有机硅材料

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　　有机硅材料是指含有Si-0键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物^[1]。有机硅材料是一种节省能源、资源、无公害、安全可靠、多功能、多形态、高性能的高分子材料。自20世纪40年代问世以来，因其优异性能而发展迅速，应用领域不断扩大，应用它能解决各种技术难题或提高生产技术水平等，因而被人们称为现代科学文明的“工业味精”。目前已被广泛应用于纺织、轻工、电子、电气、交通车辆、建筑材料、能源开发、航天、航空、航海、石油、化工、冶金、办公机械、生活用品、化妆品、医疗、医药、食品加工和文物保护等领域^[2]。

　　(一)硅油

　　1.线性硅油

　　(1)非官能性硅油：甲基硅油、乙基硅油、甲苯基硅油：

　　(2)硅官能性硅油：甲基含氢硅油、乙基含氢硅油、含羧基硅油、含烷氧基硅油、含酰氧基硅油

　　2.改性硅油

　　(1)共聚硅油：聚有机硅氧烷一二元醇共聚硅油、高级醇改性硅油、脂肪酸改性硅油、甲基烷基硅油：

　　(2)碳官能性硅油：含氯甲基硅油、含氯苯基硅油、含氰烷基硅油、含羧烷基硅油、含氮烷基硅油、含氟烷基硅油；

　　(3)主链改性硅油：硅氮烷硅油、硅甲撑硅油、硅苯撑硅油、硅苯醚撑硅油

　　(二)硅橡胶

　　硅橡胶其相对分子质量一般比硅油大得多，硫化后形成弹性体。硅橡胶种类繁多：最早出现的是二甲基硅橡胶，后为了改进它的某些性能，用其它有机基团取代部分甲基基团或引入硅氧链节中，从而出现了甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基硅橡胶(低苯基硅橡胶、中苯基硅橡胶和高苯基硅橡胶)、氟硅橡胶、腈硅橡胶、甲基乙基硅橡胶、苯撑硅橡胶、苯醚撑硅橡胶等。按应用要求又开发出：导电硅檬胶、高抗撕硅橡胶、阻燃硅檬胶、建筑密封胶、泡沫硅橡胶、热收缩性硅橡胶、医用硅橡胶、电缆密封胶等。

　　硅橡胶安其硫化方式可分为高温硫化硅橡胶(HTV)，指相对分子质量在5O～8O万甚至更高的直链聚硅氧烷；室温硫化硅橡胶(RTV)，通常为相对分子质量在1～8万的羟基封端直链硅氧烷。高温硫化硅橡胶分为有机过氧化物硫化及加成型硫化；室温硫化硅橡胶分为单组分及双组分2种。

　　(三)硅树脂

　　可分为甲基、苯基、甲苯基硅树脂和改性硅树脂。

　　(四)硅烷偶联剂

　　常用品种有30种左右，一般在硅原子上联有水解的官能团，后又开发了联有2个官能团的，以及离子型和聚合型的硅烷偶联剂。

　　1.有机硅材料在建筑中的应用

　　有机硅防水材料是以有机硅乳液和其他乳液复合物为主要基料，添加助剂配制而成的乳液型防水材料，对水泥砂浆、混凝土基体、木材、陶瓷、金属建筑材料都具有涂膜防水和渗透防水双重功能，施工方法简便，可广泛适用于新旧屋面、楼顶、地下室、游泳池、卫生问和贮水池、输水管道等防水、防渗漏工程，具有耐高低温、抗老化、无腐蚀、无污染等特点，并且水性有机硅涂料具有优良的耐候性和抗污性，能为建筑物提供长期的装饰和保护，具有传统防水材料(三油四毡)无法比拟的优越性。如山东省青州市利达建筑防水材料厂生产的有机硅新型建筑防水材料，通过技术鉴定目前，该产品已投入大批量生产；此外杭州市建筑材料研究所为了解决建筑渗漏，尤其是墙体渗漏，研制成功有机硅防水透气涂料，此涂料生产过程中无“三废”污染，施工时无刺激性，分散介质为水。目前被建设部列为“九五”期间重点推广应用的建筑防水材料之一。

　　八十年代初，随着我国经济的发展，建筑业日新月异，传统的建筑结构变为框架结构、铝合金门窗、轻质墙体预制件、各种幕墙。以幕墙为外墙的建筑形式对接缝提出了很高的要求，各种高档建筑密封胶应运而生。经过近二十年的发展，国内有机硅建筑密封胶从进口、自行研究开发、试生产到规模生产一步步发展起来，目前已能生产多种用途的产品，并逐步扩大了在国内市场的份额。如广州新展粘胶厂生产的“新展”牌有机硅结构胶产品经北京国家化学建材测试中心和苏州国家建筑防水材料产品质量监督检测中心检测，性能完全符合国家《建筑用硅酮结构胶标准》。

　　建筑领域应用较广一般建筑涂料普遍存在吸水性强、水蒸气渗透性差等缺点，漆膜表面经常出现起泡、脱皮现象。因此，要求性能优良的涂料具有低吸水性和高水蒸气透过率，水性有机硅涂料恰好能满足这些要求，并且水性有机硅涂料具有优良的耐候性和抗污性，能为建筑物提供长期的装饰和保护，建筑领域已成为水性有机硅涂料应用最广的领域，对外墙涂料来说，其抵抗水、环境、气候等外界因素的侵蚀能力相当重要。涂料体系应具有良好的水蒸气透过性以及低液态水吸收率，以确保外墙保持干燥。同时也应具长期的耐候性与良好的耐沾污性。因此，具有优异憎水功能的有机硅乳液就成为制造高性能外墙涂料的较佳选择。由于硅树脂具有类似石英的网状化学结构，不同于普通乳胶漆通过形成连续致密的膜来阻止液态水的吸收，而是通过赋予多孔基材憎水性和增强基材来达到保护目的，因此涂膜具有良好的呼吸功能和更为优异的耐候性。

　　据中国涂料工业协会信息，水性涂料今年有望实现普及放量、快速增长，我国涂料行业市场格局将产生巨大变化。未来5～8年，水性涂料有望占国内涂料市场50％以上的份额，业内专家认为，新型环保水性涂料的市场推广普及，目前亟需业内骨干企业尤其是领军品牌企业的积极推动。最近广东嘉宝莉化工有限公司水性涂料万吨基地投产，并在漆膜硬度、丰满度、光泽度、耐水性等方面取得突破，打破了我国水性涂料技术与产能的瓶颈，为水性涂料“大市”的形成奠定了基础。业内企业应不断在技术革新及产业化上寻求突破，以提升水性涂料行业的整体实力，改变整体产业链的竞争模式。目前我国已在珠三角、长三角等地形成数家具有相当实力与技术储备的水性涂料企业。专家预计，随着今后大批量推向市场，水性涂料必将受到越来越多追求健康环保消费者的青睐。据了解，目前环境效应好的水性涂料在欧美发达国家普及率很高。与溶剂型涂料相比，水性涂料以水做溶剂，既能达到资源合理利用又可降低环境污染；有机溶剂含量相对较低，施工条件可改善，无论从健康环保方面还是涂装施工方面都不逊色。同时溶剂型涂料受国际油价波动的影响，其原材料价格过高，涂料水性化是行业发展的大势所趋。

　　但由于国内消费者的环保、健康意识有待进一步提高，水性涂料的应用推广程度不够，因此目前国内即使是发达地区，水性涂料的使用率也低于25％。新加坡，马来西亚等国已有法规规定：高层建筑禁止使用硬质材料。我国也有城市出台类似规定。外墙涂料必将取代瓷砖、玻璃幕墙等硬质材料成为外装饰市场的主流。相比于传统的丙烯酸乳胶漆，纯硅树脂涂料具有更好的可呼吸性、憎水性、耐候性。随着市场对高质量外墙涂料需求的日益增长，纯硅树脂涂料必将获得更大的应用。

　　2.有机硅在塑料加工中的应用

　　有机硅材料作为一种化工新型材料，以其优异的热稳定性、低温柔韧性、憎水防潮性、卓越的电绝缘性及润滑性等而被广泛地应用于塑料加工的各个领域。利用含有机官能团的活性有机硅中间体作为塑料加工的流动改性剂， 已成为当今塑料加工业的新趋势。如聚醚改性硅油、氨基改性硅油、环氧改性硅油以及有机硅一丙烯酸酯共聚物等均为可用作塑料加工助剂的活性有机硅产品。这类助剂加入到塑料助剂中，不但大大改善塑料的加工性能，而且提高了制品的物理性能。

　　3.有机硅材料在汽车电子中的应用

　　汽车行驶于道路时必须承受风、砂、雨、雪、高低温、振动等各种地型天候与污染物的侵蚀。因此各种精密的电子式控制模块必须藉由适当的保护材料来保护以确保它的稳定性和可靠性。在汽车电子应用领域中对保护材料的选择除了基本要求绝缘、防潮、防污、防蚀、导热等特性外，特别要求具有低应力和耐热、耐寒等性能。有机硅材料因为同时具备这些性能， 因此在汽车电子领域中的应用特别受到重视，在汽车电子中的应用领域也越来越广。