2.2 由甲基三乙氧基硅烷水解制备甲基硅树脂
在工业生产中,甲基三氯硅烷因水解缩聚反应激烈而增加了工艺控制的难度,产品质量不稳定;若使用溶剂,则溶剂回收较困难,也不利于环保;副产物盐酸的处理也较麻烦。将甲基三氯硅烷用乙醇醇解成甲基三乙氧基硅烷,再进行水解反应制甲基硅树脂可避免上述问题。用此法生产的硅树脂无色透明,溶剂除去后树脂在加热或催化剂存在下可固化成玻璃状的产品(俗称玻璃树脂)。
采用该方法制得的甲基硅树脂摩尔质量较低,可溶于乙醇中;使用过程中挥发的乙醇比甲苯等毒性小,对环境污染程度小。
具体操作方法是:将1 mol甲基三乙氧基硅烷、3 mol水、微量盐酸分别加入三口烧瓶中,在搅拌下逐步升温到78~80 ℃,在回流温度下反应 4~6 h,然后加入适量的中和剂将盐酸除去,蒸出乙醇及过量水,当反应温度达到140 ℃时,立即停止加热,取出反应物即得无色透明甲基硅树脂;为便于使用和贮存,通常配成50 %乙醇溶液。通常,工业级的甲基三乙氧基硅烷中含有少量盐酸及铁锈等杂质,使用前需加入适量的碳酸钠进行蒸馏以除去盐酸。
晨光化工研究院以甲基三乙氧基硅烷为原料,开发出GTS-101,GTS-103,MR-30,GS-30系列透明甲基硅树脂;可用作金属防腐涂层,纸张上光剂,电子元件保护涂料,小型线圈浸渍漆,有机玻璃、聚碳酸酯等透明塑料的保护涂层,云母粘接剂及耐高温、耐电弧模塑料。
甲基硅树脂还可作为建筑防水剂使用。
3 用于制备甲基苯基硅树脂
甲基苯基硅树脂,主要由甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷共水解、缩聚而成。这些单体因硅原子上的有机基团种类及数量不同,所以水解反应速度不同,生成的中间产物结构也不同,再加上生产工艺控制难以完全重复,即使配方相同,也难得到性能完全相同的产品。
其生产工艺是:按配方将选用的几种有机氯硅烷混合均匀,在有机溶剂(如甲苯、二甲苯、异丙醇、丙酮、醋酸酯等)中与水进行反应,生成具有一定交联度和摩尔质量的预聚物甲苯(或混合溶剂)溶液,停止反应、静置分层,放出盐酸水层,用去离子水洗涤树脂溶液至中性;在加热或适合的催化剂存在下进行缩聚反应,达到规定的粘度、凝胶时间即可停止加热,冷至室温放出产品。
通过调整各种单体的配比[即R/Si和苯基的摩尔分数x(C6H5)]可以制成各种牌号的甲基苯基硅树脂产品。
甲基苯基硅树脂主要用作H级电动机、变压器线圈的浸渍漆,耐高温涂料及电气工业用H级绝缘层压板、管、棒材的浸渍料;还可作成摩尔质量不高、含有活性反应基团的活性硅树脂,用于聚酯、环氧、酚醛、醇酸等有机树脂的改性。
4 用于制备建筑防水剂
甲基三氯硅烷还可用于制备甲基硅酸钠、硅树脂微粉等建筑防水剂。
4.1 用于制备甲基硅酸钠
将配制好的NaOH溶液(比计算量过量33%)加入装有搅拌器、温度计、回流冷凝器、滴液漏斗的四口玻璃瓶中,在搅拌下滴加甲基三氯硅烷,反应温度保持在 40 ℃以下,反应器外部用水冷却,加完料继续搅拌15 min,冷却、过滤,将反应产物中固体物除去;然后,在搅拌下将盐酸加入滤液中,反应终止时pH 值为3~4,获得白色固体产物;经过滤,水洗至中性,测定CH3SiO1.5含量,然后加入计量的氢氧化钠(配成40%水溶液)进行溶解,制成甲基硅酸钠溶液。
甲基硅酸钠是一种较好的防水抗冻剂,用其稀溶液(2%~3%)浸渍(或刷涂、喷涂)在建筑材料如砖、瓦、混凝土构件或建筑物表面,可使建筑材料具有疏水性,防止雨水的浸入,从而避免由于冻结引起的破裂;用其处理海边的建筑物,可防止盐雾的侵蚀。用经硫酸铝或硝酸铝中和的甲基硅酸钠稀溶液处理木材和纸张,可提高被处理物的疏水性、防潮性和强度。
4.2 用于制备硅树脂微粉
将甲基三氯硅烷直接喷到潮湿的水气中可得到分散度极细的甲基硅氧烷(CH3SiO1.5)n球状微粒,平均直径为0.2~0.5 μm。将微粉洗至中性,烘干即得产品。由于粒径极小,硅树脂微粉能均匀地分散在水泥层中而不形成封闭的薄膜,但具有与树脂膜同样的防潮、防水效果



















