硅烷偶聯(lián)劑用量大,品種多,通常以Y-R-SiX3表示其結(jié)構(gòu)。其中,X是鹵素或烷氧基,在水的作用下,Si-X變成Si-OH,實現(xiàn)無機物表面與硅烷的連接。R是長鏈烷烴,Y是氨基、乙烯基、甲基丙烯酰氧基、巰基、環(huán)氧基等有機官能團,易于和聚合物發(fā)生反應(yīng)。硅烷偶聯(lián)劑應(yīng)用于納米顆粒的表面改性、玻纖和金屬防腐蝕表面處理、涂料和密封劑增粘劑,可大大提升材料性能。
1、含硫硅烷偶聯(lián)劑
目前輪胎工業(yè)中使用的表面改性劑多為含硫硅烷偶聯(lián)劑。含硫硅烷偶聯(lián)劑通過結(jié)構(gòu)中硫與橡膠結(jié)合,烷氧基與白炭黑表面的硅羥基結(jié)合,形成牢固的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),**地降低輪胎的滾動阻力。
2、氨基類硅烷偶聯(lián)劑
作為通用型偶聯(lián)劑,氨基硅烷類偶聯(lián)劑幾乎能與各種聚合物樹脂發(fā)生偶聯(lián)作用。由于游離氨基的存在,此類硅烷偶聯(lián)劑堿性大,具有較高的反應(yīng)活性,且成型材料的撓曲強度隨著氨基的增加也相應(yīng)增加,此類硅烷偶聯(lián)劑的缺點在于使用過程中容易發(fā)生過早反應(yīng)而達(dá)不到預(yù)期效果。
γ-脲基丙基三乙氧基硅烷(A-1160)作為一種新型的含脲基硅烷偶聯(lián)劑,是一種pH值在7左右的中性水溶性化合物,可以同大部分樹脂在低溫下進(jìn)行活性稍有降低的反應(yīng),同時保持一定的**工作性能。
作為耐熱型硅烷偶聯(lián)劑的代表品種,Y-5475和Y-5669由于硅原子與苯環(huán)的結(jié)合,其耐熱溫度較傳統(tǒng)產(chǎn)品高60~100℃。
3、環(huán)氧基類硅烷偶聯(lián)劑
傳統(tǒng)硅烷偶聯(lián)劑易與水發(fā)生預(yù)交聯(lián)反應(yīng)的缺陷,限制了其在聚酯材料中的應(yīng)用。隨著研究技術(shù)的發(fā)展,3-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(A-187)為代表的環(huán)氧型硅烷偶聯(lián)劑在室溫條件下,儲存12個月以上仍保持良好的物理性能和粘附力,因而在水性體性中表現(xiàn)出較好的長期儲存穩(wěn)定性。
硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用
1、玻纖表面處理
玻纖作為一種無機非金屬材料,絕緣性好、耐熱性好、抗腐蝕性好,力學(xué)強度高,常用作復(fù)合材料中的增強材料、電絕緣材料和絕熱保溫材料。但玻纖表面極性大,難與非極性的樹脂相容,大大降低了其填充效果。為了提升樹脂與玻纖的粘合性能,改善玻纖增強復(fù)合材料的強度、電氣、耐候性能,有必要對玻纖進(jìn)行表面改性。目前,在玻璃纖維表面改性方面用得較多的表面改性劑是硅烷偶聯(lián)劑,其品種主要包括:乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。
2、無機填料表面處理
塑料、橡膠等高分子材料均需加入不同的無機填料,以滿足其不同的使用性能。復(fù)合材料可以通過界面直接接觸來實現(xiàn)材料的復(fù)合,因此,界面的性質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)直接影響其物理性能和結(jié)合力。
一般的無機填料表面是親水的,使用時不能很好地在樹脂、橡膠中分散,會嚴(yán)重影響復(fù)合材料的使用性能。在實際應(yīng)用中,通過對填料進(jìn)行表面改性,使填料具有憎水性,可以充分發(fā)揮無機填料的功能。
對無機填料使用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理,可以在填料表面形成一層非極性分子膜,提升填料在橡膠、塑料中的穩(wěn)定性、分散性及粘合力,提高填充塑料(包括橡膠)的電學(xué)、力學(xué)和耐候等性能,并促進(jìn)工藝性能的改善。
3、納米粉體表面改性
納米粉體具有粒徑小、比表面積大的特點,因而具有獨特的小尺寸效應(yīng)、隧道效應(yīng)和表面效應(yīng),從而以優(yōu)良的補強性、穩(wěn)定性、增稠性受到青睞,在塑料、橡膠、涂料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
由于納米粉體表面能大,易團聚,限制了其**效應(yīng)的發(fā)揮,在有機相中難以分散和浸潤,所以必須對其進(jìn)行表面改性,提高其與有機分子的相容性和結(jié)合力。
利用偶聯(lián)劑分子與納米粉體表面進(jìn)行某種化學(xué)反應(yīng),將偶聯(lián)劑均勻覆蓋在納米粉體表面,從而提高納米粉體的憎水性,是常用的納米粉體改性方法。常用硅烷偶聯(lián)劑及鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑。
4、用作密封劑、涂料等的增粘劑
硅烷偶聯(lián)劑作為一種增粘劑,應(yīng)用于粘結(jié)劑、密封劑和涂料等領(lǐng)域,能提高它們的粘結(jié)強度、耐水、耐候性能。
將功能性硅烷偶聯(lián)劑引入涂料,可以讓硅烷與涂料的成膜聚合物形成互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(IPN)或與涂料成膜聚合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),從而促進(jìn)涂料對底材的潤濕,提高涂料的附著力。此外,烷基和芳基硅烷還能改進(jìn)涂料涂膜光澤、遮蓋力、混溶性和對顏料的潤濕性與分散性能。
5、其它方面
硅烷偶聯(lián)劑還廣泛應(yīng)用于金屬表面處理等行業(yè)。
利用KH-560對金屬表面進(jìn)行預(yù)處理,可在金屬表面形成硅烷膜涂層,其耐腐蝕性能與磷化處理相當(dāng)甚至優(yōu)于磷化處理。此技術(shù)有望逐漸代替磷化、鉻酸鹽鈍化等常用金屬表面處理工藝,從而解決金屬表面處理一直存在的環(huán)保問題。
西安pg電子官方生物供應(yīng)各種硅烷化產(chǎn)品:
CAS:10519-97-8;1,1,1-三甲基-N-2-丙烯丙胺基硅烷
雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物cas:56706-10-6
甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷cas:65100-04-1
3-[(2,3)-環(huán)氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷cas:65799-47-5
CAS:18306-45-1;(乙酸基)乙酰氧基乙基二甲基氯硅烷
CAS:18171-24-9;3-[氯甲基(二甲基)硅烷基]丙-1-醇
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