Forschung und Entwicklung von Dimethyldiethoxysilan

Das allgemeine Lösungssilikonharz wird hauptsächlich als Grundpolymer für hitzebeständige Beschichtungen, wetterbeständige Beschichtungen und elektrische Hochtemperatur-Isoliermaterialien verwendet.

1.2 Technische Entwicklung von Silikonharz

Unter allen Arten von Silikonpolymeren ist Silikonharz eine Art Silikonprodukt, das früh synthetisiert und angewendet wird.Verglichen mit der rasanten Entwicklung der Silikonkautschuk-Mustersanierungstechnologie ist die technologische Verbesserung von Silikonharz relativ langsam und es gibt nur wenige große technologische Durchbrüche.Aufgrund des technischen Fortschritts aromatischer heterozyklischer hitzebeständiger Polymere wurden einige davon vor etwa 20 Jahren ursprünglich im Bereich Silikonharz eingesetzt.Allerdings schränkten die Lösungsmitteltoxizität und die harten Aushärtungsbedingungen aromatischer heterozyklischer hitzebeständiger Polymere ihre Anwendung ein.In den letzten Jahren begann man, der Forschung und Entwicklung von Silikonharz mehr Aufmerksamkeit zu schenken.Silikonharz verfügt über einen großen Temperaturbereich und eine Alterungsbeständigkeit.Die Leistung und die hydrophobe Feuchtigkeitsbeständigkeit sind gut und es gibt weitere herausragende Vorteile. Es gibt Anzeichen dafür, dass das Silikonharz in Zukunft möglicherweise einen größeren Entwicklungsraum haben wird.

2. Allgemeines Silikonharz

2.1 Herstellungsprozess von allgemeinem Silikonharz

Verschiedene Arten von Silikonen haben unterschiedliche Rohstoffe und Synthesewege.In diesem Artikel wird lediglich der Herstellungsprozess verschiedener Arten von Silikonharzen vorgestellt.

2.1.1 Methylsilikon

2.2.1.1 Synthese von Methylsilikonharz aus Methylchlorsilan

Methylsilikone werden mit Methylchlorsilan als Hauptrohstoff synthetisiert.Aufgrund der unterschiedlichen Struktur und Zusammensetzung von Silikonen (Vernetzungsgrad von Silikonen, d. h. [CH3]/[Si]-Wert) sind unterschiedliche Synthesebedingungen erforderlich.

Wenn Methylsilikonharz mit niedrigem R/Si-Wert ([CH3]/[Si] ≈ 1,0) synthetisiert wird, ist die Hydrolyse- und Kondensationsreaktionsgeschwindigkeit der Hauptrohstoffmonomere Methyltrichlorsilan recht hoch und die Reaktionstemperatur muss streng auf 0 °C kontrolliert werden , und die Reaktion sollte in einem zusammengesetzten Lösungsmittel durchgeführt werden und die Lagerzeit des Reaktionsprodukts bei Raumtemperatur beträgt nur wenige Tage.Diese Art von Produkt hat wenig praktischen Wert.

Bei der Synthese von R/Si-Methylsilikonharz werden Methyltrichlorsilan und Dimethyldichlorsilan verwendet.Obwohl die hydrolytische Kondensationsreaktion der Mischung aus Methyltrichlorsilan und Dimethyldichlorsilan etwas langsamer ist als die von Methyltrichlorsilan allein, ist die Geschwindigkeit der hydrolytischen Kondensationsreaktion von Methyltrichlorsilan und Dimethyldichlorsilan zu unterschiedlich, was häufig durch die vorherige hydrolytische Kondensation von Methyltrichlorsilan verursacht wird.Das Hydrolysat stimmt nicht mit dem Verhältnis der beiden Monomere überein, und Methylchlorsilan wird häufig hydrolysiert, um ein lokales Vernetzungsgel zu bilden, was zu schlechten Gesamteigenschaften des Methylsilikonharzes führt, das durch die Hydrolyse der drei Monomere erhalten wird.

2.2.1.2 Synthese von Methylsilikon aus Methylalkoxysilan

Die Reaktionsgeschwindigkeit der Hydrolysekondensation von Methylalkoxysilan kann durch Änderung der Reaktionsbedingungen gesteuert werden.Ausgehend von Methylalkoxysilan können Methylsilikonharze mit unterschiedlichen Vernetzungsgraden synthetisiert werden.

Die kommerziellen Methylsilikone mit mäßigem Vernetzungsgrad ([CH3] / [Si] ≈ 1,2–1,5) werden meist durch Hydrolyse und Kondensation von Methylalkoxysilan hergestellt.Die durch Entsäuerung raffinierten Monomere Methyltriethoxysilan und Dimethyldiethoxysilan werden mit Wasser gemischt, mit Spuren von Salzsäure oder einer geeigneten Menge eines stark sauren Kationenaustauscherharzes versetzt (der Katalyseeffekt von makroporösem stark saurem Ionenaustauscherharz ist besser) und leben.Sexueller Ton (nach dem Ansäuern getrocknet) wird als Katalysator verwendet, erhitzt und hydrolysiert.Wenn der Endpunkt erreicht ist, geben Sie die richtige Menge Hexamethyldisilazan hinzu, um die Salzsäure des Katalysators zu neutralisieren, oder filtern Sie das als Katalysator verwendete Ionenaustauscherharz oder den aktiven Ton, um die Kondensationsreaktion zu beenden.Das erhaltene Produkt ist eine alkoholische Lösung von Methylsilikonharz.

2.2.2 Methylphenylsilikon

Die wichtigsten Rohstoffe für die industrielle Produktion von Methylphenylsilikonharz sind Methyltrichlorsilan, Dimethyldichlorsilan, Phenyltrichlorsilan und Diphenyldichlorsilan.Einige oder alle der oben genannten Monomere werden mit dem Lösungsmittel Toluol oder Xylol versetzt, im richtigen Verhältnis gemischt, unter Rühren in Wasser getropft, die Temperatur für die Hydrolysereaktion kontrolliert und HCl (wässrige Salzsäurelösung), das Nebenprodukt der Reaktion, entfernt durch Waschen mit Wasser.Die hydrolysierte Silikonlösung wird erhalten, und dann wird ein Teil des Lösungsmittels verdampft, um den konzentrierten Silikonalkohol zu bilden, und dann wird das Silikonharz durch Kaltkondensation oder Wärmekondensationsreaktion hergestellt, und das fertige Silikonharz wird durch Filtration und Verpackung erhalten.

2.2.3 Allzweck-Methylphenylvinylsilikonharz und seine zugehörigen Komponenten

Der Herstellungsprozess von Methylphenylvinylsilikonharz ähnelt dem von Methylphenylsilikonharz, außer dass dem Hydrolyserohstoff zusätzlich zu Methylchlorsilan und Phenylchlorsilanmonomeren eine angemessene Menge Methylvinyldichlorsilan und andere Vinyl enthaltende Silikonmonomere zugesetzt werden Materialien.Die gemischten Monomere wurden hydrolysiert, gewaschen und konzentriert, um konzentriertes hydrolysiertes Silanol zu erhalten, wobei ein Metallsalzkatalysator aus einer organischen Säure zugesetzt wurde, die Hitze auf eine vordefinierte Viskosität entspannt wurde oder der Endpunkt der Kondensationsreaktion entsprechend der Gelierungszeit gesteuert wurde und Methylphenylvinylsilikonharz hergestellt wurde.

Methylphenylhydropolysiloxan, das als Vernetzerkomponente bei der Additionsreaktion von Methylphenylvinylsilikonharz verwendet wird, ist normalerweise ein ringförmiges oder lineares Polymer mit geringem Polymerisationsgrad.Sie werden durch Hydrolyse und Cyclisierung von Methylhydrodichlorsilan oder durch CO-Hydrolyse und Kondensation von Methylhydrodichlorsilan, Phenyltrichlorsilan und Trimethylchlorsilan hergestellt.

2.2.4 modifiziertes Silikon

Die Herstellung des Mischens von modifiziertem Silikonharz mit organischem Harz erfolgt normalerweise in einer Toluol- oder Xylollösung von Methylphenylsilikonharz, wobei Alkydharz, Phenolharz, Acrylharz und andere organische Harze hinzugefügt und vollständig gleichmäßig gemischt werden, um das fertige Produkt zu erhalten.

Das copolymerisierte modifizierte Silikonharz wird durch eine Reihe chemischer Reaktionen hergestellt.Zu den organischen Harzen, die mit Silikon copolymerisiert werden können, gehören Polyester, Epoxidharz, Phenolharz, Melaminformaldehyd, Polyacrylat usw. Zur Herstellung von kopolymerisiertem Silikonharz können verschiedene Synthesewege genutzt werden, die praktischere industrielle Produktionsmethode ist jedoch die Copolymerisation von Silikonalkohol und organisches Harz.Das heißt, Hydrolyse von Methylchlorsilan- und Phenylchlorsilan-Monomeren zusammen, um eine hydrolysierte Siliziumalkohollösung oder eine konzentrierte Lösung zu erhalten, und dann Zugabe von vorsynthetisiertem organischem Harz-Präpolymer zum Katalysator, dann Mischen mit Wärmeverdampfungslösungsmittel, Zugabe von Zink, Zinknaphthenat und anderen Katalysatoren, und Cokondensationsreaktion bei einer Temperatur von 150–170 Grad, bis das Reaktionsmaterial die richtige Viskosität oder eine vorgegebene Gelierungszeit erreicht, Abkühlen, Zugabe von Lösungsmittel zum Auflösen und Filtrieren, um das fertige Produkt aus copolymerisiertem Silikonharz zu erhalten.