硅烷偶聯(lián)劑與硅微粉的作用機(jī)理

硅烷偶聯(lián)劑比較成熟的作用機(jī)理是化學(xué)鍵結(jié)合理論：硅烷偶聯(lián)劑中含有兩類不同的化學(xué)官能團(tuán)，硅烷偶聯(lián)劑它的一端能與無(wú)機(jī)材料OH反應(yīng)，形成氫鍵，并在一定的條件下縮合、脫水和固化，形成共價(jià)鍵；另一端又能與有機(jī)高分材料結(jié)合，從而使有機(jī)高分子材料-硅烷偶聯(lián)劑-無(wú)機(jī)材料之間產(chǎn)生一種良好的界面結(jié)合，將兩種性質(zhì)差異較大的材料牢固的結(jié)合在一起。

硅烷偶聯(lián)劑該反應(yīng)過(guò)程分為四步：

步是硅烷偶聯(lián)劑中與Si相連的3個(gè)水解基團(tuán)與水反應(yīng)，生成硅醇；

第2步是硅醇之間脫水，道康寧硅烷偶聯(lián)劑，縮合成Si-OH的低聚硅氧烷；

第3步是低聚硅氧烷的Si-OH與硅微粉表面上的OH反應(yīng)，形成氫鍵；

第4步是在加熱的過(guò)程中產(chǎn)生縮合、脫水及固化反應(yīng)，硅烷偶聯(lián)劑Si-602，達(dá)到與硅微粉形成牢固的共價(jià)鍵結(jié)合。剩下的兩個(gè)Si-OH或者與其它硅烷偶聯(lián)劑中的Si-OH縮合，或者保持游離狀態(tài)。

硅烷偶聯(lián)劑處理的工序

硅烷表面處理劑可采用以下兩種方法對(duì)金屬表面改性：

(1) 浸漬硅烷化法

通過(guò)有機(jī)硅烷的特殊結(jié)構(gòu)，金屬工件經(jīng)硅烷處理后，硅烷偶聯(lián)劑表面會(huì)吸附一層類似于磷化晶體的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的超薄有機(jī)納米膜(50~500nm)，同時(shí)在界面形成結(jié)合力很強(qiáng)的Si-O-Me共價(jià)鍵(其中Me為金屬)，硅烷偶聯(lián)劑可將金屬表面和涂層偶合，具有很好的附著力。

工藝流程：

脫脂→水洗→壓縮空氣吹干金屬表面→浸漬于硅烷溶液中→晾干

(2) 電沉積硅烷化法

優(yōu)化硅烷化金屬表面處理技術(shù)，根據(jù)電沉積理論，陰極電位下金屬表面發(fā)生O2或H2O的去極化生成OH－，而OH－的生成促進(jìn)了硅醇間的縮合反應(yīng)，有利于硅烷膜的形成。

工藝流程：

脫脂→水洗→壓縮空氣吹干金屬表面→硅烷溶液電沉積→ 晾干

由此可見，硅烷化處理可省去表調(diào)及磷化前后的水洗工序，處理時(shí)間大大縮短，減少了污水處理量。

在水性涂料中使用有機(jī)硅偶聯(lián)劑助劑，可以顯著的提高涂膜的流平性、爽滑性、光澤、防粘性、耐水性、耐化學(xué)品性、耐高溫性、抗沾污性和耐印刷性等。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。一種用于水性木器涂料助劑的改性有機(jī)硅聚合物，硅烷偶聯(lián)劑，與水性木器涂料的相容性大大提高，能明顯改善涂膜的流平性、潤(rùn)滑性、光澤、防粘連性和耐化學(xué)品性。利用硅烷偶聯(lián)劑KH171與乙烯基酸反應(yīng)合成了穩(wěn)定的有機(jī)硅酸酯乳液，該涂膜的耐甲乙酮擦洗性優(yōu)異。硅烷偶聯(lián)劑采用水解速度較慢的受阻乙烯基硅烷與酸進(jìn)行乳液聚合，硅烷偶聯(lián)劑價(jià)格，提高了有機(jī)硅接枝到酸樹脂上的含量，改善了有機(jī)硅酸乳液的聚合穩(wěn)定性和貯存穩(wěn)定性，該乳液具有很好的耐酸堿、耐高低溫及耐電解質(zhì)穩(wěn)定性。

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