有机硅材料及应用19.pdf

1 4 有机硅材料及应用 1 9 9 9年 第 1期 有机硅在抛 光剂 系列产 品中的应 用 唐 明扬(国家 有机硅 工程 技术 研究 中心成 都 6 1 0 0 4 1)介 绍 了在抛 光 剂中所 应 用的有 机硅 材料及 其 作用，关 键 词 盟 硅-油-蒋 礼 圭，建 筑 和 汽 车业 为 工业 发达 国家 的支柱 产 业，在把我 国建设成为现代化 工业强 国的过程 中，这 两 大 行 业 起 到 了 巨 大 的牵 引 作 用。在 2 0 0 0年我 国建 筑业产 值 将达 5 0 0 0亿 元，今 后 几年 我 国每年 将有 4 0 0万套 2 5亿 r n 2的住 宅竣 工，农 村 共新 建住 宅 2 5亿 mz；我 国现 有 2 6 0 O多家涉外 宾馆 4 0多 万套 客房，2 4 0 0 万个 商业 设施 和 2 0万个 娱乐场所。1 9 9 5年我 国年产 汽 车 1 4 3 4万 辆，其 中轿 车 3 2万 辆；1 9 9 7年 年产 汽 车 1 5 8万辆，其 中轿 车 4 8万 辆；至 2 0 0 0年 将 年产 汽 车 2 7 0万辆，其 中轿 车 1 2 0万 辆，汽车保有量 2 1 0 0万；予计 2 0 1 0 年汽车 保 有 量 将 达 到 5 0 0 0万辆，年产 汽 车 5 5 O 6 O 0万 辆，其 中轿 车 达 3 5 04 0 0万 辆。如此众多 的汽 车以及住宅和宾馆中的家俱、地 板、装修材 料，都需 要抛光剂保持其光亮美观 和使其具 防水 等功能，抛光剂系列产品在今后 的发展 中必 将拥 有愈来愈广 阔的市场。有机 硅在抛光剂配方 中是一个很重要 的组 分，主要 是线性聚二 甲基硅氧烷液体(以下简 称硅 油)、在 硅 原子上 带有反 应 活性 基 团一氨 基 的氨基 硅油、三官能的硅树脂和有机硅一 乙 二醇共 聚物等；这些抛光剂可 以制成溶液、膏 状物、乳液或水分散液等多种形式，对液态产 品，还可 制成 气 雾 剂；大量 应用 于 硬表 面清 洁、金 属抛光、汽车抛光、厨房和浴室设备 的 清洁 抛光、家 俱、鞋 类抛 光 以及对汽 车的装 饰 顶棚 或其它软表 面的保 护性抛 光，还 可用 于 窗户 的清 洁。硅油 的疏水性，可使抛光后 的表 丁 t)，倒举 了一 些典 型抛 光剂 产 品及应 用 实饵。固 面具有 优 良的 防水 性能；硅油 的低表 面张力，加上在配方 中增加抛光表 面湿 润度的组 分，可 使抛光后 的表面更易 于清 洁，还可使抛光剂 中 的净化剂组分，主要 是磨 料和溶剂之间结合得 更 好；硅油 的润 滑性，可使得 以后的表面抛光 变得更容易，如用含硅 的抛 光剂为一辆汽车抛 光所 费 时 间 仅 为用 好 的硬 蜡 抛 光剂 的 1 2 1 4；粘 度为 5 0 1 0 0 0mm2 s的 硅油，具较 好的润 滑 性，易 于使 用，而粘 度 为 1 0 0 0 6 0 0 0 mm2 s的硅油，则可赋 予抛 光后 的表 面 优 良的光 泽 度 和光 泽 深度；尽 管增 加 硅 油粘 度，可使表 面光泽度增 加，但粘度过高，会 造 成涂抹困难和表 面发粘，从而延长抛光 时间和 增加难度。实践证明，将低粘度硅油和少量高 粘 度硅油配伍使 用，能产 生一种“协 同效应”，可获得更佳 的使 用效 果。如 1份高粘度硅油和 3 5份 低粘 度 硅油配 合使 用，可 获 得满 意 的 光泽度和光泽深度。为 了使用方便，既易 于抛 光又耐擦 拭，粘 度为 1 0 01 0 0 0 m!T l 2 s的硅 油，宜作为油 水型 的家 俱抛 光 剂使用，粘 度 为 5 0 0 0 3 0 0 0 0mm2 s 的硅 油则 可考虑 在蜡 一溶剂体系的膏状物产 品 中应用。氨基硅油，不管是液态或是乳液形 态，均 可交联 固化，适 宜 于 金 属、汽 车 抛 光 和 软 表 面，如装饰顶棚 的抛光；除 了光泽度好 和易于 抛光 的优点外，氨基硅油在抛 光中还可继续 交 联 与表面形成化学键，从 而提高 了抛光膜 的 耐 久性，还具有优 良的耐水 冲洗性。氨基硅 油 与硬脂酸或月桂酸，或是与二 甲基硅 油混合使 1 一，维普资讯 http:/ 1 9 9 9年第 1 期 有机硅材料及应用 1 5 用，均可提 高耐久性 和耐水性；用蜡上 光，光 泽仅保持 1周，用含 氨基 硅油 的抛 光剂，可使 光泽保 持 23个 月。物体表 面 的光 泽取决 于 表面 的平整性，若表面 凹 凸不平，光线 无规则 反射，则表面看来 暗淡无光；蜡在抛光剂中的 作 用是 将 凹 凸不 平 的表 面 填平形 成 光 洁的 表 面，使 光线 得以规则 反射、增加表面光泽。常 用 蜡有 巴西棕 榈蜡，很硬，熔 点 1 1 0 以上；还 有石 蜡，熔 点 8 0，比较硬，原 料 易得；蜂 蜡则 比较软，易分散，通常在配方 中搭 配使 用。为保持表面的耐久性，选择乳化剂也很重 要，可选择挥 发性 乳化 剂，如吗 啉，油酸 等，乳化剂挥发后，乳液破乳 在表面形 成薄膜，但 一般选用 阳离子体 系，可与 表面粘 接；选用 油 包水体系，保持其稳定性。为了使 组分易分散 或经抛光除去表面 氧化层，在抛光剂中还需 加 入磨料，主要有磨 细硅石，颗粒较大，用于磨 擦严重氧化 的油漆表 面；硅藻土，颗粒从中等 到细腻，一般 配方 中均可 使用，且 原料 易得；高岭土，颗粒 很 细，用 于未氧 化 的表面 抛光，增加 上光剂 的分散 能力，配方 中，还可加入少 量 高摩 尔质量 的聚丙烯酸作增稠剂，增加润滑 性。有 时还使 用含羟基 的硅树脂 和有机硅一 乙 二酵 共聚物 前者 可进一步提 高耐久性，后者 是亲水性 共聚物，作 为增湿剂 以改变抛光表面 的性 能。现将 典型的抛 光剂及 其应用分叔 于下。1 汽车抛光剂 可作成液态、膏状 物、预软化膏状物 等形 态。如市售汽 车抛 光剂 注明有耐 水冲洗性，说 明含有氨基硅 油，几种 典型的汽车抛 光剂 配方 及制备方法 如下。1 1 汽车清洁一 抛光剂 1 1 1配 方 组分 原料 A 二 甲基硅 油 二 甲基硅 油 B西 棕榈 蜡 规格 1 0 0 n n 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 2 s 一级，黄色 质量 分数 1 5 4 5 1 O 蜂蜡 1 0 油酸 2 5 煤油 2 0 溶剂 汽油 1 8 0 B 吗啉 H(c )z O(d H 2)2 1 5 水 1 0 0 C 硅 藻土(研磨 料)7 0 超 细焙供 后 的硅 藻土 7 0 聚丙烯 酸(高摩 尔质量)0 1 水 3 7 9 1 1 2制 备 将 A组分加热至 7 0使 蜡熔化，在 高剪 切力 的混合 器 中混 合 均 匀，然 后 慢 慢 加 入 B 组分，温度保持 在 7 1-7 9，在搅拌 下加入 c组分，冷却后 即得产品。1 2 耐水洗汽车清洁抛 光剂 1 2 1配 方 原 料 氨基 硅油 二 羟乙 基酰胺 溶 剂汽 油 研磨 料(高岭 土类)水 有 机皂 土 异 丙醇 质量 分数 7 0 1 O 2 2 0 1 0 0 5 9 2 5 O 5 0 O 2 5 1 2 2制 备 本品 系油包水型乳液，若使 用低 剪切力混 合设备，需先将研磨料过筛。可用其 它溶剂代 替汽油，配方 中若 加 入油 酸，可降 低 挥 发 速 度，本 品抛光后 光泽度极佳 且耐 水 冲洗。1 3 耐水洗 汽车清洁一抛光剂 1 3 1配 方 原料 阳离 子型 表面 活性 剂 溶剂 汽油 研磨 科(高岭 土类)水 氨 基硅 油乳涟 1 3 2制备 在搅 拌下先混合前 3种 原料 质 量分 数 1 0 2 0 5 1 0 0 5 7 1 1 5 然后慢慢加 维普资讯 http:/ 1 6 有机硅材料及应用 1 9 9 9年 第 l期 入水和氨 基硅 油乳 液，产 品具有 优异光 泽度、耐久、耐水洗 性能。1 4 冲洗型汽车抛光剂 1 4 1 配 方 原 料 氨 基硅 油 异 丙 醇 冰醋 酸 1 4 2 制备 质 量 分数 4 4 0 5 0 O 6 O 将冰 醋酸和异丙酵混合后加入到氨基硅油 中，混合 物在此 浓度 下具有 良好贮 存稳 定 性，使用时用 水稀释，如 1份上述溶液兑 2 0份 水，用泡沫 或棉布擦试表 面，不用 干，即可用水 冲 刷，产 品光泽度极佳。2 金属清洁抛光剂 该类 产 品一 般 为液 体，也 可做成 膏状 物；其中含 较多 磨料，以除 去金属 表面 的 氧化物，选择硬性 或中等硬性 的磨 料，取决于欲抛光的 金属表 面的性质，典型配方及制备方法如下。2 1 银或金属抛 光剂 2 1 1 配 方 组 分原 料 规格 质量分 散 A 硅油 3 5 0 s 5 0 溶剂 汽 油 2 0 0 月桂 酸 9 0 2 0 B 吗啉 1 0 氢 氧化镀 溶 液1 0 水 1 6 0 C 聚丙烯 酸高摩 尔质 量0 2 水 4 0 8 D 硅 藻 土 1 4 0 2 1 2制备 在高 速 搅拌 下，将 A组分 混 合 均匀，然 后慢 慢加 入组分 B，在搅 拌下 加入 C组 分和 D 组分。2 2 不锈钢清 洁剂 2 2 1配方 原 料 规格 质 量分 散 硅 油 3 5 0 r r】l s 5 0 二 苯基 甲烷 硬脂 酸 三 乙醇 胺 水 磨 料 2 2 2制备 4 0 6 0 1 4 6 9 6 1 4 0 在高 速搅拌下 将前 5种原料混合均匀，最 后在搅拌 下加 入磨 料。3 地板 抛 光剂 该类产品在组成和配方上与其它抛光剂 不 同，其抛光效果还取决于地板 的材质；含蜡 地 板抛光剂广泛应用于木质或亚麻涂 布地板。近 年开发 了一种称之为“干后 即亮”的地板抛 光 液 主要成分为粒径 0 0 5-0 1 u r n的聚苯 乙 烯、聚丙烯 酸乳液，还有少量 的蜡 和溶剂；加 入 吗啉，可增加抛光后表 面的耐水性，加入肢 体 二氧 化硅，则 可防止打滑。虽 然有 机硅 在地板 抛光剂 中可 以应用，但 未表 现出其优越 性，其“协 同效 应”在地板抛 光中也不明显；仅有机硅一 乙二酵共 聚物，由 于具有很 好 的亲 水性，可作 为润 湿 剂 组 分 加 入。4 家俱 抛 光剂 在家俱 抛 光剂 中，有机 硅 的应用 很 成功，产 品有液态 和膏状物 两种。液 态通 常制成气雾 剂，喷射 出来 的可以是乳 液，可在木质表面形 成保护膜且 赋予 表面光泽；膏状物主要含蜡和 少量硅油，典型配方举例于下。4 1 家俱抛光液 4 1 1 配 方 组 分原 料 规 格 A 硅油 5 0 0 s 亚麻 子油 聚 乙氧 基壬基 酚 石 脑油 B 水 4 1 2制备 质 量分数 3 0 9 0 5 O 3 5 0 4 8 0 在高速搅 拌 下 将 A 组分 混 合 均 匀，然后 搅拌下缓 慢加 入 B组分。维普资讯 http:/ 1 9 9 9年第 1 期 有机硅材料及 应用 1 7 4 2家俱抛光气 雾剂 4 2 1配方 组分原料 规 格 质量分数 A 高粘 度硅 油6 0 0 0 ,I s 0 8 硅 油 3 5 0 J，s 3 2 聚油 酸甘 油酯 0 8 石 脑 油 U 2 香精0 4 B 舍 蜡乳 液”1 0 1 2 8 水 5 0 8 C撼 射剂 2 0 注：1)1 0 台 蜡乳 液 的制 各 是 1 0份 蜡 在 9 0 加热 溶化，在 充 分搅拌 下 加 9 0份 热水 而成。4 2 2制备 将 A组分 混匀，充分搅拌 下加入 B组分，然后加 压 加 入 C组 分，装 瓶后 即为 喷 雾 剂，本配方可获得 优异 的光泽 度。5 鞋类抛光剂 该类 产品可分为液态(气雾剂)和膏状两 种，通 常含颜 料或染料，如苯胺黑等，溶剂与 含蜡量 之 比较 低，都可加入有机硅组分，典型 配方 于下。5 1 鞋类抛光蜡 乳 5 1 1 配方 原 料 蜡 硅 油 水 质量分数 8 0 2 0 9 0 0 5 1 2制备 将蜡 与硅油 在 舯 下混合，然 后在 高剪 切搅拌下加入 到 8 0 的盐水 中，冷后 加 入少 量香 精、着 色 剂 和有 机 硅一 乙二 酵 共 聚 物 即 可。5 2鞋用喷雾抛光剂 5 2 1配 方 原 料 质 量分 数 一氯 甲烷 2 0 0 三 氯 甲烷 2 0 0 异 丙酵 1 9 9 二 苯基 甲烷 1 5 氨 基硅 油0 5 聚丙烯 酸醑 2 0 香精0 1 抛 射剂 3 3 0 5 2 2制备 将上 述原料混合均匀后，在加压 下加 入抛 射剂，最 后装瓶 即得产 品。除此之外，还有一些用 于软表 面(如 汽车 装饰 顶棚)和硬表面(如玻璃或厨房 用品)表 面清洁一 抛光的产 品，前者基本上不含磨 料和 有机 溶 剂，一 般 含 1 0 9 63 0 有 机 硅 乳 液、5 润 湿剂及 其 它添 加剂 和 7 0 9 0 的水；后者可含磨料，亦可不含磨料。总之，在形形 色色 的抛光 剂 配 方 中，生 产商 还拥 有 多种 选 择，通过改变有机硅 的品种和含量，满足不 同 的使用 要求。Si l i c on e M a t e r i a l i n Po l i s h Co mp o u nd s M i n g 3 g (Na 6 o n a l b n e n g R e s e a r c h C e n t e r f o r S i l i c o n e，C h a u 6 1 0 0 4 1)Ab s t r a c t Si l i c o n e ma t e r i a l s i n p D 1 i s h o o mpo u n d s a n d t h e i r f u n c t i o n s we r e d e s c r i b e dTyp i c a l p o l i s h c o m p o u n d s a n a a p i c a t i o n s we r e i n t r o d u c e d Ke y wo r d s p o l i s h e o mpo u n d s s i l i c o n e L 我编辑部现尚有部分过刊台订奉 出售 敞购者请速和编辑部联 系。电话：(0 2 8)5 5 5 1 9 2 23 2 5 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