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有机硅耐高温漆中硅树脂的化学制备

发布时间:2016-07-13

有机硅耐高温漆最主要的特性是高温防护,可以承受几百度甚至上千度的高温,对钢铁具有非常好的保护作用。有机硅耐高温漆的特性主要来源于有机硅树脂,根据对硅树脂的改性,制备具有不同性质的涂料。

有机硅化学结构单元主要有四类:R3SiO1/2R2SiORSiO3/2SiO2

 

Si-O-Si

形成硅树脂最基本、最主要的键型,其键能高达1014.2KJ/mol;在强酸和强碱存在时Si-O-Si键发生断裂。

Si-O-Si键高反应活性的来源:

硅原子体积较大,硅上取代基很难完全屏蔽硅原子,Si-O键键长较长,转动能较小,很容易受各种试剂进攻。

硅原子容易极化并带有正电性,使其可能与其它元素结合。

Si-O键本身强极性导致其对极性试剂的作用很敏感。

 

Si-Cl

Si-Cl键的有机硅化合物是合成有机硅树脂最重要的单体,其性质与酰氯相似,极易受亲核试剂进攻。

与含活泼氢的化学物反应:≡Si-Cl + HY Si-Y + HCl

与有机酸酐反应:≡Si-Cl + (ROC)2O   Si-OCOR + RCOCl

与某些元素(M表示)的氧化物及氢氧化物反应:

Si-Cl + M2On Si-O-Si + MCln          Si-Cl + M(OH)n   Si-OH + MCln

Si-Cl键的反应活性与有机氯硅烷的结构有关,并随有机取代基数量的增加和取代基体积的增大而减慢。其水解速度由大到小的次序为:

Si-I > Si-Br > Si-Cl > Si-F

RSiCl3 > R2SiCl2 > R3SiCl

(CH3)2SiCl2 > (CH3CH2)2SiCl2 > (C6H5)2SiCl2

 

Si-OH

可同时含有多个硅-醇键。该化学键容易脱水形成硅氧烷,活性比有机醇大得多,其活性硅醇结构及反应条件,在R相同的条件下有机硅醇的反应活性为:

RSi(OH)3 > R2Si(OH)2 > R3SiOH

对于硅羟基数相同的情况,R越大越稳定。

 

Si-OR

Si-OR键的热稳定性较高,但随烷基增大及支化度提高下降。当苯基取代烷基后,可提高其耐热性。Si-OR键在碱金属或氢氧化物存在下,其热稳定性明显下降。Si-OR还可被质子酸、羧酸、酸酐、卤化物、金属及其氰化物、水及醇等断裂,并生成硅氧烷或相应的含硅化合物。Si-OR的水解反应活性随R的空间位阻增大而降低,并随硅原子上的OR的增加而提高。

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