有机硅：化工新材料在各行业的广泛应用与特性

有机硅：化工新材料在各行业的广泛应用与特性

如今，有机硅这种新型化工材料被广泛应用于电子电气、建筑、纺织、轻工、医疗等各个行业，在汽车工业中也有大量的应用。享有“工业味精”、“科技发展催化剂”美誉的有机硅，具有耐高低温、电绝缘、耐臭氧、耐辐射、阻燃、防水、耐腐蚀、无毒无味、生理惰性等特点。

广泛应用的汽车硅胶产品

有机硅制品及制品：有机硅制品是由中间体经聚合反应并添加各种无机填料或改性助剂而得，主要分为硅橡胶（高温硫化硅橡胶和室温硫化硅橡胶）、硅油及二次加工制品、硅树脂、硅烷偶联剂四大类。

硅橡胶

硅橡胶作为有机硅聚合物的重要产品之一，是所有橡胶中使用温度范围最宽的橡胶（-100～350℃），耐高低温性能优异。其中热硫化硅橡胶具有耐高温、耐油等特点，可用于生产汽车点火线、火花塞保护套、暖气和散热器软管、消声器垫圈、燃油泵、燃油进油阀等。据统计，一辆汽车有近550个硅橡胶零件。此外，室温硫化硅橡胶具有耐疲劳、粘接力强等特点，可用于生产汽车密封垫圈，以及挡风玻璃、门窗框、后视镜、排气管及易受水喷淋设备的粘接密封材料。

硅油

一种无毒、无味、无腐蚀、不易燃的多种粘度的聚硅氧烷液体油。具有低温粘度系数、耐高低温、抗氧化、闪点高、挥发性低、绝缘性好、表面张力低、对金属无腐蚀、无毒等特点。主要用于汽车变速箱润滑油、防震减震油、真空扩散泵油等。

硅酮

具有优异的耐候性、优良的介电性能、抗氧化、抗电弧、抗辐射、防水、防烟、防霉等性能，可用于生产汽车绝缘漆、涂料、胶粘剂等。

硅烷偶联剂

它可以改善玻璃纤维与树脂之间的粘结，从而显著提高增强塑料的力学性能。利用硅烷偶联剂的特性，在某些材料中引入特定的功能基团，可以改善材料的表面性能。在汽车工业中，硅烷偶联剂可作为玻璃纤维增​​强材料、增粘剂，也可以用来处理玻璃表面，防止汽车挡风玻璃表面结冰，并可用于汽车轮胎的生产。

有机硅生产工艺复杂，流程长，技术含量高，长期以来，美国、日本、法国、德国等少数发达国家形成了该行业的技术垄断。美国道康宁、德国瓦克化学、日本信越化学、法国罗纳普朗克等公司是全球知名的有机硅生产企业，占全球产能的近80%，是全球最大的硅烷偶联剂生产企业。其他公司如美国威特科、德国Hüls、德国拜耳、日本东芝、东丽等也都拥有相当的产能。下面文章将以道康宁、日本松下等为例，介绍有机硅在汽车行业的具体应用。

道康宁先进有机硅技术

道康宁公司在汽车工业使用的产品包括密封剂、粘合剂、橡胶、硅油、润滑剂、垫片、添加剂和绝缘材料等，主要用于汽车内饰/外饰、电气/电子、燃油和进气系统、传动系统及部件。

汽车内饰/外饰

道康宁 ® 油、减摩涂料、润滑剂和油脂可提高部件性能、减少阻力和磨损并延长系统寿命。它们还有助于减少或消除与车辆噪音相关的问题。 ® 润滑剂特别适用于各种汽车内/外饰应用，包括车门系统、启动器、座椅、安全带、夹子和扣环。

®热塑性弹性体系列产品是以不同的聚合物为基体，经物理改性而形成的弹性体材料。该类材料既具有传统橡胶材料的物理特性，如硬度低、弹性记忆、低温抗冲击、手感舒适等，又具有塑料材料的加工特性——可热塑性、可回收利用。®在汽车工业中有着广泛的应用，包括汽车内饰件，如门把手、内饰板、内密封件等；汽车外饰件，如车窗密封条、大灯密封条、车顶天窗框架、挡泥板等；汽车安全系统，如汽车安全气囊盖板等。特殊规格的®还用作发动机盖板下的耐油部件。

具有各种化学性质和输送系统的有机硅材料可增强蜡、抛光剂、汽车清洁产品、干燥剂、保护剂、轮胎护理剂和清洁剂的配方。有机硅可提高产品的耐用性、光洁度、润湿性、清洁能力、易用性和/或在汽车表面上的滑爽性。此外，陶氏有机硅添加剂和硅烷可为汽车面漆提供良好的附着力和颜料处理能力，并提高基材和油漆层之间的附着力。

道康宁还利用“相转移催化技术”（PTC）加快硅烷生产过程中的反应时间，从而降低生产成本和绿色轮胎所需的原材料数量。此外，改进后的相转移催化技术不需要盐过滤、有害溶剂或溶剂回收，提高了整个轮胎供应链的环保性。

电气/电子

道康宁的各种保护和密封材料可用于密封电子元件和电路，保护引擎盖下的电子设备和系统免受超高温、超低温、潮湿、臭氧、紫外线照射和汽车液体侵入的影响。可有效提高发动机控制模块、点火线圈和点火模块、动力系统模块、制动系统模块以及各种传感器、电源系统、照明系统电路和部件的长期性能。

Dow ® 硅油、硅凝胶和密封剂、弹性体、硅橡胶和硅树脂可提供耐用、灵活的电子绝缘体，保护电子元件免受环境污染物和极端温度的影响，并消除振动应力。® 润滑剂可通过“阻尼”作用保护各种应用中的关键电气元件。它们可延长汽车微型电动机的使用寿命，并通过点火线圈和连接器系统中的拆卸功能提高可维护性。

陶氏 ® 密封胶具有出色的热稳定性，可与热膨胀系数匹配，为引擎盖下应用提供管理解决方案。陶氏 ® 3-1595 胶粘剂可改善电子电路板，使盖子连接更牢固。陶氏 ® 3-1598 胶粘剂是一种可流动的垫片材料，可提高外部检查性能并节省成本。陶氏 ® 特种润滑剂产品可确保开关、连接器、微电机、轴承、组装电路和点火线圈系统的长期可靠运行。陶氏 ® 硅橡胶系列产品适用于具有出色电绝缘性能的弹性体。

燃油和空气进气系统

氟硅技术为密封、浸没或润滑提供了出色的油和燃料蒸汽抗性，可用于从橡胶化合物到油脂的各种产品。例如，® 氟硅为典型的汽车燃料应用渗透问题提供了有效且经济实惠的解决方案。氟硅在各种应用中保持了硅氧烷的优异性能，包括进气歧管、气缸盖密封件以及进气系统垫圈和软管。使用陶氏 ® 液体硅胶管道衬里和分配泡沫垫片材料来应用密封件或垫圈可以显著降低成本。

®氟硅润滑剂可帮助人们拆卸和维护配件，同时具有耐高温和燃油的特性，延长燃油环境中配件的使用寿命。此外，道康宁的TPSiV®优质热塑性弹性体可提供硅橡胶的耐高温性、工程热塑性塑料的熔融再加工性和耐热性和耐化学性。

传动系统和部件

® 润滑剂可出色地帮助提高发动机衬套和活塞、暖通空调活塞、轴承和齿轮的性能并延长部件寿命。® 特种润滑剂产品还包括面向原始设备制造商和一级供应商的润滑剂装配助剂。陶氏 ® 管道内衬和配送泡沫内衬产品还可在动力总成和底盘应用中显著节省成本。® 硅橡胶产品是优质弹性体，不受各种流体、极端天气条件、紫外线辐射和臭氧的影响，并具有出色的电绝缘性能。该产品在汽车领域有着广泛的应用，包括制造汽车密封件、垫圈、O 形圈、连接器、电缆、软管、管子和防振安装部件。® 紧固件和螺钉涂层可通过提供无六价铬涂层帮助客户满足新法规要求。涂层可耐腐蚀并在螺栓组件中保持恒定的摩擦系数。

GE硅胶技术的应用

GE对有机硅在汽车上的应用研究主要集中在五大领域：硅橡胶、涂料、胶粘剂和密封剂、聚氨酯泡沫添加剂、室温固化产品。

GE 有机硅的主要应用之一是硅轮胎。自 20 世纪 90 年代中期推出以来，硅轮胎已帮助大多数使用它们的汽车提高了燃油效率，平均每加仑可行驶 0.5 英里或更多。GE 提供的聚氨酯添加剂可以提高汽车座椅和车顶内饰中聚氨酯应用的质量、安全性和舒适性。同时，GE 正在推出新的添加剂，以显著减少汽车中有机硅的排放。

GE的硅橡胶可成型为各种汽车部件，包括压缩垫圈、蜡封、O形圈、项圈、遮阳板、点火线和连接器。这些硅橡胶具有高压缩应变性能、自粘能力和自润滑性能。GE在硅橡胶方面的最新技术突破主要体现在液态氟硅橡胶及其制品上。在连接器方面，/40是一种低模量、高分离硅橡胶，对润滑剂和燃料具有更强的耐受性。对于发动机垫圈，耐油硅橡胶系列和低COMP组LSR 26X1硅橡胶系列是传统硅橡胶的最佳替代品。在双组分包覆成型应用中，LSR 27XX[CG1]、LIM 8070和LIM 9040硅橡胶表现出优异的汽车性能。

具有竞争力的电子涂层是 GE 技术创新的体现，可提供不溶解性、热管理性能、抗震性以及增强的材料防潮、防尘和其他防污性能。涂层类别的新产品包括采用 GE 最新硬涂层技术的硅酮硬涂层系统以及抗紫外线的硅酮硬涂层。

GE 的 RTV（室温固化）产品提供无需底漆的粘合、热管理、抗震性和增强的外部污染物抵抗性，适用于外部组件、前照灯组件、垫圈、电子设备和硅胶安全气囊涂层等应用。GE 汽车技术解决方案提供出色的可靠性和长期卓越的性能，包括组装组件、防潮、防污和防紫外线；机械应力和振动隔离；以及抗热循环影响。电路板的保形涂层和控制和传感器模块的硅胶封装是 RTV 应用这些技术保护车辆中敏感电路的两种应用模式。

硅酮长期以来一直用于泡沫垫片，以保护某些汽车部件免受潮湿，而 GE 的保形涂层则提供了无与伦比的优势。此外，GE 还提供全系列的硅酮凝胶和封装设备，涵盖了包括固化、触变性以及一或二位化学模量特性在内的广泛性能。一系列硅酮凝胶的特点是挥发性（气体泄漏）极低，其中作为旗舰产品，最新产品具有良好的阻燃性能，同时提供快速室温固化能力。