有机硅树脂结构

A. 纯硅树脂和改性有机硅树脂的区别 他们的定义是什么我老是分不清楚。

主要原因

绝大多数矿物材料都具有多孔表面,易吸收水分,因而对墙体造成损坏。研究表明,水分对建筑材料可造成如下损坏:

①由于溶胀收缩造成的开裂;

②结晶盐的析出形成风化;

③生长霉菌形成微生物滋长的温床;

④易玷污;

⑤溶解有酸性气体(CO2,COX)的雨水造成对建筑材料的化学侵蚀。

2高性能涂料基料的有机硅树脂

与线性两维硅油不同的是:有机硅树脂是高分子、三维交联化合物,以硅/氧作为主要化学键,与石英不同的是:每个硅原子中第4个氧原子被有机基团R所取代。有机基团提供憎水性,与有机体系混容的稳定性等有机特性。可以说硅树脂是用有机方法改性的石英结构。所有硅树脂都含有机硅的T(代表3个官能团的)单元。

3纯有机硅树脂涂料是耐久的外墙保护体系

德国威凯化学品公司在1963年成功开发了纯硅树脂乳胶漆,并由其研究人员SiegfriedNitzsche,E-waldPirson和MichaelRoth申请了专利。

本发明涉及一种基于有机硅树脂水分散体的涂料,该涂料的有机树脂含量不超过有机硅树脂的比例。按照本发明制成的涂料具有以下特性:可洗刷性;抗粉化;高憎水性;优良的耐候性;较高的水蒸汽透过率。

以纯有机硅树脂为主要成膜物的外墙涂料可有效防止潮湿破坏,它们在建筑材料表面形成稳定、高耐久、三维空间的网络结构,抗拒来自于外界液态水的吸收,但允许水蒸气自由通过。这即意味着外界的水可以被阻挡在墙体外面,而墙体里的潮气可以很容易地逸出。纯有机硅树脂外墙涂料就象自然界中的树叶一样,雨水不能渗进叶子,但树叶上的水分仍可蒸发。

4国际标准组织的定义

鉴于纯硅树脂乳胶漆在全球尤其在欧洲所取得的重大成功,国际和一些国家标准化组织为此种涂料给出一些具体定义:

欧洲标准(EN1062):根据决定涂料主要性能基料的不同来定义。对硅树脂外墙涂料来说,连接基料应为纯有机硅树脂,并列出具有重要物理性能是高水蒸汽透过率(S<0.1m)和低液态水吸收率(W<0.1kg/m2h015)。

德国标准DIN18363给出了硅树脂涂料的组分:纯有机硅树脂乳液,聚合物乳液,颜料,填料和助剂,并规定其应有憎水性。

法国标准化组织(AFNORFDT30-808)规定:纯有机硅树脂在连接基料中的比例超过40%时,称作纯硅树脂涂料。

5有机硅底漆是底材处理的理想选择
来自于外界的水分加上底材自身的碱性物质和湿气挥发时析出的有害盐,在涂层与底材交界处汇合,使涂料易造成损害。选择涂料体系的重要一步是选择合适的底漆,有机硅底漆能够渗透到多孔底材较深部位,形成一个憎水区,具有以下特点:

①极高的蒸汽透过率;

②良好的渗透深度,可达0.5mm左右;

③极大降低对外界液态水的吸收,与未处理的底材相比,可降低80%以上;

④提高面漆对底材的附着力;

⑤封闭碱性物质的析出。

6纯硅树脂涂料性能

6.1耐候性

众所周知,涂料的性能取决于成膜物的基料性质。由于有机硅树脂的化学稳定性,减少了有机乳液的用量。纯硅树脂涂料强调了户外耐候性,提出了对建筑物的长期保护功能。

在德国克瑞特曝晒场,纯硅树脂涂料经历了5年的工业环境曝晒,涂膜表面也无色差粉化等现象产生。

6.2憎水性能

明显的水珠效果反映了纯硅树脂乳胶漆的憎水性。即使在暴雨和苛刻的温度条件下,也没有因水的压力而产生面漆颜色变暗、溶胀或剥落。

按照ISO1062-3测试其吸水率为0.09kg/m2h015。

6.3水蒸汽透过率

根据ISO7783-2测量的结果:传统乳胶漆对来自底材蒸汽的扩散阻力(ISO7783-2湿杯法)约为(0.3～0.75)m。而纯硅树脂涂料只有约(0.04～0.14)m。也就是说:传统成膜的乳胶漆每天每平方米的水蒸汽的扩散量可以30g左右,进而达到120g。

6.4抗玷污性

多年的试验表明,纯硅树脂乳胶漆常年干燥的漆膜几乎没有积尘。即使出现灰尘,也可简单地扫除。灰尘很难渗入涂层。

6.5微生物的侵
由于纯硅树脂乳胶漆表面是高度憎水的,永久结合其中的硅树脂涂层在长时间内保持干燥,减少了微生物例如藻类和霉菌滋长的机会。

7工程实例

在全球,用纯硅树脂外墙涂料涂刷的建筑物已不胜枚举,现给出一些具有代表性的案例。

7.1美国华盛顿白宫

建造于1973年,重新修补于1983-1988年。修补前,涂料体系被潮气和结晶盐破坏严重,开裂、粉化;修补体系:一是清除旧涂膜;二是用WACKERBS?OH增强底材;三是使用WACKERBS?为基料的有机硅树脂外墙涂料作为面漆。

7.2老松林小学慕尼黑富若曼宁大街,由建筑师HansGr?ssel建于1927年。位于慕尼黑北部,紧靠着从慕尼黑至柏林拥挤、多尘的超速干道。

建筑物说明:加气石灰砂浆的砖砌体,喷射灰泥,建筑物底部为捣实混凝土,外露混凝土,极粗糙的灰泥表面。

特点:用在加气石灰饰粉(非水化的)上的涂料必须显示CO2的高透过性,以避免灰泥重结晶,由于灰泥结构造成容易积尘。

涂料:用Ispo公司的硅树脂外墙涂料Isposil在1975年、1976年涂刷中涂和面涂,用siliconate(硅酸盐)(BS15)作为稀释底漆。

面积:7000m2

颜色:红色

2001年评价:状态良好、憎水性和水珠效果良好。在一些部位(槽沟),盐引起饰粉轻微的损坏。

7.3新加坡TemasekPolytechnic大学使用了WackerSMK(一种有机硅微乳)作为底漆。面漆使用了以WackerBS纯有机硅树脂为主要基料的涂料。

8结语
纯硅树脂乳胶漆已经发展成为最先进的现代外墙涂料体系之一。自70年代以来,以远高于涂料平均增长率的市场占有率高速增长,在全球客户中得到广泛的认可。在德国,已占据了19%的市场份额;在欧洲也具有约10%的市场占有率。几乎每个乳胶漆的生产商都生产此类涂料。一些跨国公司已在中国生产,预示着他们对此类涂料的前景具有充分的信心。

由于纯硅树脂乳胶漆可接受的成本和优异的综合性能,尤其适合中国目前的涂料市场,相信在不久的将来必将为更多的涂料厂家和客户所接受。

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B. 有机硅树脂与有机树脂的性能比较

1、耐热性：有机硅树脂耐热温度高，通常在250℃以下都稳定。有机树脂在高温版下易权氧化分解。
2、电气特性：有机硅树脂电气特性降低很少，高频性随频率变化极小。有机树脂电气特性大大降低，在常温和常态下，与有机硅相同的特性。
3、耐水性：有机硅树脂分子中甲基的排列使其具有憎水性，其涂膜的吸水性小。即使吸收了水分也会迅速放出恢复到原来的状态。有机树脂浸水后电气特性大大降低，吸收的水分难以除掉。
4、耐候性：有机硅树脂难以产生由紫外线引起的游离基反应，不易产生氧化反应，耐候性极佳。有机树脂除丙烯酸类树脂外，耐候性好的树脂不多。
5、机械强度：有机硅树脂分子间引力小，有效交联密度低，机械强度较弱。有机树脂分子间引力大，易定向。有效交联密度大，机械强度高。但在200℃以上时，强度急剧下降。
6、耐溶剂性：有机硅树脂耐各种有机溶剂性差。有机树脂通常比硅树脂优良。
7、粘结性：有机硅树脂对金属和塑料等基材的粘结性差。有机树脂以环氧树脂为代表，对基材的粘结性好。
8、相溶性：有机硅树脂同其他有机树脂的相溶性有限。有机树脂与不同种类的树脂也大都能相溶，可以混合使用。

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E. 有机硅树脂的成分结构

固化通常是通过硅醇缩合形成硅氧链节来实现的。当缩合反应在进行时，由于硅醇浓度逐渐减少，增加了空间位阻，流动性差，致使反应速率下降。因此,要使树脂完全固化,须经过加热和加入催化剂来加速反应进行。许多物质可起硅醇缩合反应的催化作用，它们包括酸和碱，铅、钴、锡、铁和其它金属的可溶性有机盐类，有机化合物如二丁基二月桂酸锡或N，N，N'，N'一四甲基胍盐等 。
硅树脂最终加工制品的性能取决于所含有机基团的数量（即R与Si的比值）。一般有实用价值的硅树脂,其分子组成中R与Si的比值在1．2～1．6之间。一般规律是，R：Si的值愈小,所得到的硅树脂就愈能在较低温度下固化；R：Si的值愈大，所得到的硅树脂要使它固化就需要在200~250℃的高温下长时间烘烤，所得的漆膜硬度差，但热弹性要比前者好得多。
此外，有机基团中甲基与苯基基团的比例对硅树脂性能也有很大的影响。有机基团中苯基含量越低，生成的漆膜越软，缩合越快，苯基含量越高，生成的漆膜越硬，越具有热塑性。苯基含量在20～60%之间，漆膜的抗弯曲性和耐热性最好。此外，引入苯基可以改进硅树脂与颜料的配伍性，也可改进硅树脂与其它有机硅树脂的配伍性以及硅树脂对各种基材的粘附力。

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G. 硅橡胶与硅树脂的关系和区别是什么

有机硅学名聚硅氧烷树脂。主链由硅氧原子交替
组成、硅原子上带有有机基团支链的热固性树脂。是最
早的有机硅产品。在聚硅氧烷分子中，有机取代基 (R)
与硅原子(Si)的比值，是决定产品形式的重要参数。当
R/Si<2时，产品为有机硅树脂；R/Si≈2时,为高粘滞塑
性态的生胶，即硅橡胶；当R/Si>2时，为低分子量的油
状物，称硅油。

1、硅树脂最终加工制品的性能取决于所含有机基团的数量（即R与Si的比值）。一般有实用价值的硅树脂,其分子组成中R与Si的比值在1．2～1．6之间。一般规律是，R：Si的值愈小,所得到的硅树脂就愈能在较低温度下固化；R：Si的值愈大，所得到的硅树脂要使它固化就需要在200材250℃的高温下长时间烘烤，所得的漆膜硬度差，但热弹性要比前者好得多。
硅树脂是一种热固性的塑料，它最突出的性能之一是优异的热氧化稳定性。250℃加热24小时后,硅树脂失重仅为2～8%。硅树脂另一突出的性能是优异的电绝缘性能,它在宽的温度和频率范围内均能保持其良好的绝缘性能。一般硅树脂的电击穿强度为50千伏／毫米，体积电阻率为1013～1015欧姆·厘米，介电常数为3，介电损耗角正切值在10-30左右。此外，硅树脂还具有卓越的耐潮、防水、防锈、耐寒、耐臭氧和耐候性能，对绝大多数含水的化学试剂如稀矿物酸的耐腐蚀性能良好，但耐溶剂的性能较差。

2、硅橡胶亦聚物分子是由SI-O（硅-氧）键连成的链状结构。SI-O键是443.5KJ/MOL，比C-C键能（355KJ/MOL)高得多，且因其独特分子结构，使得硅橡胶比其他普通橡胶具有更好的耐热性、电绝缘性、化学稳定性等。
典型的硅橡胶即聚二甲荃硅氧烷，具有一种螺旋形分子构型，其分子间力较小，因而具有良好的回弹性，同时指向螺旋外的甲荃可以自由旋转，因而使硅橡胶具有独特的表面性能，如憎水性及表面防粘性。
硅橡胶由硅、氧原子形成主链，侧链为含碳基团，用量最大是侧链为乙烯的硅橡胶。既耐热，又耐寒，使用温度在100--300℃之间，它具有优异的耐气候性和耐臭氧性以用良好的绝缘性。缺点是强度低，抗撕裂性能差，耐磨性能也差。

H. 有机硅树脂的结构为什么在某些溶剂里有竖条的痕迹（一定的粘和程度）

有机硅树脂是高度交联的网状结构的聚有机硅氧烷，通常是用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的各种混合物，在有机溶剂如甲苯存在下，在较低温度下加水分解，得到酸性水解物。水解的初始产物是环状的、线型的和交联聚合物的混合物，通常还含有相当多的羟基。水解物经水洗除去酸，中性的初缩聚体于空气中热氧化或在催化剂存在下进一步缩聚，最后形成高度交联的立体网络结构。而你所说的应该是开始水解的初始产物。。

I. 热固性树脂有哪些

除不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂外，热固性树脂主要有以下品种。
一、三聚氰胺甲醛树脂
三聚氰胺甲醛树脂是由三聚氰胺和甲醛缩聚而成的热固性树脂。用玻璃纤维增强的三聚氰胺甲醛层压板具有高的力学性能、优良的耐热性和电绝缘性及自熄性。
二、呋喃树脂
由糠醛或糠醇本身进行均聚或与其它单体进行共缩聚而得到的缩聚产物，习惯上称为呋喃树脂。这类树脂的品种很多，其中以糠醛苯酚树脂、糠醛丙酮树脂及糠醇树脂较为重要。
三、聚丁二烯树脂
聚丁二烯树脂是一种分子量不高的液体，大分子主链上主要包含1，2-结构，又称为1，2-聚丁二烯树脂。这种树脂的大分子链上具有很多乙烯基侧链，所以，在游离基引发剂存在下，可进一步交联成三向网络结构的体型高聚物。
1，2-聚丁二烯树脂可由丁二烯在烷基锂、碱金属（常用金属钠）或可溶性碱金属复合物（如钠-萘体系）引发剂引发下，按阴离子型聚合历程合成。1，2-聚丁二烯树脂大分子链完全由碳氢组成，因此树脂固化后有优良的电性能、弯曲强度较好、耐水性优良。
四、有机硅树脂
在有机硅聚合物中，具有实用价值和得到广泛应用的主要是由有机硅单体（如有机卤硅烷）经水解缩聚而成的主链结构为硅氧键的高分子有机硅化合物。这种主链由硅氧键构成，侧链通过硅原子与有机基团相连的聚合物，称为聚有机硅氧烷。
有机硅树脂则是聚有机硅氧烷中一类分子量不高的热固性树脂。用这类树脂制造的玻璃纤维增强复合材料，在较高的温度范围内（200～250℃）长时间连续使用后，仍能保持优良的电性能，同时，还具有良好的耐电弧性能及憎水防潮性能。