橡膠硅烷偶聯(lián)劑國內(nèi)外研究發(fā)展

硅烷處理技術(shù)可以有效地用于鐵、鋁、銅、鋅、鎂及合金的防護(hù)。

對(duì)金屬表面硅烷處理工藝技術(shù)及處理后的功能特性進(jìn)行了研究。分別進(jìn)行了中性鹽霧、銅加速醋酸鹽霧、電偶腐蝕、大氣暴露和海水浸泡試驗(yàn)。結(jié)果表明，金屬表面硅烷處理工藝技術(shù)可以取代涂裝前磷化及鉻化處理，且橡膠硅烷偶聯(lián)劑技術(shù)具有常溫處理、無污染的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于涂裝前處理與防腐領(lǐng)域。在水性木器涂料中有機(jī)硅的應(yīng)用主要包括有機(jī)硅與樹脂的物理混合和化學(xué)改性。

采用KH-550硅烷溶液對(duì)AZ31鎂合金試片進(jìn)行硅烷化處理，通過浸泡和電化學(xué)測(cè)試技術(shù)評(píng)定出8%的硅烷溶液中浸涂50s表干后在100℃陳化0.5h所形成的硅烷膜層與鎂合金基體之間的界面結(jié)合較好，橡膠硅烷偶聯(lián)劑并很好地抑制了鎂合金的腐蝕，提高了其耐腐蝕性能。五是為解決表面改性中產(chǎn)生的假團(tuán)聚和硬團(tuán)聚體，一定要進(jìn)行有效的分級(jí)，應(yīng)有專用的分級(jí)設(shè)備進(jìn)行配套。

哈爾濱化工研究所選取了一種新型的金屬表面防護(hù)硅烷化處理試劑——乙烯基硅烷,并使其在水和醇混合溶劑中水解,水解過程穩(wěn)定性好,且能保證硅羥基的含量。通過耐水性測(cè)試、鹽水浸泡測(cè)試、耐酸堿性測(cè)試、3%CuSO4溶液點(diǎn)蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該新型的金屬表面防護(hù)硅烷化處理試劑耐水性、耐鹽水性、耐酸堿性、耐CuSO4溶液點(diǎn)蝕性性能良好,同時(shí)具有環(huán)保、成本低等優(yōu)點(diǎn),經(jīng)硅烷處理的金屬表面的耐蝕性能優(yōu)于傳統(tǒng)的磷化技術(shù)。橡膠硅烷偶聯(lián)劑其應(yīng)用領(lǐng)域極廣,例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的閥門和透平增壓器轉(zhuǎn)子已實(shí)用化,高速軸承和高性能刀具已商品化,用于內(nèi)燃機(jī)可使工作溫度高達(dá)1400℃,大大提高熱機(jī)效率,橡膠硅烷偶聯(lián)劑適用多種燃料,延長使用壽命。

然后對(duì)熱鍍鋅鋼及鋁合金表面硅烷膜層進(jìn)行了一系列研究，研究了單一硅烷對(duì)鋁合金及熱鍍鋅鋼防護(hù)性能的影響；隨后采用了納米添加劑及稀土改性技術(shù)研究硅烷薄膜層對(duì)其機(jī)械性能及耐腐蝕性的影響，后提出適用性更廣的混合硅烷處理法。

采用電化學(xué)阻抗測(cè)試(EIS)研究了鋁合金膜層的耐蝕性及自愈性，發(fā)現(xiàn)在膜層具有自愈性能，掃描振蕩電極技術(shù)(SVET)測(cè)試結(jié)果也進(jìn)一步證實(shí)了膜層的自愈性。

研究了硅氧烷膜層對(duì)銅表面的防護(hù)性能，發(fā)現(xiàn)含有硫醇鍵的硅烷與銅表面結(jié)合良好，橡膠硅烷偶聯(lián)劑并可顯著抑制表面陽極反應(yīng)，從而有效提高銅的防腐性能。

橡膠硅烷偶聯(lián)劑的發(fā)展與應(yīng)用

硅烷偶聯(lián)劑的發(fā)展與應(yīng)用

硅烷簡介：有機(jī)硅烷又稱硅烷偶聯(lián)劑(silane coupling agents，簡稱SCA)，用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行金屬預(yù)處理是近年來新興的表面處理工藝，橡膠硅烷偶聯(lián)劑由于其安全性、無污染、適用廣泛、成本低、對(duì)有機(jī)涂層有優(yōu)異的粘接性能等優(yōu)點(diǎn)而引起國內(nèi)外學(xué)者們的關(guān)注，有機(jī)硅烷處理工藝有望取代傳統(tǒng)的磷化、鉻酸鹽鈍化等對(duì)環(huán)境容易造成污染的處理工藝。這道清漆會(huì)受到來自環(huán)境的損害(如酸雨、紫外線降解、高相對(duì)濕度和高溫)，涂料表面還要遭受馬路上的砂石沖擊和研磨劑的刮擦傷。

硅烷的歷史：早在上世紀(jì)40年代，Johns Hopkins大學(xué)的Ralph K Witt等人在一份寫給軍械局的“秘密”報(bào)告中指出，用烯丙基三乙氧基硅烷處理玻璃纖維而制成的不飽和聚酷復(fù)合材料的強(qiáng)度為采用硅烷處理玻璃纖維時(shí)的兩倍，從而開創(chuàng)了硅烷偶聯(lián)劑實(shí)際應(yīng)用的歷史，并極大地刺激了硅烷偶聯(lián)劑的研究與發(fā)展。當(dāng)WD-60含量較高時(shí)，鋁顏料發(fā)生部分沉淀，顏料光澤性明顯降低，因?yàn)轭伭媳砻孢^多的硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生縮聚反應(yīng)導(dǎo)致團(tuán)聚下沉。

硅烷的應(yīng)用：硅烷偶聯(lián)劑作為連接兩種不同性質(zhì)材料的“分子橋”已經(jīng)在復(fù)合材料、涂料、膠粘劑等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著橡膠硅烷偶聯(lián)劑它在玻璃纖維增強(qiáng)材料中的應(yīng)用，合成的種類日益繁多，應(yīng)用范圍也日益擴(kuò)大?，F(xiàn)在，硅烷偶聯(lián)劑基本上適用于所有無機(jī)材料和有機(jī)材料的連接表面，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在汽車、航空、電子和建筑等行業(yè)中。5h所形成的硅烷膜層與鎂合金基體之間的界面結(jié)合較好，橡膠硅烷偶聯(lián)劑并很好地抑制了鎂合金的腐蝕，提高了其耐腐蝕性能。

?橡膠硅烷偶聯(lián)劑表面改性工藝的確定原則

根據(jù)所選用的硅烷偶聯(lián)劑與硅微粉反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行確定：

一是首先要將硅微粉進(jìn)行動(dòng)態(tài)加熱到100-110℃，此時(shí)以霧化法加入水解后的硅烷偶聯(lián)劑或復(fù)合偶聯(lián)劑。

二是在硅烷偶聯(lián)劑與反應(yīng)過程中應(yīng)保持一定的反應(yīng)時(shí)間，因不同的反應(yīng)時(shí)間其改性的效果是不同的。這一加熱反應(yīng)過程是橡膠硅烷偶聯(lián)劑脫水、縮合與固化，以使硅烷偶聯(lián)劑與硅微粉形成穩(wěn)定和牢固的共價(jià)鍵結(jié)合。

三是經(jīng)偶聯(lián)劑改性的粉體，都會(huì)產(chǎn)生假結(jié)顆粒和縮合后產(chǎn)生的硬顆粒，給產(chǎn)品質(zhì)量帶來了很大的影響，所以橡膠硅烷偶聯(lián)劑一定要進(jìn)行有效分級(jí)，只有這樣才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。