硅油与有机硅乳液 - Wacker Chemie AG


硅油与有机硅乳液

有机硅的化学正式名称为聚二有机硅氧烷。它有一个由硅原子和氧原子交替组成的“无机”支架,硅原子剩余的两个价则与有机端基(多为甲基)相连,这使有机硅得以部分拥有有机物的特性。因为Si-O键的键能要远远高于CC键,这对有机硅能够抵抗不同因素的影响、保持稳定起到了非常重要的作用。

硅油具有极高的耐热性和耐高温氧化性,并能够在零下60至零上300摄氏度的范围内保持出色的耐温性,也比有机塑料更耐电磁辐射和粒子辐射(紫外线和α、β、γ辐射)。此外,硅油的挥发性极低,剪切稳定性出色,表面张力小,憎水性极佳。

硅油为透明液体,无嗅,无味,对人体无生理危害。硅油的粘度根据配方不同,在0.65至1,000,000 mm2/s之间。由于单个的甲基硅链之间只有极弱的分子间力,因此,硅油能够在大范围的分子量区域内保持液态。下列表格可略述概况:

粘度 [mPa s] 分子量 [D] 中度链长
0.65 162 2
10 1200 16
100 5200 70
1000 15000 200
10000 37000 500
100000 74000 1000

硅油是理想的液压油、变压油、阻尼液体、扩散泵油、耐热润滑剂、电介质、消泡剂和高效数码印刷机用脱模剂。此外,硅油还能够用来对玻璃和矿棉进行憎水处理,化妆品、制药和纺织品也是硅油的重要应用领域。

硅油能够通过化学功能化处理衍生出大量其他有机硅产品。原则上可以通过两种方式来改造硅油的硅氧烷支架:用更长的烷基链代替甲基,或者对有机聚合物进行功能化处理;这里可以使用聚环氧乙烷基团、聚环氧丙烷基团和烷基氨基团等。人们可以通过上述方式有针对性地改变硅油的性能,例如,将通常具有憎水性的硅油转变成或多或少能够亲水的分子等。在化学链的末端带有活性基团的硅氧烷被称作“活性硅油”,OH聚合物(水解产物)和带氨基或环氧基团的硅油等均属此类。

硅油常以水基乳液形式使用。这种形式的乳液易于被水进一步稀释,因此能够使即使少量的物质也均匀地分布于基材。硅油乳液基本可分为两类,一类是颗粒直径在100纳米至几微米之间的粗乳液(多为不透明,即,白色浑浊),另一类是颗粒直径在100纳米以下的微乳液(多为清澈或蛋白色)。为使硅乳液保持稳定,油滴的表面附有表面活性剂(乳化剂)。这时,乳化剂具有亲脂性(亲油)的末端面向油滴,而具有亲水性的核心则使它能够溶解于水。

有机硅乳液应用领域广泛,其中包括纺织品、化妆品及家用护理等。作为护发产品的配方成分,有机硅乳液能够使头发更加柔软,富有弹性,并在梳洗后更加易于梳理。而作为憎水性添加剂,它们则能够保护纺织品、建筑或保温材料不受水和潮气的侵蚀。

硅脂的下述基本性能使其成为众多应用领域宝贵的功能性助剂:

  • 不会固化,能够保持膏状,粘稠度基本不受温度的影响,适用的温度范围大
  • 耐水,憎水,因具有抗氧化而能长时间地抵御气候的影响,能够形成防护层
  • 无味,无毒性,可承受高达106拉德(即,1.06戈瑞)的辐射,对许多化学品具有惰性,抗微生物
  • 能够牢固地粘合在众多类型的表面上,对塑料与塑料,或塑料与金属的组合具有良好的润滑特性,润滑作用好
  • 对许多类型的弹性体和塑料具有良好的脱模效果
  • 电绝缘性好,介电强度高,电容率高,介电常数小
  • 储存有效期限极长,一些特殊功效可维持12个月,常规性能可保持数年之久

硅脂能够在技术领域和可能与食品发生接触的应用领域充当减阻剂和组装助剂,也可用作可拆卸部件及衔接件的密封助剂和高温领域的脱模剂等。

硅蜡是经过长链烷基残基改性的聚二甲基硅氧烷。根据烷基残基链的长度和数量不同,生成产品的熔点也有所不同,但具有烃蜡的典型特性。硅蜡汇集了有机蜡(具有憎水性或成型作用等)和有机硅(铺展能力强,传感性能好等)的典型特点,尤其适用于任何需要润滑,或在从固体过渡到液体的过程中容易出现问题的应用。硅蜡可作为润肤膏、润肤霜或彩妆中的油蜡成分改善皮肤舒适度,它还能帮助颜料和防晒助剂进行分散,显著改善油和活性成分混合物的铺展性能。在纺织品领域,硅蜡还能对皮革起到持久的保护作用,使其具有憎水性。

有机硅消泡混合物

  • 油性、粘性、不透明或略显混浊的液体
  • 常用于少水或无水系统
  • 混合物可直接使用,也可在相应的带表面活性剂等组分的配方中使用

自分散型有机硅消泡剂

  • 有机硅消泡剂混合物同有机活性成分和助剂的结合
  • 一旦接触到发泡配方产品,便可自动分散
  • 分散能力和相容性极佳

有机硅消泡乳液

  • 活性成分为5%-50%的有机硅消泡剂混合物O/W乳液
  • 此类形式的产品多用于水基配方和应用
  • 粉末状的有机硅消泡剂
  • 此类粉末状消泡剂尤其适用于洗衣粉等粉末状产品

硅油

  • 在无水、非极性的系统中具有良好的消泡性能
  • 适用于无需与其他物质兼容的应用