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氟硅油因在硅原子上引入了三氟丙基,不仅具备甲基硅油的基本特性,还展现出卓越的耐油、耐溶剂以及化学稳定性。在极压条件下,其具有良好的润滑性,广泛应用于化妆品、石油、皮革、纸张和药物等众多领域,可作为润滑剂、消泡剂、表面处理剂、脱模剂和添加剂。在开放系统中,氟硅油能在 - 40 至 240℃的温度范围内使用。
一、用作润滑剂
氟硅油在基材表面可通过化学吸附形成分子组装膜,外层化学组成为 - CF3,具有极高的疏水疏油性,能大幅降低基片摩擦系数,使其在低负荷下具备良好的耐磨性。
当三氟丙基硅油作为润滑脂基础油时,可显著提升钢与钢边界之间的润滑性。对于钟表工业和微机械工业而言,由于此类化合物的表面能最低可达 20mN/m,能降低表面摩擦系数,因而可用作高级润滑剂。由氟硅油、全氟聚醚、聚苯醚等配制的润滑剂,可用于唱片驱动机、激光打印机及其他电子机械的润滑,在持续耐 121℃以上高温且每分钟 1.4 百万高转速条件下不分解,使被润滑物性能可靠。
典型应用包括:
二、用作织物、皮革、纸张等的表面处理剂
氟硅油常用于织物、皮革等的防水、防污整理,且具有拒油性和拒溶剂性。一般含 8 - 10 个全氟碳原子的烷基链可达到最大的防水拒油效果。对于碳原子数目相同的含氟有机硅聚合物,直链的防水拒油性能比支链更有效。
例如:
三、用作涂料添加剂
含氟硅油涂料具有耐高温、疏水、拒油、耐溶剂、耐候等性能。将其用于海洋舰船的防污涂料,性能优于有机硅的自抛光涂料,为开发无毒船底防污涂料提供新途径;用于沙漠地带太阳能装置的防护涂料,能发挥其表面能低、有自洁作用的优势;因其成膜的低磨擦性,用作磁记录介质的润滑和防护涂料及一些光学仪器、设备,如摄像机和照相机的透镜保护涂层。
由含端羟基的氟硅油、小分子硅氧烷、纳米二氧化硅、十溴二苯乙烷等配制的涂料,具有优异的阻燃性、耐溶剂性、耐油性、耐高低温性及良好的自洁性,涂层表面更光滑,可一次成膜,持久使用,使用寿命可达 20 年以上。将(甲基)丙烯酸含氟酯、含烯基烷氧基有机硅烷、烯类单体进行共聚,所得产物研制成含氟硅共聚物的水性涂料,对各种基材有优异的粘结力,其涂膜具有优异的耐酸、耐碱和耐久性。
四、用作消泡剂
由于氟烃基硅油,特别是长链全氟烷基硅油的表面张力比其他硅油更低,因而由其配制的消泡剂对降低各种起泡体系的表面张力更有效,效果优于其他硅油消泡剂。均聚型及共聚型氟烃基硅油均可用作消泡剂。氟硅油消泡剂可应用于石油、纺织、合成橡胶及树脂工业,涂料及油墨工业,食品加工及发酵工业以及医疗应用等。
五、 氟硅油二次产品的应用
1. 氟硅脂、氟硅膏:
氟烃基硅油可用作基础油,加入增稠剂、稳定剂及改性添加剂可制备氟硅脂、氟硅膏。当三氟丙基硅油用作润滑脂基础油时,可显著改善钢 - 钢的边界润滑性。它既可单独使用,也可与二甲基硅油或甲基苯基硅油混用,其润滑性明显优于氯代苯基硅油,在高负荷下甚至优于矿油类润滑脂。增稠剂由产品形态可分为锂皂系(氟硅脂)或白炭黑、硅树脂(氟硅膏)。由基础油、增稠剂及改性添加剂混合得到的粗产物,最后还须移入三辊机中进一步研磨,以获得均匀的不含粗粒子增稠剂或改性添加剂的氟硅脂或氟硅膏。
氟硅脂适用于 - 70 ~ 252℃,可用于接触化学试剂的高速、重负荷轴承的润滑,接触腐蚀性化合物的阀门的润滑与密封等。氟硅膏可用作高真空硅膏,用于接触苯类溶剂部位的润滑与密封。
2. 氟硅脱模剂:
氟硅油可用于制备脱模剂,具有良好的抗黏性及润滑性、不腐蚀模具、无毒安全,可在模塑、浇注、封装及涂布等工艺中使用。以氟硅油为基础聚合物配置成的乳液型或无溶剂型产品,可用作纸张隔离剂,性能独特。