一種高性能硅油的研究合成

張海英

摘要：用含氫硅油分別合成全苯基硅油和烷基硅油，通過五水合四甲基氫氧化銨的催化，在100度將兩種硅油按照比例進行調聚，經過后處理，得到一種無殘氫的烷基芳基硅油。與普通烷芳基硅油相比，合成硅油結構規整，成膜性能優異，可廣泛應用于壓鑄脫模等場合。

關鍵詞：硅油調聚；烷芳基硅油；硅鏈；成膜性能

長鏈烷基芳基硅油作為壓鑄脫模劑，脫模效率和熱穩定性比有機物脫模劑好得多。有硅類脫模劑也是目前市場使用最多的種類，具有性能穩定，脫模性能優良，性價比高，無毒害等特性，是金屬壓鑄脫模行業的主要用品[1]。但是隨著工況要求越來越高，普通的長鏈烷基芳基硅油在應用上出現一些問題，如脫模率不足導致工件不光滑，涂裝性能差等。

本文利用全苯基硅油和烷基硅油進行催化調聚，制得的硅油在性能上明顯要高于普通烷基芳基硅油。在金屬壓鑄上有優異的通用性，廣泛應用于各種壓鑄工況，且工件的后涂裝性能非常好。

1.實驗部分

1.1實驗原料

含氫硅油為道康寧公司提供，a-甲基苯乙烯采購自膠州市福田化工有限公司，C12烯烴采購自上海道譜，五水合四甲基氫氧化銨、石油醚為國藥試劑。

1.2儀器設備

合成反應裝置，FTIR400型紅外光譜儀，高溫烘箱，TGA-50熱重分析儀

1.3實驗過程

1）分別合成全苯基硅油和烷基硅油

合成全苯基硅油，將含氫硅油與a-甲基苯乙烯投于反應釜中進行加成反應，確保a-甲基苯乙烯過量以使Si-H能全部反應。保溫結束后抽除低沸得到全苯基硅油。

合成C12烷基硅油[2]，注意烯烴要過量確保Si-H能反應完全。經過脫低沸處理得到烷基硅油。

2）將合成的全苯基硅油和烷基硅油按照一定的比例加入調聚反應釜中，通入氮氣，加入催化劑五水合四甲基氫氧化銨后逐步升溫[3]。通過不同溫度不同的保溫時間取樣進行TGA比對，選取合適的實驗條件。調聚結束后，堿催化劑可通過升溫至130度分解掉，然后通入氮氣升溫至200度進行脫除處理。

2、實驗原理

加成反應就是常見的硅氫加成反應[4]。

調聚反應是硅鏈在堿催化的條件下進行斷鏈重排，而隨著調聚的時間延長，耐溫曲線不再變化，即硅鏈達到平衡。

普通的烷基芳基硅油[5]通過分別將a-甲基苯乙烯和C12烯烴加成上去的就比較雜亂，因為反應的時候先反應的a-甲基苯乙烯會隨意排布，導致后來的烷基側鏈也沒有規律的替補上去。如此整個硅鏈就排布比較隨意，沒有明顯的規律。

而通過兩種硅油的聚合重排，硅鏈變得規整，結構非常有規律，這在應用上優勢顯著。且合成的硅油兼備兩種硅油的優點，全苯段的硅鏈起到了很好的耐溫作用，而烷基鏈段的在潤滑上就很有優勢，如此才是理想的結構。

3.性能測定

3、1 紅外光譜測定

調聚合成的硅油經過紅外光譜測定，無Si-H峰，與普通烷芳基硅油相比，無殘留的硅氫鍵。使得硅油在儲存和運輸工程中更穩定。

3、2 高溫成膜實驗測定

模擬壓鑄狀態下的硅油成膜情況，分別將普通硅油、調聚合成的硅油按照1：10的稀釋比例制成石油醚的溶液，分別取1g溶液置于坩堝中，在200度的烘箱烘1h，觀察成膜情況：

通過對比，可以清楚看出合成的硅油成膜非常平整，非常服帖，這種效果就使得硅油在壓鑄脫模的場合脫模性能非常優異，打出來的工件必然亮度好，表面無瑕疵，涂裝性能非常優異。

總結，通過研究，調聚合成的硅油在耐溫性能上表現優越，并且在高溫成膜上的效果表現優異。經過調聚后，在性能上明顯要高于普通烷基芳基硅油，且工件的后涂裝性能非常好，更能廣泛應用于各種壓鑄工況。

參考文獻

[1]劉建.道康寧金屬壓鑄有機硅脫模劑[J].精細與專用化學品，2013，21（9）.

[2]林茵，嚴寶珍.長鏈烷基硅油的制備[J].北京化工大學自然學報（自然科學版），2004，21（2）.

[3]邢鳳蘭，孫小龍，李旭等.含酰胺基陰離子型有機硅表面活性劑的合成及性能[J].印染助劑，2015，32（7）.

[4]邵冬云 李優鑫.催化硅氫加成反應負載型鉑催化劑的研究進展[J].現代化工，2018，38（4）.

[5]黃文潤.改性硅油的新進展[C].中國氟硅有機材料工業協會，2007，1-11.

（作者單位：南京瑭澤化工有限公司）