无溶剂加成型有机硅耐高温树脂的合成及耐热性能研究

以甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷为原料,在适量的无水乙醇和水组成的混合溶剂中,通过共水解、缩聚的方法合成了性能优异的无溶剂加成型有机硅耐高温树脂,并用自制的活性稀释剂乙烯基硅油调节固含量,优化了工艺条件,控制有机基团与硅原子的物质的量比和苯基基团与有机基团的物质的量比分别为1.3和0.4,当水解温度为50℃,反应时间为3 h时可合成出综合性能优异的有机硅树脂。采用热重分析表征了硅树脂的耐热性能,结果表明:无溶剂甲基苯基硅树脂在N2气氛下的热失重主要是由主链降解引起的,当温度达到350℃时热失重仅为2.4%,具有优异的热稳定性。     

耐热硅树脂的合成与固化性能的研究

以甲基苯基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷为原料,在甲苯、丙酮和水组成的混合溶剂中水解;再经缩聚反应,制得无凝胶的硅树脂。研究了水解温度、搅拌速度以及溶剂等因素对水解反应的影响,并用IR、29SiNMR谱图表征了硅树脂的结构,研究了其耐热性及固化性能。结果表明,较佳的水解工艺是:n(R)/n(Si)=1·3,n(Ph)/n(Me)=1·0,m(丙酮):m(甲苯)∶m(水)=1∶2∶4,水解温度为60℃,搅拌器转速为2档;硅树脂在300℃×24h条件下的热失重率为3·07%,且颜色基本未变;该硅树脂以羟基封端,加入硅氮低聚物后,能在室温下固化,且固化时间不超过7天。     

耐高温甲基苯基硅树脂的合成

以甲基三甲氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷为主要原料,中性条件下,通过水解-缩聚反应,合成了甲基苯基硅树脂。研究了水的用量、n(R)∶n(Si)、溶剂和温度对硅树脂性能的影响。结果表明,较佳合成工艺为:n(H2O):n(CH3O)在1~1.2内,n(R)∶n(Si)为1.35,溶剂为二乙二醇丁醚或二价酸酯;在此条件下合成的甲基苯基硅树脂固体质量分数为70%,贮存期大于12个月,固化漆膜耐温达400℃,附着力为1级,硬度为3~4 H。IR和TG-DTG分析表明,甲基苯基硅树脂热失重的主因是—CH3和—Ph的分解以及Si—O—Si重排式降解。     

乙烯基改性MDQ硅树脂的合成及其硅橡胶应用

以四甲基二乙烯基二硅氧烷、二甲基二乙氧基硅烷、正硅酸乙酯为原料,通过酸催化水解缩聚反应合成了乙烯基改性MDQ硅树脂,利用红外、核磁共振、X射线衍射对产物进行了表征。测试了将产物用于硅橡胶中的力学性能。结果表明:硅树脂的M/Q值为0.7,乙烯基摩尔分数为0.36%,n(D)/n(M+D+Q)=0.15时,硅橡胶邵氏A硬度58,拉伸强度3.78 MPa,拉断伸长率为152%,撕裂强度38.3 kN/m,该乙烯基改性MDQ硅树脂可用于硅橡胶补强。     

正硅酸乙酯法乙烯基MQ硅树脂的结构及热性能研究

以正硅酸乙酯,六甲基二硅氧烷和乙烯基二甲基乙氧基硅烷为原料,通过水解缩聚反应制备了乙烯基MQ硅树脂,采用FT-IR、1H NMR、29Si NMR和热失重方法研究了产物结构,并利用Kissinger、Flynn-Wall-Ozawa和Coats-Redfern热分析方法求得了乙烯基MQ硅树脂在最大失重区的热分解动力学方程。     

十六烷基三甲氧基硅烷

江西省科学院的董晓娜等人以甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷为原料，在适量的无水乙醇和水组成的混合溶剂中，通过共水解、缩聚的方法合成了无溶剂加成型有机硅耐高温树脂，     

有机硅聚合物的合成与研究

采用甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷为原料,通过水解—缩合反应合成有机硅聚合物,并对其进行红外光谱及热失重(TGA)分析、讨论了影响粘度与转化率的因素。结果表明,按照R/Si为1.5,Ph/R为0.3,反应温度为70℃,实际用水量为理论用水量的60%,p H为3,反应时间为3 h,合成的聚合物粘度446 m Pa·s,转化率在60%左右,生成目标产物含有Si-O-Si及Si-OH,并且耐高温,分解温度达479℃。     

八乙烯基倍半硅氧烷的合成及表征

以乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为原料,盐酸为催化剂,经水解缩合反应合成了八乙烯基笼型倍半硅氧烷(OVS)。考察并讨论了反应温度和投料比对产物收率的影响。较佳的工艺条件为:V(VTES)∶V(HCl)∶V(CH3OH)=10∶12∶200,25℃反应18 d,收率可达31.5%。用FTIR、29SiNMR、MS和热分析对其结构和性质进行了表征。OVS失重5%对应的温度为270℃左右,说明热稳定性很高。     

陶瓷电阻封装胶用醇溶性有机硅树脂的制备与性能

以甲基三甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷为单体,采用硅氧烷水解-缩合法制备了陶瓷电阻封装胶用有机硅树脂;利用红外光谱(FT-IR)法、热失重分析(TGA)法对其结构和热性能进行了分析。研究结果表明:当水解温度为50℃、n(甲基三甲氧基硅烷):n(二甲基二甲氧基硅烷)=1.7:1.0和n(单体)∶n(水)=1.00∶2.63时,有机硅树脂的综合性能相对最佳,并且其具有黏度小、干燥快和耐热性强等优点。     

羟基聚硅氧烷共聚物的合成与表征

以乙烯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷为原料,通过水解缩聚得到羟基聚硅氧烷共聚物。采用红外光谱对其进行结构表征,并对催化剂种类、p H值、反应温度、反应时间、原料比对聚硅氧烷共聚物羟基含量的影响进行了探讨。聚硅氧烷共聚物较佳的合成工艺为:乙烯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的量之比为2∶1∶1,去离子水用量0.2 mol,0.25 mol/L醋酸(醋酸质量分数0.2%)为催化剂,p H值为4,反应温度75℃,反应时间4 h。在此工艺下,可得到羟基质量分数为13.88%的羟基聚硅氧烷共聚物。     

常温固化环氧改性有机硅耐高温涂料的研制

用环氧树脂E-20和有机硅低聚物（PS）合成了一种环氧树脂改性有机硅树脂,采用红外光谱（IR）、热失重分析（TGA）等方法对产物进行了表征和分析。探讨了有机硅含量对涂料耐热性能的影响,优选了综合性能优良的固化剂和颜填料制得了耐高温涂料,同时对涂膜性能进行了测试。结果表明,当m（E-20）：m（PS）=2：8时,改性有机硅树脂的综合性能得到了明显改善。采用改性芳香胺固化剂,硅烷偶联剂KH550以及适当的颜填料制备的涂料具有良好的耐热防腐性能,可常温固化,能在500℃环境下长期使用。     

有机硅改性环氧树脂的制备及其性能研究

以3种有机氯硅烷单体水解制备有机硅单体,有机硅单体改性了环氧树脂,水解条件为温度35～40℃,时间1～1.5 h,用水量n(H2O)∶n(Cl)=(6～7)∶1。通过红外光谱分析表明,有机硅主要是与环氧树脂中羟基发生化学反应。对环氧树脂改性前后的力学性能、耐热性和防潮性进行测试,结果表明,当n(R)/n(Si)为1.5时,拉伸强度可达23.91 MPa,弯曲强度达到29.24 MPa,冲击强度达到10.02 kJ/m2,50%的质量热损失温度431℃,分别比改性前提高了3.86 MPa,9.49 MPa,6.18 kJ/m2,30℃;同时,改性后树脂防潮性能也得到了提高。     

酸-碱-酸-碱工艺合成脲醛树脂

以酸-碱-酸-碱工艺合成一种聚乙烯醇(PVA)、三聚氰胺改性脲醛树脂,研究了原料配比、pH值、反应时间等对产品性能的影响。结果发现,当n甲醛:n尿素=1.6:1,聚乙烯醇加入量为甲醛和尿素总质量的1%,三聚氰胺加入量为甲醛和尿素总质量的3%,酸性条件下pH=5.5,碱性条件pH=8.5～9.0,反应温度为80℃左右时,合成的脲醛树脂的机械强度较好,游离甲醛的含量较低。     

本期特约专栏主持人——张斌教授：原位生成SiO2改性硼硅酚醛树脂的合成与性能研究

在合成酚醛树脂的过程中引入有机硅预聚物和硼酸,制得硼硅酚醛树脂,并在此基础上加入正硅酸乙酯,原位水解生成SiO2,进一步改性了硼硅酚醛树脂。分别考查了有机硅预聚物、硼酸和正硅酸乙酯加入量对改性酚醛树脂粘接强度的影响。通过IR考查了改性树脂的结构,硼氧键和硅氧键成功地引入到酚醛树脂中。还通过DSC和不同条件下粘接强度的测试考查了改性树脂的固化性能,确定了其固化工艺。空气气氛中的热重分析则表明改性酚醛树脂初始分解温度为475℃,1000℃残炭率为21％,耐热性明显优于普通酚醛树脂。     

有机硅改性环氧树脂及其室温固化的性能研究

采用二苯基硅二醇(DSPD)改性双酚A型环氧树脂(E-51)制备了有机硅改性的环氧树脂,采用硫脲改性聚酰胺650制备了室温快速固化的环氧固化剂。合成产物通过红外进行表征,用盐酸-丙酮法测定改性环氧树脂的环氧值,通过指干时间确定聚酰胺650和改性聚酰胺650与E-51的较优配比。通过差示扫描量热分析法(DSC)和热重分析法(TG)表征改性环氧树脂固化物的耐热性,通过拉伸性能和扫描电镜测试(SEM)表征改性环氧树脂固化物的韧性。实验结果表明,环氧树脂经改性后,其玻璃化温度升高了27℃,与聚酰胺650固化后,固化产物的起始热分解温度明显增加,失重50%的分解温度升高了180℃,固化物的断裂伸长率增加了3.41%,断裂面呈现明显韧性断裂特征。     

有机硅压敏胶的合成与性能

以硅橡胶和MQ硅树脂为原料,通过羟基缩合反应制备了有机硅压敏胶。用FT—IR和GPC表征了其结构。讨论了硅橡胶和MO硅树脂的原料配比、硅橡胶的黏度、MQ硅树脂的分子质量等因素对压敏胶力学性能的影响：测定了压敏胶的初粘性、1800剥离强度和持粘性等性能。结果表明,用MQ硅树脂与运动黏度为100×10^-4m^2／s的硅橡胶在质量比为2：3时,可得到具有良好粘接性能的有机硅压敏胶。     

LED封装胶的制备及其性能的研究

研究合成了甲基苯基乙烯基有机硅树脂、甲基苯基氢基有机硅交联剂、配位铂催化剂,再通过优化组合,制备出高透明、高折光率LED封装用有机硅胶黏剂,确定封装胶的凝胶温度100℃、固化温度110.9℃和后处理温度142.2℃,固化反应热△H为-7.74J/g。讨论了树脂、交联剂、催化剂配比对封装胶力学性能影响。分别研究了80℃、120℃、150℃下封装胶的固化状态,发现封装胶的力学特点是低温下剪切强度不高,高温强度不低。所制备的封装胶热稳定性高,通过TG分析,失重拐点在260℃左右;封装胶的光学性能优异,其透光率为98%、折光率为1.51。     

LED封装用UV光固化硅树脂的制备及性能研究

通过水解-缩聚制备了不同分子结构的巯基硅树脂(MDT-SH),并将MDT-SH与乙烯基硅树脂和光引发剂配合,制备了紫外(UV)光固化硅树脂;然后对UV光固化树脂的光固化动力学进行了研究,对光固化制品的热稳定性、透光性和封装性能进行了详细分析。结果表明,当有机基团与硅的比值(R/Si)为1.88,巯基含量为0.34 mol/100 g时,MDT-SH硅树脂的相对分子质量分布较均匀且产率较高;当光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯(TPO-L)的含量为1.0%、辐照强度为80 mW/cm^2、巯基与乙烯基摩尔比(SH/Vi)为1.5/1时,树脂可较快速交联成型;UV光固化树脂不仅具有优异的透光率和耐热性,且其封装发光二极管(LED)器件的性能明显优于市售道康宁封装胶OE-6550;有望替代传统热固型LED封装胶,实现规模化使用。     

单组分自乳化水性环氧树脂的合成及其涂膜性能研究

用有机硅、甲基丙烯酸及其酯类单体接枝改性环氧树脂,合成了具有自乳化性能的水性环氧树脂乳液。用激光粒度分析仪测定乳液的粒径及其分布,用傅里叶红外、热重分析仪对聚合产物作了结构表征和热分析。考察了温度、引发剂用量对接枝率及接枝率对乳液成膜性能的影响;甲基丙烯酸、有机硅及单体总量对乳液稳定性、成膜物耐水性和耐盐水性的影响。结果表明:当配方选用引发剂、有机硅用量分别为单体总质量的5.5%、2.5%,m(单体总量)∶m(环氧树脂)=1∶2,丙烯酸及其酯类单体的玻璃化温度Tg为30℃,体系酸值为35 mgKOH/g,接枝温度为110℃时,制得的水性环氧树脂乳液具有良好的稳定性、耐水性及耐盐水性。