苯基乙烯基硅树脂的制备及其应用(2)
1.1 硅树脂的概述
硅树脂是以硅-氧-硅为主链，硅原子上连接有机基团的交联型半无机高聚物。硅树脂通常是高分子量的物质（分子量范围2000~4000），可分为含溶剂的硅树脂和不含溶剂的硅树脂，也有粉末状的硅树脂。它是由多官能度的有机氯硅烷经水解缩聚而成，在加热或有催化剂（辛酸锌、环烷酸铅、环烷酸钴、钛酸酯等）存在下可进一步转变成三文结构的不溶不熔的热固性树脂。硅树脂的结构我们可以表示如下图：
图1. 1 硅树脂的结构式（1）
图1. 2 硅树脂的结构式（2）
从上面的结构可以看出，硅树脂主要由三官能团结构单元和部分二官能团结构单元组成的无规的网状结构。其中结构式（1）为弱交联结构，结构式（2）为高度交联的结构。R可以是甲基、苯基等。由于具有上述特性，所以硅树脂结构不同于难以成型加工的石英，它加热易流动，易溶于有机溶剂，对基材具有亲和性，使用起来很方便。
1.2 硅树脂的性能
硅树脂的性能较好，归结起来可以从以下方面考察：热稳定性、电绝缘性、机械性能、耐候性、化学性能和耐水性。
1.2.1 热稳定性
硅树脂是一种热固性树脂，它最突出的性能之一是优异的热氧化稳定性。这主要是由于硅树脂是以Si─O─Si为骨架，因此分解温度高，通常在250℃以下都很稳定。有机硅树脂的耐热性还与和硅树脂联接的有机基团的种类有关，各种有机聚硅氧烷的耐热性，按下列顺序递减：
250℃加热24h后，硅树脂失重仅为2%~8%，聚苯乙烯失重为55.5%，环氧树脂为22.7%；350℃加热24h后，一般有机树脂失重为70%~99%，而硅树脂失重低于20%。硅树脂中加入耐热填料（如铝粉等）后，则耐热性能更加好。
1.2.2 电绝缘性
硅树脂的另一突出的性能是其优异的电绝缘性能。它在宽广的温度和频率范围内均能保持良好的电绝缘性能，由于耐热性高，因此硅树脂在高温下电气特性降低很少，高频特性随频率变化也极小。一般硅树脂的电击穿强度为50kV/mm，体积电阻为1013~1016Ω•cm，虽然硅树脂的电阻率也因温度升高而降低，但比有机树脂降得慢得多。硅树脂在室温下介电损耗角正切值在2×10-3左右，比用于比较的有机树脂要小得多；其介电常数不仅比有机树脂小，而且随着温度的上升而下降，特别是当温度高于100℃时更加明显，由于电介质中的介电损耗是与介电常数成比例的，硅树脂这一特性，将其用作高压绝缘料时无疑具有特别重要的意义。
1.2.3 机械性能
由于有机硅分子间作用力小，有效交联密度低，因此硅树脂一般的机械强度（弯曲、抗张、冲击、耐擦伤性等）较弱。但作为涂料使用的硅树脂，对其机械性能的要求，着重在硬度、柔韧性和热塑性等方面。硅树脂薄膜的硬度和柔韧性可以通过改变树脂结构而在很大范围内来调整以满足使用要求。提高硅树脂的交联度，可以增加硬度；反之，减少交联度，则能获得富于柔韧性的薄膜。在硅原子上引入占有较大空间的取代基也能产生具有较高柔韧性的薄膜。因此，在结构相似的情况下，甲基苯基硅树脂比相应的甲基硅树脂软些。
苯基引入硅氧烷链接中能改善其耐热性，柔韧性以及与颜料的配伍性，亦能改进它们与有机硅树脂的相容性和对各种基材的黏附性。含苯基的硅树脂有较大的热塑性，因此，硅树脂不必使用特殊的增塑剂，只需通过调整硅树脂中苯基与甲基适当的比例，就能得到所需要的硬度。
黏结性是衡量有机硅树脂机械性能的另一重要指标。硅树脂对铁、铝、银和锡之类金属的黏结性较好，对玻璃和陶瓷也有较好的黏结性。一般来说，不需要对这些材料进行预处理，但是，基材表面若用机械清洗方法例如喷砂处理，则能改进硅树脂对金属特别是对铁的黏附力。硅树脂对铜的黏附力较差，特别是在高温老化时，铜表面存在的氧化膜对硅树脂有明显的催化降解作用。