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1、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
2、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
3、。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
4、 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
5、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
6、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
7、 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
8、 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
9、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
10、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
11、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
12、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
13、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
14、 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
15、 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
16、 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
17、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
18、 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
19、,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 维普资讯 http:/
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