硅烷偶聯(lián)劑在表面處理行業(yè)應用

有機硅烷表面預處理：在金屬表面預處理工藝中，隨著環(huán)保壓力的逐漸增大，含有硅烷的前處理產(chǎn)品代替?zhèn)鹘y(tǒng)磷化工藝是今后世界的發(fā)展趨勢。硅烷前處理技術做為磷化替代技術之一，硅烷偶聯(lián)劑a174，將會引起更廣泛的關注。

有機硅烷復合鈍化：硅烷偶聯(lián)劑在提高復合材料的耐蝕性能方面的顯著效果，早已得到確認，國內(nèi)許多大型鋼鐵公司已從國外引進了無鉻鈍化生產(chǎn)線，該類型的硅烷復合鈍化膜耐蝕性雖不能超過鉻酸協(xié)鈍化膜，但其綜合性能十分優(yōu)越，是今后無鉻鈍化重點發(fā)展方向。

含有機硅烷涂料：從分子設計層面進一步完善硅烷體系，針對不同的涂料體系開發(fā)出不同功能官能團的硅烷，可以拓展硅烷在涂料與涂裝行業(yè)的應用范圍；硅烷偶聯(lián)劑深入開展在環(huán)保無鉻涂料領域的應用研究，可代替許多傳統(tǒng)含鉻的涂料，硅烷偶聯(lián)劑適應人類與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

功能性硅烷偶聯(lián)劑

功能性硅烷與硅橡膠、硅油及硅樹脂并稱為有機硅材料四大門類；從結構上來說，通常將主鏈為-Si-O-C-結構的有機硅小分子統(tǒng)稱為功能性硅烷，而將主鏈為-Si-O-Si-結構的小分子中間體和聚合物大分子一般稱之為硅氧烷，即硅橡膠、硅油及硅樹脂產(chǎn)品；從功能上來看，功能性硅烷多為雜交結構，多數(shù)產(chǎn)品在同一個分子中同時含極性與非極性兩類官能團，可以作為無機材料和有機材料的界面橋梁或者直接參與有機聚合材料的交聯(lián)反應，從而大幅提高材料性能。

功能性硅烷有下列不同分類方法：按活性有機基團與Si的相對取代位置可分為γ-取代和α-取代兩種類型；按可水解基團官能度分為三官能和雙官能兩種，其中三官能占市場絕大部分；硅烷偶聯(lián)劑按取代基種類分類更多，贏創(chuàng)硅烷偶聯(lián)劑，其中含硫基、氨基類、鏈烯基類、環(huán)氧基類、酰氧基類是國內(nèi)生產(chǎn)和消費較大的品種。按用途可分為偶聯(lián)劑和交聯(lián)劑兩大類。

硅烷品種眾多，其用途主要根據(jù)官能團品種及結構決定，硅烷偶聯(lián)劑主要應用領域包括橡膠、復合材料、塑料、粘合劑等領域，硅烷偶聯(lián)劑，跨度非常廣。硅烷在橡膠中主要指輪胎加工用途，復合材料中主要指對材料中無機材料和有機材料之間進行界面處理用途，粘合劑則主要指室溫硫化硅橡膠使用的交聯(lián)劑以及其他非硅類粘合劑的應用，塑料主要是指聚烯烴加工用途。其他行業(yè)如紡織、涂料、油墨等行業(yè)也有涉足，但受產(chǎn)品質量和牌號限制，國產(chǎn)硅烷在這幾個消費領域所占比例較小。

為了研究硅烷偶聯(lián)劑種類和用量對改性鋁性能的影響，南京能德新材料公司針對不同種類的硅烷偶聯(lián)劑改性處理顏料鋁做了實驗。

通過實驗，我們得知未改性的顏料鋁具有疏水性，無法分散在水性體系中，全部漂浮于水面；相比其他三種硅烷偶聯(lián)劑，而經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑WD-60表面改性后的顏料鋁，能大部分懸浮在水性體系中，親水性較好，光澤性略有降低但不明顯。本研究初步選用WD-60硅烷偶聯(lián)劑作為鋁顏料表面改性劑。

硅烷偶聯(lián)劑的用量以其在水解溶液中的濃度來表示。

通過實驗可以表明，當硅烷偶聯(lián)劑含量較少時，新型硅烷偶聯(lián)劑，顏料鋁部分漂浮于水面，因為WD-60未能完全包覆于鋁表面形成致密親水性包覆膜層；當WD-60含量較高時，鋁顏料發(fā)生部分沉淀，顏料光澤性明顯降低，因為顏料表面過多的硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生縮聚反應導致團聚下沉。硅烷偶聯(lián)劑試驗現(xiàn)象表明：經(jīng)用量為5%的WD-60硅烷偶聯(lián)劑包覆改性后的顏料鋁在水性體系中分散穩(wěn)定性明顯提高，顏料外觀基本沒有發(fā)生變化。

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