含钛杂化硅树脂的制备与耐热性能研究

以钛酸四正丁酯、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷为原料,乙酰丙酮(acac)为螯合剂、盐酸为催化剂、乙醇为溶剂,利用溶胶-凝胶法、控制n(Ti)∶n(Si)=0.1~0.5,50℃水解温度下制备了含钛硅树脂,钛的引入使得杂化硅树脂在不使用催化剂和室温固化剂的情况下,140℃3d实现固化。通过涂层外观分析、光学显微镜、扫描电镜、紫外-可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱、变温傅里叶变换红外光谱、热重进行了表征。结果表明成功合成了含Si—O—Ti共价键的杂化硅树脂;当n(acac)/n(Ti)=0.3时,含钛硅树脂预聚物的储存稳定性较好;R/(Si+Ti)≥1.36时,能制备表面光滑的硅树脂;含钛杂化硅树脂具有较好的耐热性且其热性能随钛含量的增大而提高。     

含氢苯基硅树脂的制备及其在涂层中的应用

在固体酸催化下,以苯基三乙氧基硅烷(PTES)、二甲基二乙氧基硅烷(DMES)、四甲基环四硅氧烷(D_4~H)、八甲基环四硅氧烷(D4)、六甲基二硅氧烷(MM)和四甲基二硅氧烷(D_2~H)为主要原料,通过水解缩聚法合成了一系列Si—H键、D链节含量分别不同的含氢苯基硅树脂HPSR。用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(~1 H NMR)对其进行了结构表征。将所制的HPSR与乙烯基硅橡胶VPS以n(Si—H)∶n(Vi)=1.2∶1.3的摩尔比混合,并加入剂量的络合铂催化剂、铂抑制剂,以及占总质量10%的白炭黑和钛白粉,在160℃下固化10~15min即制得透明的耐高温硅橡胶涂层,并对其耐热性和力学性能进行研究。结果表明,当HPSR分子中Si—H键含量为5mmol/g,MD∶MR=10%时,对应制备的涂层耐热性、柔韧性以及力学性能最佳。     

烷基对有机硅防水剂性能的影响

以烷基硅烷或烷基硅烷和羟基硅油为原料,制备了一系列烷基硅树脂防水剂,考察了烷基链的长度和烷基密度n(R)/n(Si)对硅树脂防水剂性能的影响.结果表明,硅树脂烷基的碳原子数在3～8,n(R)/n(Si)值在1.2～1.4之间,有机硅防水剂具有良好的防水性能和耐碱性能,并有望具有较长时间的防水保护功能.     

功能型LED苯基硅橡胶封装材料的研制及其性能

有机硅是继环氧树脂后成为另一种新型环保封装材料,其中加成型液体硅橡胶(LSR)是硅橡胶中档次较高的一类品种。采用氢化硅烷化法,选用苯基乙烯基硅树脂和苯基含氢硅树脂为主要聚合物,按一定比例在铂系催化剂作用下高温固化合成了一种功能型LED封装用双组分有机硅封装材料。通过研究各组分对其力学性能的影响,当n(Si—H)/n(Si—Vi)=1.3、w(增粘剂)=1%~2wt%及w(铂催化剂)=0.15wt%时,该苯基硅橡胶料的综合力学性能达到最佳。最佳工艺条件下制备的硅橡胶在大于400nm波长时,硅硅橡胶的透光率保持在94%以上。而且硅橡胶热失重5%的温度为456℃,热失重25%为700℃,热稳定性远远高于其他封装材料。     

LED封装用有机硅树脂的合成

采用水解-缩聚法,以苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷为原料,以乙烯基双封头(VV)为封端剂,以盐酸为催化剂,合成了具有高折射率的苯基乙烯基硅树脂,利用FT-IR、核磁共振、热重分析等对产物进行表征。研究了苯基含量对产物折射率的影响,将制得的苯基乙烯基硅树脂与苯基含氢硅树脂按一定比例硫化成型,制得适用于LED封装的有机硅树脂。研究结果表明:苯基用量为40.5%(摩尔百分数)时,制得的苯基乙烯基硅树脂的折射率为1.5370,热稳定性良好,固化后产物的性能最佳,透光率大于90%,符合LED封装要求。     

一种透明环氧改性有机硅树脂的制备与性能

采用二甲基二乙氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷为原料,经溶胶凝胶法,制备了透明的环氧改性有机硅树脂预聚物。将所得环氧改性有机硅树脂预聚物在4-甲基六氢苯酐为固化剂,二甲基苄胺为促进剂,经80℃固化1 h,120℃固化1 h,150℃固化2 h后,获得透明的环氧改性有机硅树脂固化物。研究了固化物的性能,结果表明,随着R/Si值增大,所得透明环氧树脂的透光率逐渐升高,但其硬度、玻璃化转变温度和热分解温度都逐渐降低。总体而言,当环氧改性有机硅树脂R/Si=1.6时,固化物具有很高的透光率,较好的热稳定性,可调的硬度,对基材有良好的粘接力,这表明所得环氧改性有机硅树脂有望用于光学透明器件的封装。     

聚甲基丙烯酸甲酯/聚丙烯酸乙酯-乙烯基硅氧烷反应性复合乳液

本文以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为种子单体,在乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)存在下,丙烯酸乙酯(EA)以过硫酸钾(KPS)为引发剂进行种子乳液聚合,得到聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯-乙烯基硅氧烷(PMMA/PEA-VTES)复合乳液。其颗粒仍保持核/壳形态,且在聚合过程中,VTES 的 Si—OC_2H_5基可水解缩聚形成聚硅氧烷网络贯穿于 PMMA/PEA(核壳)之间,但 VTES 的双键未反应。因此胶粒表面带有三 Si—OH 基及乙烯基,由这种反应性复合乳液可望得到热固性丙烯酸系树脂。     

POLY (METHYL METHACRYLATE)/POLY(ETHYL ACRYLATE)-VINYL SILOXANE REACTIVE COMPOSITE LATEX

本文以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为种子单体,在乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)存在下,丙烯酸乙酯(EA)以过硫酸钾(KPS)为引发剂进行种子乳液聚合,得到聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯-乙烯基硅氧烷(PMMA/PEA-VTES)复合乳液。其颗粒仍保持核/壳形态,且在聚合过程中,VTES 的Si—OC_2H_5基可水解缩聚形成聚硅氧烷网络贯穿于PMMA/PEA(核壳)之间,但VTES 的双键未反应。因此胶粒表面带有三Si—OH 基及乙烯基,由这种反应性复合乳液可望得到热固性丙烯酸系树脂。     

新型硅树脂的制备及其对马口铁的防腐研究

以乙烯基三甲氧基硅烷为原料制备了乙烯基硅树脂,并将其对市售的GN010水性硅树脂进行共缩聚改性,得到一种新型的水性硅树脂。将该树脂涂覆在马口铁表面,通过硫酸铜点蚀和盐雾实验检测,马口铁的耐蚀性能得到极大的提升。通过反射红外谱测试,证明硅树脂与马口铁发生了化学键合,形成Si—O—Fe、Si—O—Si等结构。     

LED封装用MQ树脂的制备

以正硅酸乙酯(TEOS)、六甲基二硅氧烷(MM)和1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(MⅵMⅵ)为原料,以盐酸(HCl)为催化剂,乙醇(ETOH)为溶剂,通过脱水缩合反应制备了乙烯基MQ硅树脂。通过讨论盐酸用量、水的用量、乙醇的用量、反应时间和M/Q比等因素对合成MQ硅树脂的影响,确定了最佳合成工艺:投料质量为TEOS40g,MM 5.5g,MⅵMⅵ2.64g,H2O 10.5g,ETOH 7.5g,HCl 2.4g。通过红外色谱,凝胶渗透色谱(GPC)和元素分析等对硅树脂进行了分析。综合分析结果和固化效果得出合成的MQ硅树脂适合用作硅橡胶的补强填料。     

改性有机硅及其竹基材料的制备条件

通过试验筛选出合成有机硅树脂的较佳条件,并且通过聚氨酯与有机硅树脂的共混得到改性有机硅树脂,将所得改性有机硅树脂应用于竹基材料的表面涂装,以获取最佳的改性有机硅竹基材料的制备条件.结果表明：有机硅树脂的合成最佳条件为以苯基三甲氧基硅烷与甲基二甲氧基硅烷为合成单体,且两单体的体积之比为1.5,水解温度为55 ℃,水解时间为2.5 h,w（HCl）：w（Si——OR）,w（H2O）：w（Si——OR）,w（H2O）：w（二甲苯）：w（丙酮）分别为0.002 00,10：3和8：4：1;改性硅树脂竹基材料的最佳制备条件为聚氨酯与硅氧烷的添加质量分数为树脂总质量的12.5%,固化剂用量为树脂总质量的24.5%,并于80 ℃条件下烘烤3 h;红外光谱分析表明,有机硅树脂在—Si—O—Si—有较宽的吸收峰;耐化学腐蚀性试验结果表明,所合成的有机硅改性树脂漆膜具有很好的耐化学腐蚀性能.     

含硼有机硅树脂的合成及其耐高温性能的研究

硼酸和含羟基的有机硅树脂预聚体通过缩聚反应,制备了系列含硼有机硅树脂(BSR)。红外光谱(FT-IR)测试表明,硼元素以Si—O—B—O—Si键掺入到有机硅树脂中。探讨了水用量、水解温度、单体配比、硼硅物质的量比等对树脂合成及其耐热性能的影响。结果表明:当水用量为60%、水解温度为65℃、单体配比R/Si为1.2、硼硅物质的量比n(B—OH)/n(Si—OR)为1∶5时,合成反应较平稳,无凝胶现象,树脂的耐受温度达到390℃以上,与纯有机硅树脂相比得到显著提高。     

地质聚合物基无机膜去除水中钙、镁离子的研究

以偏高岭土为前驱体材料,以改性水玻璃为碱激发剂,以去离子水为造孔剂,按照设计配比(n(SiO_2)/n(Na_2O)=1.3,n(Na_2O)/n(Al_2O_3)=0.8,n(SiO_2)/n(Al_2O_3)=2.96,n(H_2O)/n(Na_2O)=10~24)混合均匀后制得地质聚合物浆料,将浆料注模后于60℃条件下养护1d后脱模,并于常温下养护7d后得地质聚合物无机膜。利用SEM(扫描电镜)、比表面积与孔隙度测试仪、全自动孔径分析仪、电子万能试验机以及膜装置测试水通量等手段对膜材料进行表征,最终获得用于水处理无机膜的最优H_2O/Na_2O比为19。结果显示,该配比下制备的地质聚合物无机膜具有大的孔体积和比表面积,具有均匀的孔径分布、较高的气孔率和较好的力学强度,能够满足水处理的基本要求。将该地质聚合物无机膜应用于自来水中Ca~(2+)、Mg~(2+)的去除实验,结果表明钙镁离子截留率高,具有很好的实用价值。     

功能化纳米TiO2/环氧树脂超疏水防腐复合涂层的制备与性能

超疏水材料在金属防腐领域具备巨大的潜在应用前景。为得到疏水性能及防腐性能俱优的纳米TiO₂/环氧树脂复合涂层材料,首先以三甲氧基十七氟癸基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对纳米TiO₂表面功能化;以全氟辛基甲基丙烯酸酯对固化剂二乙烯三氨(DETA)进行氟化;最后通过一步共混法和两步喷涂法分别制备出两种复合涂层。利用FTIR、XPS、1HNMR分析氟化固化剂(F-DETA)和氟化纳米TiO₂(f-TiO₂)的物相组成和组织结构。接触角测试仪和静置实验表明,当三甲氧基十七氟癸基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的摩尔比为1∶15时f-TiO₂的性能最佳,所制备的复合涂层接触角达到164.9°。SEM表征结果显示通过两步法制备的f-TiO₂/环氧树脂复合涂层具备更均匀的粗糙表面、涂层内部孔隙率较低且环氧树脂层与f-TiO₂层具备梯度结构。摩擦实验证明两步法制备的f-TiO₂/环氧树脂复合涂层的超疏水性具备较好的机械稳定性。Tafel极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究表明,通过两步法制备的f-TiO₂/环氧树脂复合涂层具有优异的防腐性能,其腐蚀抑制效率高达99.99%。      

LED封装用有机硅树脂材料的制备及性能

制备了乙烯基苯基硅油、含氢硅树脂及乙烯基硅树脂,在铂催化剂的作用下,乙烯基苯基硅油、含氢硅树脂及乙烯基硅树脂按照一定比例混合后于150℃固化1h制得封装用有机硅树脂材料,并对硅树脂材料进行了红外光谱、光透过率、折射率、表观粘性、高低温稳定性及耐热性能表征。结果表明,固化制得的硅树脂材料具有高折光率(>1.54)、高透光率、良好的耐热性及热冲击稳定性,可用于LED封装材料。     

AZ91D压铸镁合金表面硅烷膜固化工艺的优化

为了进一步改善AZ91D压铸镁合金表面硅烷膜的耐蚀性能,将其在γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)溶液中进行浸渍.采用正交试验并结合单因素试验优选了硅烷成膜的主要固化工艺参数,包括固化温度与固化时间;通过中性盐雾试验(NSS)考察了优化工艺条件下所得硅烷膜的耐蚀性能,利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)研究了硅烷膜的表面微观形貌和成分.结果表明:固化温度对AZ91D压铸镁合金表面KH-550硅烷膜耐蚀性的影响更加显著,最佳固化工艺参数为固化温度120℃,固化时间60 min;以最佳固化工艺制备的KH-550硅烷膜中C,N,Si,O等元素的含量明显增加,膜层较厚且呈现均匀、致密的网状,对镁合金基体的防护能力大幅优于自然干燥条件下获得的硅烷膜.     

VTES交联PDMS渗透汽化膜分离水中乙醇性能的研究

以乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为交联剂对端羟基聚二甲基硅氧烷(H-PDMS)进行交联制备了疏水性更强的渗透汽化膜.通过考察交联温度、交联剂用量及料液温度等对该PDMS膜渗透汽化性能的影响发现:对乙醇浓度为6%的体系,交联温度为80℃,质量比m(H-PDMS)∶m(VTES)∶m(DBTDL)(二丁基二月桂酸锡)=1∶0.2∶0.02,原料液温度为40℃时,分离因子和渗透通量分别达到15.5和421.67 g/(m2.h),表明该VTES交联的PDMS膜具有良好的优先透醇性.     

FKM-g-VTEO对氟橡胶/硅橡胶共混物的增容作用

采用氟橡胶接枝乙烯基三乙氧基硅烷(FKM-g-VTEO)作为增容剂,制备性能良好的氟橡胶(FKM)/硅橡胶(MVQ)共混物。研究增容剂用量对FKM/MVQ共混物力学性能、高温压缩永久变形和耐油性能的影响,并采用动态机械热分析仪(DMA)对共混物进行表征。结果表明,随着增容剂用量的增加,共混物的力学性能提高,高温压缩永久变形降低,耐油性能改善。DMA分析结果表明,增容剂对FKM/MVQ共混物具有明显的增容作用。     

FKM-g-VTEO对氟橡胶/硅橡胶共混物的增容作用EI北大核心

采用氟橡胶接枝乙烯基三乙氧基硅烷(FKM-g-VTEO)作为增容剂,制备性能良好的氟橡胶(FKM)/硅橡胶(MVQ)共混物。研究增容剂用量对FKM/MVQ共混物力学性能、高温压缩永久变形和耐油性能的影响,并采用动态机械热分析仪(DMA)对共混物进行表征。结果表明,随着增容剂用量的增加,共混物的力学性能提高,高温压缩永久变形降低,耐油性能改善。DMA分析结果表明,增容剂对FKM/MVQ共混物具有明显的增容作用。     

镀锌钢板表面苯并三氮唑改性硅烷涂层的耐蚀性能

为了提高热镀锌钢板的耐蚀性,研究了苯并三氮唑(BTA)改性双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物硅烷(BTESPT)溶液处理热镀锌钢板试样的耐蚀性能和组成,并与未经BTA改性的硅烷处理试样以及铬酸盐钝化试样进行比较.结果表明:BTA作为阴极型缓蚀剂改性硅烷涂层,改性涂层主要以Si-O-Si和Si-O-Zn为主,BTA主要以分子形式存在于硅烷涂层中,以[BTA-Zn2]配位化合物存在于涂层/镀锌基体界面处,从而明显提高了改性硅烷涂层的耐蚀性能;改性硅烷涂层主要含Zn,Si,O,S,C和N元素,N含量的变化趋势表明BTA改性硅烷涂层具有自愈合能力.