近年來,改性聚硅氧烷的應(yīng)用及開發(fā)研究工作備受有機(jī)硅市場關(guān)注,環(huán)氧改性聚二甲基硅氧烷便是其中之一。環(huán)氧改性聚二甲基硅氧烷(環(huán)氧改性硅油或環(huán)氧基硅油)是甲基硅油分子中部分甲基(含側(cè)位和端位)被環(huán)氧基取代后的產(chǎn)物。二甲基硅油具有表面活性高、化學(xué)穩(wěn)定性好及耐熱等特性,而環(huán)氧基的引入又賦予其特殊的反應(yīng)性、吸附性和交聯(lián)性,使得環(huán)氧改性硅油在纖維整理、樹脂改性、光固化防黏隔離劑、涂料添加劑等領(lǐng)域有較為廣泛的應(yīng)用。
一、環(huán)氧基改性硅油的合成
環(huán)氧改性硅油通常是在鉑催化劑存在下,烯丙基縮水甘油醚與含Si-H鍵的硅油進(jìn)行加成反應(yīng)方法制得,即硅氫加成。除了加成法,常用的合成方法還有所合法及開環(huán)加成法。
硅氫加成法:
工藝流程:
二、環(huán)氧基改性硅油的應(yīng)用
1.纖維整理劑
環(huán)氧改性硅油也大量用作纖維的后整理劑,能賦予織物耐久的平滑性、柔軟性、回彈性及豐滿感等,可增進(jìn)防皺性并能明顯地提高織物的可縫紉性,且處理后的織物高溫不泛黃,纖維膨松,主要用于白色或淺色織物的柔軟整理。
環(huán)氧改性硅油用作氨綸油劑生產(chǎn)中的助劑,在處理氨綸纖維時,可防止氨綸纖維之間的粘連。用作棉、毛、絲、麻織物及制品整理,可使其具有羽毛般絲滑手感,耐洗、不黃變。
聚醚環(huán)氧改性硅油,因分子鏈中有多種活性基團(tuán),能與纖維中的羥基、氨基等在焙烘過程中進(jìn)行交聯(lián),不但能使織物輕、薄、滑、軟及良好的透氣性和懸垂性,還可改善親水性和抗靜電性,并具有真絲綢風(fēng)格,使織物穿著舒適、滑爽,特別適合于滌綸仿絲綢及其他仿絲綢織物的后整理。
2.樹脂改性劑
環(huán)氧樹脂是一種熱固性高分子材料,具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度和粘接性能、良好的耐熱性與成型加工性,且成本較低,因而成為現(xiàn)今半導(dǎo)體封裝的主材料。但環(huán)氫樹脂存在內(nèi)應(yīng)力大,導(dǎo)致柔韌性和耐高溫性較差、延展性低和易產(chǎn)生裂紋等缺點。用環(huán)氧改性硅油作環(huán)氧樹脂類材料的內(nèi)添加劑,可有效改善環(huán)氧樹脂類制品的內(nèi)應(yīng)力,增強(qiáng)其柔韌性,使之不脆、不裂。
3.涂料添加劑
將丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯與苯乙烯共聚合成水性防腐涂料,反應(yīng)中若加入環(huán)氧改性硅油,能使此種涂料兼具有機(jī)與無機(jī)涂料的高硬度、強(qiáng)附著力及耐磨等優(yōu)點。環(huán)氧基/氟共改性硅油能改進(jìn)固化效率、增進(jìn)溶解,且阻燃,用于光纖涂料、電子封裝涂料等。將環(huán)氧基/氧化烯烴共改性硅油用于涂料、印刷油墨或清漆中,能改善光澤、剝離性能和潤濕性能。環(huán)氫基硅油加到涂料中,能提高涂料的耐候、耐化學(xué)及環(huán)境腐蝕性。
4.光固化防黏隔離劑
環(huán)氧改性硅油在陽離子型催化劑,經(jīng)紫外線照射發(fā)生固化,使有環(huán)張力的環(huán)氧基打開,形成無張力的醚鍵,其引發(fā)機(jī)理不涉及自由基和激發(fā)三線態(tài),因而氧無限聚作用。對大多數(shù)基材粘接性好,體積收縮小,甚至為零,適用于厚膜和色漆的光固化。在環(huán)氧基改性硅油的分子鏈中,環(huán)氧基合適的數(shù)目為整個硅氧鏈節(jié)數(shù)的3%~25%?,F(xiàn)環(huán)氧基改性硅油紫外光固化體系的應(yīng)用越來越廣泛,成為陽離子光固化體系中的主流產(chǎn)品,大量用于壓敏膠制品的生產(chǎn)。
5.其他應(yīng)用
作為塑料添加劑,環(huán)氧改性硅油能改進(jìn)塑料的成形性,使塑料制品表面的潤滑性、離型性提高,阻燃性得到改善。與添加非反應(yīng)性的二甲基硅油比較,還顯示有較好好的印刷性,抗靜電性及防污效果。