1、球形硅樹脂的制備及簡單工藝生產(chǎn)的研究摘要：通過簡單的有機硅單體甲基三甲氧硅烷為原料，水解、縮合制備了粒徑分布均勻、球形度規(guī)則的一類球形的固體白色粉末，并且通過不同的溫度、水解比、氨水含量等影響因素來控制其粒徑大小分布，所使用的方法控制簡易，操作簡單，且對工藝生產(chǎn)的條件要求較低，具有大量的市場前景。關(guān)鍵詞：甲基三甲氧硅烷；白色粉末； 粒徑分布；工藝生產(chǎn)；Study of Preparation and Simply Production Technology of Silicone Resin PowderAbstarct: A spherical solid white powder whic

2、h was uniform distribution of partical size and the sphericity was rules was made by a simply silicone monomer called Methyltrimethoxysilane through by hydrolysis and condensation. And the particle size could be controlled by the different temperature, the ratio of hydrolysis and the content of Ammo

3、nia and so on. The method was controlled easily and operated simplicity, it was low requirement for production technology and with a lager number of market prospects.Keywords: Methyltrimethoxysilane; A Spherical Solid White Powder; Particle Size; Production Technology;0 前言有機硅材料具有許多獨特的性能，用途十分廣泛，已成為人們

4、生活與各個經(jīng)濟領域中所必須的材料，并且對相關(guān)其它領域的發(fā)展也至關(guān)重要1。享有“工業(yè)味精”、“科技發(fā)展催化劑”等美譽的有機硅是一種人工合成、結(jié)構(gòu)以硅原子與氧原子為主鏈的高聚物，由于其本身特有的性能，因此使其具備了很多優(yōu)異的性能，近幾年，有著長期穩(wěn)定的發(fā)展2。球形硅樹脂微粉是一類真球形、粒徑分布均勻的固體粉末，其化學結(jié)構(gòu)為不溶、不熔的三官能團成分致密交聯(lián)所得的固化樹脂，通常由有機硅氧烷制得3。具有優(yōu)異的耐水性，滑爽性，潤滑性以及光擴散性，因此可以作為添加劑，增加涂料、油墨的潤滑性、分散性及疏水性4，并且通過與PC、聚苯乙烯、丙烯酸等樹脂的結(jié)合賦予其優(yōu)異的光擴散性，同樣也可以通過添加到噴涂中賦予膜的

5、光擴散性5-8。本文作者通過簡單常見的單體甲基三甲氧硅烷水解、縮合制備了不同規(guī)格、粒徑分布均勻的球形硅樹脂，并且對其生產(chǎn)工藝進行了簡單的條件摸索，具有一定的研究開發(fā)意義。1 試樣制備及簡單工藝1.1 試樣制備甲基三甲氧硅烷，純度99%，外購；去離子水，自制；甲酸，分析純，西隴化工股份有限公司；氨水，25%，分析純，廣州市金華大化學試劑有限公司。下圖1所示為球形硅樹脂的制備過程。在四口燒瓶中加入一定量的酸水打底，攪拌混合均勻，按等當量摩爾比加入甲基三甲氧硅烷，水解一個小時后，將水解液加入到一定量的堿水溶液中，攪拌均勻，直至溶液變渾后，停止攪拌，一個小時后取樣得分布均勻的白色球狀粉末。如圖2所示為

6、不同規(guī)格的球形硅樹脂的SEM圖片。圖1. 球形硅樹脂的制備過程Fig.1 The preparation process of silicone resin powder (a) 1m (b) 2m (c) 3m圖2. 不同規(guī)格的球形硅樹脂的粒徑分布情況Fig.2 The particle size of different specifications of silicone resin powder 圖2中可以看出，所制得的球形硅樹脂球形度規(guī)則，粒徑分布均勻，說明通過此種方法所制備的球形硅樹脂方法教合理，性能優(yōu)異。1.2 球形硅樹脂的簡單工藝過程圖3所示為球形硅樹脂的簡單工藝流程示意圖。水

7、解過程之前，為避免水解時水溫較高，發(fā)生交聯(lián)，應該將釜中打底酸水冷卻至10C左右，控制水解溫度在40C左右。水解一個小時后，將水解料放入縮合釡中（縮合釡中的去離子水與堿應充分混勻），快速攪拌至溶液開始變渾后停止攪拌，靜置熟化4個小時后，升溫至100C左右熟化3個小時，開攪拌冷卻至50C左右。圖3. 球形硅樹脂的簡單工藝流程Fig.3 The process flow of silicone resin powder 將冷卻好的料通過壓濾水洗至中性后，將所得球形硅樹脂濾餅放入烘干釜進行烘干，烘干至含水率1%后，合格包裝庫存。2 影響因子結(jié)果討論粒徑大小為2微米的球形硅樹脂在LED、涂料、光擴散劑等

8、領域有著重要的作用，球形硅樹脂由于其自身三個官能團的縮合而成，因此其粒徑大小、規(guī)則度受很多條件因素影響，本文將通過以下幾點來分析一些因素對粒徑的影響。2.1 水解酸水濃度表1所示為不同酸水濃度對粒徑的影響。從表中可以看出，水解時的酸濃度對粒徑的大小的影響較明顯，水解酸濃度為5000ppm、1000ppm、500ppm以及100ppm，樹脂粒徑逐漸變小，且粒徑分布變窄，所以預水解部分水解的酸值定在100ppm。水解酸濃度越大，縮合時就要將過量的堿將酸中和，產(chǎn)生比較多的鹽，體系中過多的鹽有可能是導致粒徑均勻程度不好，偏差比較大的原因，也有可能是酸比較大，水解時的縮合度比較高，在水體系中的分散性不好

9、，導致粒徑比較大。表1. 水解酸水濃度對粒徑的影響Table 1. The influences of the concentration of acid水解酸水濃度堿含量粒徑0.5%0.85%5-15微米。不均勻0.1%0.85%5-8微米，不均勻0.05%0.85%2-5微米，不均勻0.01%0.85%2微米2.2 水解溫度對粒徑的影響在所有條件相同情況下，改變水解時的溫度，結(jié)果如圖4所示。從下圖中可以看出，隨著水解溫度的變化，球形硅樹脂的粒徑也存在相應較大的變化，隨著水解溫度的升高而增大，并且當水解溫度達到50C的時候，所得粒徑分布不均勻。說明水解溫度對球形硅樹脂的粒徑有一定的影響。圖4

10、. 不同水解溫度對粒徑的影響Fig.4 The influences of different temperature of hydrolysis2.3 堿含量 硅醇在堿性條件下極易發(fā)生縮合，因此堿含量對所制備的球形硅樹脂的影響很大。下圖5所示為在縮合過程中，不同堿的含量對粒徑分布的影響。下圖可以看出，隨著堿濃度的增加，球形樹脂的粒徑減小的較為明顯，且在所有堿濃度條件下，所制備的球形硅樹脂的粒徑分布均勻，球規(guī)則度教好，因此，在工藝生產(chǎn)過程中，對于生產(chǎn)不同粒徑大小的球形硅樹脂，通過改變縮合過程中堿的濃度，能夠很好的達到這一目的。圖5. 不同堿含量對粒徑的影響Fig.5 The influence

11、s of different content of alkali2.4 縮合溫度 在縮合過程中，隨著縮合溫度的變化，同樣會對球形樹脂的粒徑產(chǎn)生一定的變化，如圖6所示為不同縮合溫度對粒徑的影響。圖6. 不同縮合溫度對粒徑的影響Fig.6 The influences of different Condensation temperature圖6可以看出，隨著縮合溫度的升高，粉體的粒徑會隨著減小，但是當溫度升到50C的時候，粒徑的變化很小，此時溫度的升高只能加速分子之間的縮合，但是對于粒徑的影響不是很大。因此在一定溫度范圍下，球形硅樹脂的粒徑會隨著縮合溫度的增加而粒徑減小。綜上所述，需要制備2微米

12、的球形硅樹脂，應該分別從以上幾個方面來確定方案。3 結(jié)論(1) 通過此種方法所制備的球形硅樹脂，粒徑分布均勻，球形度規(guī)則，較易控制；(2) 生產(chǎn)2微米的球形硅樹脂的條件是：酸濃度在100ppm，水解溫度控制在40度左右，另外縮合溫度以及縮合過程的堿含量分別為30度與0.85%。參考文獻1黃文潤. 硅烷偶聯(lián)劑及硅樹脂M. 四川科學技術(shù)出版社.2009.2李漢堂. 有機硅材料的發(fā)展及其應用J. 有機硅材料. 2006, 20(4): 212217.3黃文潤. 球形硅樹脂微粉J. 有機硅材料. 2007, 21(5): 294-299.4Richard G. Jones, Wataru Ando, Julian Chojnowski. Silicon-Containing Polymers M. Kluwer Academic Publishers, 2000.5張楠, 唐振方, 栗萬里, 等. 光擴散劑聚合物導光板的材料參數(shù)設計 J. 光散射學報, 2007, 19 (1): 55-56.6Minoru I, Itsuo T, Kazuo N. Light scattering material: US, 5744534 P. 1988-04-28.7Broer Dirk J, De Witz, Christianne M R. Display device