在现代工业的众多关键环节,一种材料凭借其独特的性能脱颖而出,它就是含氟硅油。这种指甲基硅油侧基被含氟基团取代的硅油产品,如三氟丙基取代的硅油,集有机硅和有机氟的优势于一身,展现出卓越的耐候性、耐高低温性、化学稳定性和防水防油性,在众多领域都有着不可或缺的重要应用。
一、常规应用:多场景的 “全能选手”
1. 润滑领域
含氟硅油在基材表面可通过化学吸附形成外层化学组成为 -CF3、具有很高疏水疏油性的分子组装膜,能大大降低基片的摩擦系数,在低负荷下展现出良好的耐磨性。其热稳定性高、挥发性低、抗氧化、耐油、耐溶剂、耐化学试剂,工作温度范围广,可在多数溶剂和化学品环境中长期使用。在一些耐溶剂、耐腐蚀的苛刻领域,以含氟硅油为基础油制备的氟硅润滑脂,凭借比氟素脂更低廉的价格,在某些场合可实现对氟素脂的替代,为相关设备的润滑提供了经济高效的解决方案。
2. 消泡应用
氟硅油既不溶于水,又不溶于一般的油,因此常作为油性消泡剂,广泛应用于石油、纺织、涂料及油墨工业、食品加工及发酵工业以及医疗等领域。而羟基封端的氟硅油因含有亲水的端羟基,更适合一些水体系的消泡,为不同体系的消泡需求提供了精准的材料选择,有效保障了生产过程和产品品质的稳定性。
3. 表面处理剂
在织物、皮革、纸张等材料的表面处理方面,含氟硅油常用于防水、防污整理,赋予这些材料拒油性和拒溶剂性。此外,它还可用于填料表面处理,改善填料和基材的相容性,提升复合材料的整体性能,拓展了材料的应用范围和使用寿命。
4. 耐油胶领域
聚甲基三氟丙基硅氧烷(PTFPMS)型氟硅橡胶是开发最早、应用最早和用量最大的氟硅耐油胶。它具有硅橡胶、氟橡胶及丁腈橡胶等其他橡胶无可比拟的综合性能,可在 -60 - 200℃温度范围内长期工作,力学性能与硅橡胶相仿。不过,PTFPMS 氟硅橡胶不适用于极性溶剂或高腐蚀性流体中。随着技术的发展,氟硅高温混炼胶的加工工艺虽较为复杂,但液体氟硅胶正逐渐呈现取代混炼胶的趋势。一般来说,含氟链节摩尔数达到 10% 时,开始显现耐油性;含氟链节摩尔数达到 30% 以上时,能获得较佳耐油性。
二、使用建议:优化性能的关键指南
在使用含氟硅油时,由于现有市场上的氟硅油多为全氟硅油,价格相对较高,且其极性较大,与传统的乙烯基硅油相容性不好。在加成型硅橡胶中,若直接添加全氟硅油,混合后静置易分层,固化交联后可能出现收缩率差异,导致力学性能变差,且氟基团不能均匀分布于整个体系,改性性能大打折扣。因此,加成型胶建议采用乙烯基封端低含氟量的氟硅油替代传统的乙烯基硅油为基料制备具有防污闪、耐极性、非极性的溶剂以及耐油等性能的加成型胶。缩合型胶则建议采用羟基封端低含氟量的氟硅油替代传统的 107 硅橡胶为基料制备具有相应性能的工业胶。例如,在传统液体硅橡胶中,将添加 5%wt 的全氟硅油进行改性的方式,改为以含氟量为 5%wt 乙烯基氟硅油作为基料,可确保力学性能不下降,固化交联后氟基团均匀分布于整个体系,获得期望的改性性能。
在润滑、脱模、导热硅脂等领域,单纯使用全氟硅油,由于极性强、润湿性差,使用效果反而不佳。将全氟硅油作为添加剂使用,同样存在与甲基硅油的相容性问题。采用低含氟硅油替代甲基硅油,可有效避免这些问题,充分发挥含氟硅油的优势性能。
含氟硅油凭借其独特的性能和广泛的应用,在现代工业体系中扮演着越来越重要的角色。随着技术的不断进步和应用领域的持续拓展,含氟硅油有望为更多行业带来创新解决方案,推动相关产业的发展迈向新的高度。