辟新的应用领域，其综合利用大有可为。

关键词：甲基三氯硅烷；硅烷交联剂；甲基硅树脂；防水剂

甲基三氯硅烷是一种有机化合物，化学式为CH3Cl3Si，其外观与性状是无色液体，具有刺鼻恶臭，易潮解。可用于制备硅烷交联剂、甲基硅树脂、甲基苯基硅树脂、防水剂等。

一、用于制备硅烷交联剂

1、用于制备甲基三烷氧基硅烷。甲基三氯硅烷与甲醇或乙醇反应生成甲基三甲氧基硅烷及甲基三乙氧基硅烷。当原料中存在微量水、金属铁或过量盐酸时，会发生副反应，导致产物收率下降；因此，反应中应及时有效排出HCl气体，甲醇或乙醇中水质量分数应严格控制在0.1%以下，使用搪瓷设备，不允许将金属铁带入原料(或设备)中。

甲基三乙氧基硅烷是生产透明甲基硅树脂和其他硅树脂或防水剂主要原料，甲基三甲氧基硅烷是单组分脱醇室温硫化有机硅密封剂的交联剂，其用量较大。

2、用于制备甲基三乙酰氧基硅烷。甲基三氯硅烷与醋酸、醋酸酐和醋酸钠反应生成甲基三乙酰氧基硅烷。从原料价格、生产工艺、副产物处理和产品质量来看，用醋酸酐更好。

甲基三乙酰氧基硅烷是单组分脱酸室温硫化有机硅密封剂的交联剂，其质量和价格直接影响脱酸有机硅密封胶性能及售价。该胶种是当前用量最大品种，产量超过4000t/a，因此对甲基三乙酰氧基硅烷的需求量大。

3、用于制备甲基三酮肟基硅烷。甲基三氯硅烷可与酮肟反应，生成相应的甲基三酮肟基硅烷。具体操作为：在装有搅拌器、冷凝器、通N2管的15L反应器中加入85kg干甲苯，在氮气流下搅拌，加入0.2505kg甲基三氯硅烷，0.444kg吡啶；在1～1.5h内向反应器中滴入0.375kg丙酮肟和0.5kg甲苯的混合液搅拌15min，放料过滤,除去吡啶盐酸盐，得8.6kg无色透明的甲基三丙酮肟基硅烷的甲苯溶液。

甲基三酮肟硅烷是单组分脱酮肟室温硫化有机硅密封胶交联剂。此外，还可与甲基三环己胺、N-甲基乙酰胺等化合物反应生成相应的硅烷交联剂。

有机硅树脂制作流程

介绍

有机硅树脂是一种重要的高分子材料，具有优异的绝缘性能、耐热性、耐候性和化学稳定性。它广泛应用于电子、建筑、航天和汽车等领域。有机硅树脂的制作流程可以分为以下几个步骤。

原料准备

1. 硅烷单体：有机硅树脂的主要成分是硅烷单体，常见的有甲基硅烷、苯基硅烷和乙烯基硅烷等。

2. 助剂：为了改善有机硅树脂的性能，通常需要添加一些助剂，如交联剂、固化剂和增塑剂等。

反应体系的搭建

1. 水解反应：将硅烷单体与水发生反应，生成硅醇。反应条件一般为常温下，加入适量的催化剂，如氯化铵或氯化锂。

– 硅烷单体 + H2O → 硅醇 + 其他产物

2. 缩合反应：硅醇在一定的温度下与硅烷单体发生缩合反应，形成有机硅聚合物。

– nSi(OR)4 → [Si(OR)2O]n + (n-2)ROH

聚合反应

1. 氧化剂：为了加速反应速度，在聚合反应中常常加入氧化剂，如过硫酸铵或过硫酸钠等。

2. 温度控制：聚合反应需要在一定的温度下进行，一般在80~150摄氏度范围内。温度过高会导致聚合反应速度过快，温度过低则会反应缓慢。

固化

1. 固化剂：在有机硅树脂中添加适量的固化剂可以使其固化成为强度更高、耐热性更好的材料。常见的固化剂有有机过氧化物和有机金属盐等。

2. 固化温度：根据固化剂的种类和厂家提供的指导，确定适宜的固化温度。固化温度一般在100~200摄氏度范围内。 性能测试

1. 绝缘性能测试：使用绝缘电阻仪对固化后的有机硅树脂进行绝缘性能测试。测试需符合相关标准，如GB/T 1692-2008。

2. 断裂强度测试：对固化后的有机硅树脂进行断裂强度测试，可以采用常规的拉伸试验或压缩试验。测试需符合相关标准，如GB/T 1040.2-2006。

3. 耐热性测试：将固化后的有机硅树脂在一定温度下加热，观察其耐热性能。常见的测试温度有200摄氏度、300摄氏度和400摄氏度等。

应用领域

氨丙基苯基有机硅树脂的制备研究

有机硅树脂因具有良好的物理和化学性能获得了广泛的应用，而氨丙基苯基有机硅树脂不仅耐热性良好，还因活性氨基的存在具有更加优异的性能。本文以γ-氨丙基三乙氧基硅烷（APS）和苯基三甲氧基硅烷（PTES）为主要原料，在水和乙醇的存在下，以四甲基氢氧化铵（TMAOH）作为催化剂，通过水解共缩聚的方法合成了氨丙基苯基有机硅树脂。探讨了反应单体配比、水与乙醇比例、催化剂的用量及反应时间对反应的影响，采用反滴定法测定了产物的氨基含量，并通过红外光谱法对产物的结构进行了表征。结果表明，nAPS/nPTES为1∶2、水60 mL、乙醇40 mL、催化剂TMAOH 1 mL、反应时间8 h是制备氨丙基苯基有机硅树脂的最佳条件。

标签：氨丙基苯基有机硅树脂；γ-氨丙基三乙氧基硅烷；苯基三甲氧基硅烷；水解；共缩聚

有机硅树脂（又称聚硅氧烷）是一类由硅原子和氧原子交替连接组成骨架，不同的有机基团再与硅原子连接的聚合物的统称。这种特殊的组成和分子结构使它集有机物特性与无机物功能于一身[1]，因此表现出卓越的力学性能。但具有机械强度低、耐溶剂性差和价格高等缺点[2]。目前常用于改性有机硅的树脂主要有：环氧树脂，聚酯树脂，聚氨酯树脂和丙烯酸树脂等[2～7]。氨基树脂因其价格低廉、操作方便[8]，常用来与有机硅树脂共缩聚改性，但传统的氨基树脂中存在对人体有害的游离甲醛[9]。

目前，氨烷基聚硅氧烷中的氨烷基以氨丙基和N -β-氨乙基-γ-氨丙基为主[10]，在有机硅树脂的侧链或链端引入氨烷基，使其表面活性、反应性得以改善，在纤维改良、涂料抗结块等方面也得到应用[11]。苯基硅树脂因其具有较好的耐热性、耐氧化性和黏接性而受到越来越多的关注，但对含有氨基的苯基硅树脂研究较少[12]。本文通过水解共缩聚的方法制备氨丙基苯基有机硅树脂微粉，探讨反应单体物质的量比、混合溶剂配比、催化剂用量、反应时间等对反应产率的影响，得出制备氨丙基苯基有机硅树脂的最佳条件，并通过红外光谱表征产物的结构。