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關于硅油和低含氫硅油的知識解析

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關于硅油和低含氫硅油的知識解析

2019-07-31

低含氫硅油

江西華昊化工有限公司


硅油是一種不同聚合度鏈狀結構的聚有機硅氧烷。它是由二甲基二氯硅烷加水水解制得初縮聚環體,環體經裂解、精餾制得低環體,然后把環體、封頭劑、催化劑放在一起調聚就可得到各種不同聚合度的混合物,經減壓蒸餾除去低沸物就可制得硅油。


常用的硅油,有機基團全部為甲基,稱甲基硅油。有機基團也可以采用其它有機基團代替部分甲基基團,以改進硅油的某種性能和適用各種不同的用途。常見的其它基團有氫、乙基、苯基、氯苯基、三氟丙基等。近年來,有機改性硅油得到迅速發展,出現了許多具有特種性能的有機改性硅油。


硅油一般是無色(或淡黃色),無味、無毒、不易揮發的液體。硅油不溶于水、甲醇、二醇和- 乙氧基乙醇,可與苯、二甲醚、甲基乙基酮、四氯化碳或煤油互溶,稍溶于丙酮、二惡烷、乙醇和了醇。它具有很小的蒸汽壓、較高的閃點和燃點、較低的凝固點。隨著鏈段數n的不同,分子量增大,粘度也增高,固此硅油可有各種不同的粘度,從0.65厘沲直到上百萬厘沲。如果要制得低粘度的硅油,可用酸性白土作為催化劑,并在180℃溫度下進行調聚,或用硫酸作為催化劑,在低溫度下進行調聚,生產高粘度硅油或粘稠物可用堿性催化劑。


硅油按化學結構來分有甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氫硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羥基硅油、乙基含氫硅油、羥基含氫硅油、含氰硅油、低含氫硅油等;從用途來分,則有阻尼硅油、擴散泵硅油、液壓油、絕緣油、熱傳遞油、剎車油等。


硅油具有卓越的耐熱性、電絕緣性、耐候性、疏水性、生理惰性和較小的表面張力,此外還具有低的粘溫系數、較高的抗壓縮性)有的品種還具有耐輻射的性能。


江西華昊化工有限公司坐落于星火工業園,始建于2011年11月,占地30余畝。于2014年建設投產并驗收一期工程(年產4500噸有機硅系列產品),主要產品有:羥基硅油、二甲基硅油、低含氫硅油、聚醚改性硅油、107膠。于2017年豐富了有機下游產品,增加了乙烯基硅油、氨基硅油和硅烷類,包括甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和甲基硅酸,同時也完善了含氫硅油的品種,有前期單一的側氫,增加了端氫及其它含氫結構產品。目前正致力于研究能部分替代甲基硅油的高沸硅油。于2018年三期工程開始運行,產品包含七甲基三硅氧烷、聚醚改性硅油、硅氮烷、硅醚、二甲二乙氧基硅烷等產品


有機硅乳液


有機硅乳液是硅油的一種形式。下面從硅油織物柔軟整理劑和硅油乳液型消泡劑兩方面來介紹。


一、硅油織物柔軟整理劑


有機硅乳液主要是用作硅油織物柔軟整理劑。一代的有機硅織物整理劑是二甲基硅油和含氫硅油(及其衍生物)的機械混合物。二代的有機硅織物整理劑是羥基封端聚二甲基硅氧烷乳液,它是由八甲基環四硅氧烷單體、水、乳化劑、催化劑等原料在一定條件下進行乳液聚合而成的。由于聚合和乳化是一步完成,因而具有工時短、工效高、設備簡單、操作方便等優點,而得到的乳液又非常穩定,顆粒十分均勻、制得的聚合物兩端帶有活性基團(羥基) 可以進一步反應成膜,有利于提高乳液的應用效果,這是機械乳化硅油所不及的。


羥基硅油乳液按其所采用的表面活性劑不同又可分為陽離子、陰離于、非離子、復合離子等幾種類型的乳液。


1. 陽離子型羥基硅油乳液


陽離于型羥乳聚合所采用的乳化劑一般是季胺鹽類(國外文獻報道的是十八烷基三甲基氯化銨),催化劑為氫氧化銨。陽離子型羥乳可用于各種紡織品的后整理,具有改善織物手感、提高織物彈性及滑爽、挺括之性能;它的另一獨特優點是織物的理想防水劑,與甲基含氫硅油乳液并用,防水性能及防水耐久性皆可達到相當高的水平,可用作維綸篷蓋帆布的防水劑、滌卡布的防水劑等。


2.陰離子型羥基硅油乳液


陰離子型羥乳的特點是在織物整理劑中配伍性好,乳液十分穩定。尤其紡織品印染中的助劑大部份為陰離子型,若采用陽離子型羥乳往往容易引起破乳漂油,而陰離子型羥乳可以避免此弊病,所以更受用戶單位歡迎,用途十分廣泛。


3.復合離子型羥基硅油乳液


陽離子型羥乳雖然是一種優良的織物柔軟整理劑,但這種乳液不耐硬水,還不能與二羥甲基二羥基乙烯脲樹脂(2D)樹脂、催化劑氯化鎂和陰離子型增白劑同浴使用,因此在使用上有一定的局限性。此外,由于乳液穩定性差,有機硅高聚物易從乳液中分離出來,漂在液面上,俗稱"漂油"。若在乳液聚合過程中,采用陽離子型與非離子型乳化劑進行復配,則可克服陽離子型乳化劑制備羥基硅油乳液的缺點,制得的有機硅乳液能耐硬水、能與2D樹脂、氯化鎂和增白劑VBL等同浴使用,并具有良好的耐熱性和耐冷凍性。


4.非離子型羥基硅油乳液


非離子型羥乳比離于型羥乳的適應性強,穩定性更好,因此許多國家都大力研究非離子型羥乳。如瑞士生產的新產品UltrateX FSA,是一種分子量在20萬以上的羥基封頭聚二甲基硅氧烷的非離子型乳液,比美國的Dc-1111陰離子型羥乳前進了一步。


5.其它活性基團的有機硅整理劑


為了適應各類織物高級整理的需要,改善有機硅整理織物的抗油污、抗靜電和親水性能,并使化纖織物具有天然織物的許多優點,有機硅工作者研究了在有機硅分子上引入其它活性基團如氨基、酰胺基、酯基、氰基、羧基、環氧基等。這些基團的引入使有機硅織物整理劑具有特殊的效果,例如,有機硅分子引入氨基適于毛織品的防縮和柔軟整理;引入酰胺基適于防污整理,柔軟性也大有提高:引入氰基耐油性好,聚氧化乙烯醚和有機硅的共聚物防靜電效果良好;有機氟改性的有機硅具有拒油、防污、防靜電、拒水等許多優點。


二、硅油乳液型消泡劑


硅油乳液型消泡劑一般為水包油型(O/W)乳液,即水是連續相,硅油是非連續相。它是將硅油、乳化劑及增稠劑等進行預混,然后逐步加水攪勻,在膠體磨中反復研磨直至得到合乎要求的乳液。


硅油乳液型消泡劑是有機硅消泡劑中使用面廣、用量大的一種消泡劑。它的特點是易分散在水體系中,可廣泛用作水相體系的消泡劑。使用時,將乳液直接加入起泡體系中,即可獲得良好的消泡效果。為提高乳液的消泡效果及計量的準確性,一般不直接使用10%以上的濃硅油乳液:而是先將其用涼水或直接用起泡液稀釋至10%以下使用。禁忌使用過熱或過冷的液體稀釋,否則將引起乳液破乳。乳液稀釋后穩定性會變差,存放過程也可能發生分層(漂油)現象,也即破乳。故稀釋后的乳液宜盡快用完。如果需要,可加入增稠劑以提高乳液的穩定性。對于間歇操作過程,硅油乳液可以在體系運轉前一次加入,也可采用分批補加的方式;對于連續操作過程,硅油乳液應在系統的適當部位連續地或間斷地加入。


使用乳液型消泡劑時,特別要考慮起泡體系的溫度及酸、堿性等條件,因為硅油乳液比較嬌氣,超過它的使用范圍,乳液就會過早破乳,變成低效或無效(硅油乳液的用量,一般為起泡液重量的10~10Oppm(按硅油計)。當然、特殊情況下也有少于10ppm和多于100ppm的。其適合用量主要是通過試驗來確定。


一般的硅油乳液型消泡劑大多為水包油型。根據硅油種類的不同,硅油乳液型消泡劑有如下幾種類型:


1.以二甲基硅油為主體的硅油乳液


這類消泡劑是由二甲基硅油加上乳化劑和水等配制而成,可廣泛應用于發酵、食品、造紙、纖維、制藥、合成樹脂等方面。


2.以甲基乙氧基硅油為主體的硅油乳液


這類消泡劑是由甲基乙氧基硅油及配合劑制成。


3.以乙基硅油為主體的硅油乳液


近年來,有機硅消泡劑正朝著有機硅一聚醚嵌段共聚(或接枝共聚)方向發展。這類消泡劑由于兼具有機硅和聚醚的特性,因而使消泡力大大提高;有機硅一聚醚共聚型消泡劑又可稱為自乳化型的有機硅消泡劑,它是在有機硅分子鏈中嵌段(或接枝)親水性的氧化乙烯鏈或氧化乙烯氧化丙烯鏈,使疏水的硅氧烷部分與親水的聚醚結合在一起,這樣的分子具有較大的極性,作為消泡劑來說鋪展系數大,能在發泡介質中分散均勻,消泡效力高,是一類新型的高效消泡劑。這類無須使用乳化劑的自乳化硅油,消泡效果對某些體系來說是相當滿意的,它特別適用于那些不宜使用一般硅油乳液和一般硅油乳液難于勝任的場合。

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