当前位置：文档之家 › 硅树脂的绝缘性及耐热性

硅树脂的绝缘性及耐热性

  • 格式：pdf
  • 大小：295.55 KB
  • 文档页数：6

硅树脂的绝缘性及耐热性王　迅,黄艳华,孙文艳,冯圣玉,陈剑华(山东大学化学与化工学院,济南250100) 摘要:以一甲基硅氧烷低聚物和二甲基硅氧烷低聚物为原料,加入适量的室温固化性能调节剂,在催化剂作用下合成了硅树脂;研究了催化剂种类对硅树脂性能的影响,并研究了耐热性、固化性能与绝缘性能的关系。

结果表明:以自制催化剂制得的硅树脂的绝缘性能优于以盐酸为催化剂制得的硅树脂的绝缘性能,且不需中和、洗涤,简化了生产工艺;选用两种聚甲基硅氧烷低聚物制得的硅树脂,既可常温固化,也可加温固化,其耐热性较由甲基烷氧基硅烷单体聚合的硅树脂高;固化完全的硅树脂漆膜在200℃下老化30min 后,绝缘电阻可保持在1000MΩ,同时还具有良好的附着性和硬度,且无毒。

关键词:硅树脂,硅氧烷低聚物,绝缘性,耐热性,贮存期中图分类号:TQ32412+1 文献标识码:A文章编号:1009-4369(2007)01-0029-04收稿日期:2006-07-03。

作者简介:王迅(1968─),女,在职申请硕士,主要研究方向为有机硅高分子。

电话:(0531)88565561。

有机硅材料是具有安全性、高可靠性、多功能性、多形态、高功能的绿色环保新材料。

其中硅树脂可用作环保涂料、灌封材料、脱膜剂、不锈钢耐热涂层、防锈涂层、粘接剂、密封剂、绝缘材料、耐热材料等。

随着应用领域的拓展,市场对硅树脂不断提出新的要求。

各种电子电气材料通常要求具有优良的绝缘性及耐热性能。

作为粘接剂、涂膜材料、密封材料使用时应满足下列要求:耐热、绝缘;应用工艺简单,使用方便;单组分,不需进行再调配;能室温固化;绿色环保,在施工或使用过程中无毒、无有毒气体逸出;贮存稳定性好,贮存期大于1年[1-3]。

笔者研究硅树脂多年,发现以甲基氯硅烷为原料制得的无溶剂硅树脂,其绝缘、耐温、防水、环保性能都非常优良;但固化温度太高,需在300℃下加热1h 才能固化,使用不方便[4]。

以甲基三乙氧基硅烷为原料制得的甲基硅树脂贮存稳定性不够好。

本实验探索了以一甲基硅氧烷低聚物和二甲基硅氧烷低聚物为原料合成硅树脂的方法,以改进硅树脂的贮存稳定性及固化性能,并重点研究了其耐热性和绝缘性。

1　实验111　主要原料甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷:工业级,浙江新安化工集团有限公司;硅树脂1:由甲基烷氧基硅烷单体聚合而成,山东国华化工新材料公司;异丙醇:AR ,天津化学试剂二厂;乙醇:AR ,莱阳精细化工厂;HCl :AR ,莱阳化学试剂厂;NaHCO 3:AR ,天津市泰兴试剂厂;室温固化性能调节剂:多官能有机硅化合物,自制;催化剂ZSYS :自制。

112　硅树脂的制备11211　硅氧烷低聚物的制备硅氧烷低聚物按式1、式2的合成路线制备。

CH 3Si (OC 2H 5)3+H 2OHO _SiCH 3OHO ηH(1)一甲基硅氧烷低聚物(CH 3)2Si (OC 2H 5)2+H 2OHO_SiCH 3CH 3O ηH(2)二甲基硅氧烷低聚物一甲基硅氧烷低聚物的制备:以甲基三乙氧基硅烷为原料,加入控制量的去离子水和催化剂,80℃下搅拌8h ;减压,蒸出占原料总质量的10%～30%的溶剂,备用。

二甲基硅氧烷低聚物的制备:以二甲基二乙基础研究有机硅材料,2007,21(1):29～32SIL ICON E MA TERIAL 氧基硅烷为原料,加入控制量的去离子水及催化剂,制法同上。

11212　硅树脂的制备硅树脂按式3的合成路线制备。

HO_SiCH3OH OηH+HO_SiCH3CH3OηH+调节剂催化剂预聚硅树脂 (3)以ZSYS为催化剂制备硅树脂2:在带有温度计、强力搅拌器、回流冷凝管的三口烧瓶中,依次加入一定量的一甲基硅氧烷低聚物、二甲基硅氧烷低聚物、调节剂、乙醇,升温至60℃;将一定量的水和催化剂ZSYS加入到反应体系中,再升温至80℃,恒温搅拌8h;减压蒸出占原料总质量的10%～30%的溶剂,加入一定量的异丙醇,配成硅树脂溶液2。

以盐酸为催化剂制备硅树脂3:在带温度计、强力搅拌器、回流冷凝管的三口烧瓶中,依次加入一定量的一甲基硅氧烷低聚物、二甲基硅氧烷低聚物、调节剂、乙醇、去离子水和浓度为012mol/L盐酸,70℃下搅拌8h;用NaHCO3中和、洗涤,浓缩至固体质量分数为70%～90%;停止搅拌及加热,加入一定量的异丙醇,配成硅树脂溶液3。

113　结构表征与性能测试红外光谱(IR):将样品烘干,采用美国Thermo Nicolet公司的Avatar370型红外光谱仪测试;热失重分析:采用美国Perkin-Elmer公司的7Series的热重分析仪测试,氮气氛下,升温速率20℃/min;绝缘电阻:采用杭州电表厂的ZC25-4型绝缘电阻表测试;热老化性能:在不锈钢板上涂一层硅树脂,室温放置24h,然后放入上海树立仪器仪表有限公司的101F-1型电热鼓风干燥箱中,分别在50℃、100℃、150℃、200℃、250℃下放置30min,冷却后取出,测其绝缘电阻;常温固化性能:在不锈钢板上涂一层硅树脂,室温放置,每隔5h测一次绝缘电阻,直至绝缘电阻基本稳定;热固化性能:在不锈钢板上涂一层硅树脂,放入电热鼓风干燥箱中,在分别在50℃、100℃、150℃下放置60min,冷却后取出,测其绝缘电阻。

2　结果与讨论211　硅树脂的红外表征硅树脂2的红外光谱见图1。

图1中,3432cm-1附近的宽峰为Si—OH 的特征吸收峰,2975cm-1处为C—H键的伸缩振动吸收峰,1037～1117cm-1附近的宽峰为Si—O—Si中Si—O键的伸缩振动吸收峰, 1274cm-1处的尖锐峰是Si—CH3的面外弯曲振动吸收峰,766cm-1处是Si—CH3的振动吸收峰。

从图1可以看出,由二种硅氧烷低聚物合成的硅树脂中还存在一定量的Si—OH,因此是没有反应完全的预聚物。

在使用过程中其Si—OH 可进一步缩合成固体硅树脂。

图1　硅树脂2的IR谱图212　硅树脂的耐热性图2是硅树脂固化后的热失重曲线。

图2　硅树脂的热失重曲线a—硅树脂2;b—硅树脂1由图2可见,由二种硅氧烷低聚物合成的硅树脂在100～300℃之间的质量损失率只有01552%,在300℃才开始略有失重,在300～500℃之间的质量损失率只有21299%;而由甲基烷氧基硅烷单体聚合的硅树脂在250℃就开始失重。

由此可见,由二种硅氧烷低聚物合成的硅树脂具有更高的耐热性;但数据是在升温速度为・30　・有　机　硅　材　料第21卷20℃/min 的条件下得到的,因此仅代表硅树脂的短期耐温性。

213　催化剂种类对硅树脂绝缘性能的影响。

硅树脂3的固化膜光亮;但绝缘性较差,绝缘电阻在0M Ω附近。

而硅树脂2的固化膜不仅光亮;且绝缘性优良,绝缘电阻在1000M Ω左右。

这是因为以HCl 为催化剂时,虽经NaHCO 3中和、洗涤;但Cl -很难洗涤干净(因为硅树脂中还存在羟基和烷氧基,对水有亲和力,过度洗涤会影响硅树脂的产率),残存的少量Cl -会造成硅树脂膜击穿。

而用ZSYS 做催化剂时,不需中和,也没有离子残存,因此硅树脂的绝缘性比较高;且不需中和及洗涤,生产过程也变得简单。

因此以下实验均采用以ZSYS 为催化剂的硅树脂2。

214　热老化温度对硅树脂绝缘电阻的影响图3是硅树脂2在不同温度下老化30min 后的绝缘电阻与热老化温度的关系。

图3　硅树脂的热老化温度与其绝缘电阻的关系a —硅树脂2;b —硅树脂1由图3可见,采用二种硅氧烷低聚物合成的硅树脂经150℃以上高温老化后的绝缘电阻高于采用甲基烷氧基硅烷合成的硅树脂。

这可能与其结构的规整性有关。

因为采用甲基烷氧基硅烷聚合时,一甲基硅氧烷与二甲基硅氧烷的排列是无序的;而采用二种低聚物再缩合时,形成了嵌段共聚物,这种结构相对于前者比较规整。

事实上,采用二种硅氧烷低聚物合成的硅树脂可在200℃使用;而采用甲基烷氧基硅烷合成的硅树脂只能在150℃使用。

热老化温度较低时,因漆膜没有固化好,所以绝缘电阻比较低;热老化温度超过100℃以后,漆膜的绝缘电阻达到1000M Ω;当温度超过250℃时,漆膜的绝缘电阻又下降。

这可能是因为温度过高时引起硅树脂部分降解所致。

图4是硅树脂2在200℃下老化一定时间后的绝缘电阻与老化时间的关系。

图4　硅树脂2的热老化时间与其绝缘电阻的关系由图4可见,漆膜在200℃下的热老化时间超过30min 后,其绝缘电阻下降较快。

215　硅树脂的固化性能硅树脂2在室温(20℃)下的固化时间对其绝缘电阻的影响如图5所示。

图5　硅树脂2在室温下的固化时间与其绝缘电阻的关系由图5可见,硅树脂2在室温下固化20h 以后,其绝缘电阻可稳定在1000M Ω。

硅树脂2也可以加热固化,其固化温度与绝缘电阻的关系见图6。

图6　硅树脂2的固化温度与其绝缘电阻的关系第1期王　迅等.硅树脂的绝缘性及耐热性・31　・由图6可见,当固化温度达到100℃时,漆膜的绝缘电阻基本稳定在1000MΩ。

即硅树脂2既可室温下固化,也可在100℃固化。

216　硅树脂的其它性能经山东省产品质量监督研究所测试,硅树脂2的试板在100℃或200℃下烘2h后,漆膜的附着力(划圈法)均达到1级,铅笔硬度均达到6H;即单项判定均为合格。

经国家药品监督管理局、济南医疗器械质量监督检验中心检测,受试动物的静脉注射样品浸提液未见急性反应,即样品无急性毒性作用。

3　结论以一甲基硅氧烷低聚物和二甲基硅氧烷低聚物为原料,加入适量的室温固化性能调节剂,在催化剂作用下合成了硅树脂;研究了催化剂种类对硅树脂性能的影响,并研究了耐热性、固化性能与绝缘性能的关系。

结果表明:以自制催化剂制得的硅树脂的绝缘性能优于以盐酸为催化剂制得的硅树脂的绝缘性能,且不需中和、洗涤,简化了生产工艺;选用两种聚甲基硅氧烷低聚物制得的硅树脂,既可常温固化也可加温固化,其耐热性较由甲基烷氧基硅烷单体聚合的硅树脂高;固化完全的硅树脂漆膜在200℃下老化30min 后,绝缘电阻可保持在1000MΩ,同时还具有良好的附着性和硬度,且无毒。

参考文献[1]冯圣玉,张洁,李美江,等.有机硅高分子及其应用[M].北京:化学工业出版社,2004: 6.[2]幸松民,王一璐.有机硅合成工艺及产品应用[M].北京:化学工业出版社,2000:9.[3]章基凯.有机硅材料[M].北京:中国物资出版社,1999:10.[4]陈剑华.耐高温有机硅树脂的制造方法:中国,85103446[P],1986:10.研发动态GE高新材料集团推出新型纺织添加剂GE高新材料集团有机硅部近期推出Magna2 soft ESC和Magnasoft NeoN YS两款纺织柔软整理剂,新产品可减少对环境的不良影响,在提高织物的柔软度、蓬松感和产品性能的同时,成本比传统的改性有机硅柔软剂降低很多。

合集下载

硅树脂在纺织材料中的应用

硅树脂在纺织材料中的应用

硅树脂在纺织材料中的应用近年来，随着科技的发展和人类对生活品质的追求，纺织品的品质和功能也越来越高。

硅树脂作为一种广泛应用于纺织材料上的功能性材料，其应用在纺织领域中越来越受到人们的关注和欢迎。

一、硅树脂的概述硅树脂是以硅酸酯为原料，通过水解和缩合反应制得的一种有机硅化合物。

硅树脂具有独特的化学结构和性能，主要包括以下几个方面：1.热稳定性高：硅树脂的耐高温性可以达到300℃以上，甚至一些高性能的硅树脂，其高温耐受性可以达到500℃以上。

2.防水性好：硅树脂具有很好的防水性和耐候性，可以在湿润环境中长时间保持稳定性。

3.优异的机械性能：硅树脂具有很好的柔韧性和耐磨性，适合用作弹性材料的增强剂，在制作防护衣等材料时可以起到增强耐磨的作用。

二、随着技术和科学的发展，硅树脂在纺织领域中的应用越来越广泛。

以下是硅树脂在纺织材料中的主要应用：1.防水性和防潮性：硅树脂在纺织品中的应用以其优异的防水性和防潮性最为突出。

硅树脂可以深入纺织品的織物中，形成一种氢键交联结构，从而使纺织品的表面呈现出优良的防水和防潮效果。

这种效果可以在战术服、雨衣、袋子、鞋子等各种纺织品上得到很好的体现。

2.防静电性：当纺织品对静电敏感时，可以在纺织品的表面涂覆硅树脂。

硅树脂和纤维表面亲和性很好，因此形成的膜层能够有效地阻止静电的产生，达到防静电的作用。

例如，在医疗领域，医用衣服要求具有防静电功效，以避免人员在操作时因静电影响病人的健康。

3.防渗透性：硅树脂还可以用于制作防渗透材料，尤其是在建筑领域中，硅树脂可以与纤维素材料亲和性很好，并能多孔的材料中形成膜层，从而起到防渗透的作用。

4.保温性：硅树脂也可以用于制作保温材料，如温控服、防寒衣等。

硅树脂可以增强制品的抗磨性和耐用性，从而使成品具有很好的保温效果。

三、硅树脂在纺织材料中的未来发展随着技术的不断进步，硅树脂在纺织领域中还有很大的发展空间和潜力。

未来硅树脂在纺织材料中的应用将越来越多样化和广泛，特别是在改良纤维素材料的机械性能、防水性和防护性能上，硅树脂的应用将会更加广泛。

有机硅树脂的特点

有机硅树脂的特点

有机硅树脂的特点
1.有机硅树脂的特点
（1）优良的耐热性：有机硅树脂能够承受极高的温度，在短时间内能
够容忍200℃以上的温度，而且在经过降温处理后，仍然能够保持其功能完整性。

（2）抗化学性：有机硅树脂具有耐腐蚀性，它可以抵抗一定的硫酸、
盐酸和其他类似的酸性介质，因此常常被用作合成橡胶、泡沫塑料等
产品的材料。

（3）良好的绝缘性：有机硅树脂具有优良的绝缘性，能够阻止电路中
的非常低电流流动，同时具有抗高温、耐腐蚀和抗氧化等特性。

（4）低本质安全风险：有机硅树脂是无毒无害的，对环境和健康无影响。

（5）低溶解度：有机硅树脂低在水中的溶解度非常低，使用过程中不
会变质，更加安全。

（6）良好的耐冲击性：有机硅树脂具有优良的耐冲击性，无论是受到
外界的冲击或者自身经过材料的变形，它都能够保持其性能的完整性，
经久不变。

（7）耐磨性：有机硅树脂具有良好的耐磨性，不易损伤，适用于精要加工环境，可以提高生产效率。

（8）易于加工：有机硅树脂可以按照客户的需求定制而成，可以压成任何形状，它还能够抗潮，可以在复杂的环境中长期使用。

（9）便于清洁：有机硅树脂表面平滑，能够被非常容易的清洁掉灰尘等污染物，因此易于保持清洁，无须额外的护理等措施。

有机硅树脂

有机硅树脂

有机硅树脂引言有机硅树脂是一种特殊的高聚物材料，具有优异的物理和化学性质。

它是由硅原子与有机基团相连接而成的，主要用于制备高耐热、高绝缘、高粘度等特性的材料。

本文将介绍有机硅树脂的特点、应用领域以及合成方法。

特点有机硅树脂具有以下特点：1.耐高温性：有机硅树脂具有优异的耐热性能，可在高温环境下保持稳定，不易软化或变形。

2.耐候性：有机硅树脂对阳光、雨水、霜冻等外界环境因素具有较强的耐候性，不易发生老化或变色。

3.耐化学腐蚀性：有机硅树脂具有优异的耐化学腐蚀性能，可以在酸、碱等强腐蚀性介质中长期使用。

4.良好的电绝缘性：有机硅树脂具有良好的绝缘性能，可以用于电子元器件的封装和绝缘材料的制备。

5.优异的粘附性：有机硅树脂具有良好的粘附性，可与其他材料牢固结合，提高材料的粘接强度和耐久性。

应用领域有机硅树脂在许多领域有广泛的应用，以下是一些常见的应用领域：1. 电子行业有机硅树脂在电子行业中被广泛用于封装材料、绝缘材料以及导热材料的制备。

其良好的电绝缘性和耐高温性能使其成为电子元器件的理想材料。

例如，有机硅树脂可以用于制备电子封装胶、散热片和密封胶等。

2. 建筑行业有机硅树脂在建筑行业中被广泛用于防水、防潮、防污等方面。

它可以作为防水涂料、密封胶和粘结剂等材料，具有优异的耐候性和耐化学腐蚀性。

此外，有机硅树脂还可以用于建筑材料的表面处理，提供保护和美化效果。

3. 汽车工业有机硅树脂在汽车工业中被广泛用于制造胶粘剂、密封剂、润滑剂和涂料等材料。

由于其耐高温性和良好的粘附性，有机硅树脂可以提供优异的粘接强度和耐久性，用于汽车零部件的制造和修复。

4. 医疗行业有机硅树脂在医疗行业中被广泛用于制备医用胶带、医用注射器等医疗器械。

其良好的耐化学腐蚀性和生物相容性使其成为理想的医疗材料。

有机硅树脂还可以用于制备人工关节、牙科材料等生物医学器械。

合成方法有机硅树脂的合成方法有多种，以下是一种常见的合成方法：1.原料准备：将含有硅氢键的有机硅化合物称为硅烷，例如硅烷三甲基（Me3SiH）。

高温有机硅树脂

高温有机硅树脂

高温有机硅树脂高温有机硅树脂是一种特殊的树脂材料，具有出色的耐高温性能和优异的绝缘性能。

它在各个领域都有广泛的应用，尤其是在航空航天、电子电器、汽车工业等高温环境下的关键部件中起着重要作用。

高温有机硅树脂具有出色的耐高温性能。

它能够在高温环境下保持稳定的性能，不会出现软化、熔化甚至燃烧的情况。

这使得它成为高温工况下的理想材料选择。

无论是航空航天领域的发动机部件、燃烧室内的涂层，还是汽车引擎的密封件、电子电器领域的散热器等，高温有机硅树脂都能够发挥出色的性能，确保设备的正常运行。

高温有机硅树脂具有优异的绝缘性能。

在电子电器领域，绝缘材料的性能直接影响着设备的安全可靠性。

高温有机硅树脂的绝缘性能优秀，能够有效隔离电流，防止电气设备发生漏电、短路等故障。

因此，在电子元器件的封装、电路板的涂覆、电线电缆的绝缘等领域，高温有机硅树脂都得到了广泛应用。

除了耐高温性能和优异的绝缘性能外，高温有机硅树脂还具有其他一些优点。

首先，它具有良好的化学稳定性，能够抵抗酸、碱、溶剂等腐蚀物质的侵蚀。

其次，它具有优秀的耐磨性和耐疲劳性能，能够在长时间的使用中保持稳定的性能。

此外，高温有机硅树脂还具有良好的粘附性和耐候性，能够在各种恶劣环境中保持良好的使用效果。

高温有机硅树脂的制备方法多种多样，常见的方法包括溶液法、乳液法、溶胶-凝胶法等。

根据不同的应用需求，可以选择不同的制备方法和配方，以获得满足要求的高温有机硅树脂产品。

总的来说，高温有机硅树脂是一种功能优良的树脂材料，具有出色的耐高温性能和优异的绝缘性能。

它在航空航天、电子电器、汽车工业等领域中得到广泛应用，并发挥着重要作用。

随着科技的不断发展，高温有机硅树脂的性能将会不断提高，应用范围也将进一步扩大。

相信在未来的发展中，高温有机硅树脂将会为各行各业带来更多的惊喜和突破。