Recherche et développement de résine silicone haute performance.
1.1 structure du polymère, propriétés et application de la résine de silicone
La résine de silicone est une sorte de polymère semi-inorganique et semi-organique avec - Si-O - comme chaîne principale et chaîne latérale avec des groupes organiques. La résine organosiliciée est un type de polymère contenant de nombreux groupes actifs. Ces groupes actifs sont ensuite réticulés, c'est-à-dire transformés en un produit de durcissement à structure tridimensionnelle, insoluble et non miscible.
La résine de silicone a d'excellentes propriétés de résistance aux hautes et basses températures, de résistance au vieillissement climatique, d'hydrofuge et de résistance à l'humidité, de résistance d'isolation élevée, de faible perte diélectrique, de résistance à l'arc, de résistance aux radiations, etc.
La résine de silicone en solution générale est principalement utilisée comme polymère de base du revêtement résistant à la chaleur, du revêtement résistant aux intempéries et du matériau d'isolation électrique à haute température.
1.2 évolution technique de la résine silicone
Parmi toutes sortes de polymères de silicone, la résine de silicone est une sorte de produit silicone synthétisé et appliqué très tôt. Par rapport au développement à grande vitesse de la technologie de rénovation des motifs en caoutchouc de silicone, l’amélioration technologique de la résine de silicone est relativement lente et les avancées technologiques majeures sont rares. Depuis une vingtaine d’années, grâce aux progrès techniques des polymères hétérocycliques aromatiques résistants à la chaleur, certains d’entre eux ont été initialement utilisés dans le domaine des résines silicones. Cependant, la toxicité des solvants et les conditions de durcissement difficiles des polymères hétérocycliques aromatiques résistants à la chaleur limitaient leur application. Ces dernières années, les gens ont commencé à accorder plus d’attention à la recherche et au développement de la résine de silicone. La résine de silicone présente une large plage de températures et une résistance au vieillissement. Les performances et les performances hydrophobes de résistance à l'humidité sont bonnes et d'autres avantages exceptionnels, il y a des signes que la résine de silicone pourrait avoir un espace de développement plus grand à l'avenir.
2. Résine de silicone générale
2.1 processus de production de résine de silicone générale
Différents types de silicones ont des matières premières et des voies de synthèse différentes. Dans cet article, le processus de production de plusieurs types de résines silicones est simplement présenté.
2.1.1 méthylsilicone
2.2.1.1 synthèse de résine méthylsilicone à partir de méthylchlorosilane
Les méthylsilicones sont synthétisées avec le méthylchlorosilane comme matière première principale. En raison de la structure et de la composition différentes des silicones (le degré de réticulation des silicones, c'est-à-dire la valeur [CH3]/[Si]), différentes conditions de synthèse sont nécessaires.
Lorsque la résine de méthylsilicone à faible R/Si ([CH3]/[Si] ≈ 1,0) est synthétisée, la vitesse de réaction d'hydrolyse et de condensation des principaux monomères de matière première, le méthyltrichlorosilane, est assez rapide et la température de réaction doit être strictement contrôlée dans les limites de 0 ℃. , et la réaction doit être effectuée dans un solvant composé, et la période de stockage du produit de réaction à température ambiante n'est que de quelques jours. Ce type de produit a peu de valeur pratique.
Dans la synthèse de la résine méthylsilicone R/Si, le méthyltrichlorosilane et le diméthyldichlorosilane sont utilisés. Bien que la réaction de condensation hydrolytique du mélange de méthyltrichlorosilane et de diméthyldichlorosilane soit légèrement plus lente que celle du méthyltrichlorosilane seul, la vitesse de réaction de condensation hydrolytique du méthyltrichlorosilane et du diméthyldichlorosilane est trop différente, ce qui est souvent provoqué par la condensation hydrolytique du méthyltrichlorosilane à l'avance. L'hydrolysat n'est pas cohérent avec le rapport des deux monomères et le méthylchlorosilane est souvent hydrolysé pour former un gel de réticulation local, ce qui entraîne de mauvaises propriétés globales de la résine méthylsilicone obtenue à partir de l'hydrolyse des trois monomères.
2.2.1.2 synthèse de méthylsilicone à partir de méthylalcoxysilane
La vitesse de réaction de condensation d'hydrolyse du méthylalcoxysilane peut être contrôlée en modifiant les conditions de réaction. À partir du méthylalcoxysilane, une résine méthylsilicone avec différents degrés de réticulation peut être synthétisée.
Les méthylsilicones commerciales à degré de réticulation modéré ([CH3] / [Si] ≈ 1,2-1,5) sont principalement préparées par hydrolyse et condensation de méthylalcoxysilane. Les monomères de méthyltriéthoxysilane et de diméthyldiéthoxysilane raffinés par désacidification sont mélangés avec de l'eau, ajoutés avec des traces d'acide chlorhydrique ou une quantité appropriée de résine échangeuse de cations acide fort (l'effet de catalyse de la résine échangeuse d'ions acide fort macroporeux est meilleur) et vivent. L'argile sexuelle (séchée après acidification) est utilisée comme catalyseur, chauffée et hydrolysée. Lorsque le point final est atteint, ajoutez la quantité appropriée d'hexaméthyldisilazane pour neutraliser l'acide chlorhydrique du catalyseur, ou filtrez la résine échangeuse d'ions ou l'argile active utilisée comme catalyseur pour terminer la réaction de condensation. Le produit obtenu est une solution alcoolique de résine méthylsilicone.
2.2.2 méthylphénylsilicone
Les principales matières premières pour la production industrielle de résine de silicone méthylphényle sont le méthyltrichlorosilane, le diméthyldichlorosilane, le phényltrichlorosilane et le diphényldichlorosilane. Certains ou la totalité des monomères ci-dessus sont ajoutés au solvant toluène ou xylène, mélangés dans des proportions appropriées, déposés dans de l'eau sous agitation, à température contrôlée pour la réaction d'hydrolyse, et le HCl (solution aqueuse d'acide chlorhydrique), le sous-produit de la réaction, est éliminé. par lavage à l'eau. La solution de silicone hydrolysée est obtenue, puis une partie du solvant est évaporée pour former l'alcool de silicone concentré, puis la résine de silicone est préparée par condensation à froid ou réaction de condensation thermique, et la résine de silicone finie est obtenue par filtration et emballage.
2.2.3 résine de silicone méthylphénylvinylique à usage général et ses composants associés
Le processus de production de la résine de silicone méthylphénylvinylique est similaire à celui de la résine de silicone méthylphényle, sauf qu'en plus des monomères de méthylchlorosilane et de phénylchlorosilane, une quantité appropriée de méthylvinyldichlorosilane et d'autres monomères de silicone contenant du vinyle sont ajoutées au brut d'hydrolyse. matériels. Les monomères mélangés ont été hydrolysés, lavés et concentrés pour obtenir du silanol hydrolysé concentré, en ajoutant un catalyseur de sel d'acide organique métallique, en décompressant la chaleur jusqu'à une viscosité prédéfinie, ou en contrôlant le point final de la réaction de condensation en fonction du temps de gélification, et en préparant une résine de silicone méthylphénylvinylique.
L'hydropolysiloxane de méthylphényle, qui est utilisé comme composant de l'agent de réticulation en plus de la réaction de la résine de silicone méthylphénylvinylique, est généralement un polymère cyclique ou linéaire avec un faible degré de polymérisation. Ils sont produits par hydrolyse et cyclisation du méthylhydrodichlorosilane, ou par hydrolyse du CO et condensation du méthylhydrodichlorosilane, du phényltrichlorosilane et du triméthylchlorosilane.
2.2.4 silicone modifié
La production de mélange de résine de silicone modifiée avec de la résine organique se fait généralement dans une solution de toluène ou de xylène de résine de silicone méthylphényle, en ajoutant de la résine alkyde, de la résine phénolique, de la résine acrylique et d'autres résines organiques, en mélangeant complètement uniformément pour obtenir le produit fini.
La résine de silicone modifiée copolymérisée est préparée par une série de réactions chimiques. Les résines organiques qui peuvent être copolymérisées avec du silicone comprennent le polyester, l'époxy, le phénolique, la mélamine formaldéhyde, le polyacrylate, etc. Diverses voies de synthèse peuvent être utilisées pour préparer la résine de silicone copolymérisée, mais la méthode de production industrielle la plus pratique est la copolymérisation de l'alcool de silicone et résine organique. C'est-à-dire, l'hydrolyse des monomères de méthylchlorosilane et de phénylchlorosilane ensemble pour obtenir une solution d'alcool de silicium hydrolysé ou une solution concentrée, puis l'ajout d'un prépolymère de résine organique pré-synthétisé au catalyseur, puis le mélange du solvant d'évaporation thermique, l'ajout de zinc, de naphténate de zinc et d'autres catalyseurs, et réaction de cocondensation à une température de 150-170 degrés, jusqu'à ce que le matériau réactionnel atteigne une viscosité appropriée ou un temps de gélification prédéterminé, refroidissement, ajout de solvant pour dissoudre et filtrer pour obtenir le produit fini de résine de silicone copolymérisée.
Heure de publication : 24 septembre 2022