硅烷偶聯(lián)劑的性能

硅烷偶聯(lián)劑改性自交聯(lián)水性聚氨酯將硅烷偶聯(lián)劑通過共價(jià)鍵連接到聚氨酯分子骨架上，利用硅烷氧基的水解、縮聚反應(yīng)形成的無機(jī)相能很好的和聚氨酯網(wǎng)絡(luò)相容，同時(shí)成為交聯(lián)點(diǎn)，從而能有效地增強(qiáng)材料聚氨酯的性能。

1.硅烷偶聯(lián)劑批發(fā)機(jī)械性能：隨著水性聚氨酯中硅烷偶聯(lián)劑含量的提高，水性聚氨酯的交聯(lián)密度增大，硬度會(huì)提高、拉伸強(qiáng)度會(huì)增大、拉斷伸長(zhǎng)率降低。

2.熱穩(wěn)定性：經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑改性后聚氨酯能夠形成交聯(lián)聚合物，當(dāng)溫度升高時(shí)不會(huì)熔化，因?yàn)榉肿渔溨g存在的交聯(lián)點(diǎn)而限制了整個(gè)分子鏈的運(yùn)動(dòng)，因而具有較好的耐熱性能；硅烷偶聯(lián)劑可提供的其他優(yōu)勢(shì)包括：1、更好的浸濕無機(jī)材料2、復(fù)合時(shí)具有更低的粘度3、更光滑的復(fù)合材料表面4、降低無機(jī)材料對(duì)熱固復(fù)合材料催化劑的抑制作用5、更清晰透明的增強(qiáng)塑料。另外，新增的Si-鍵比C-O鍵具有更高的鍵能，這也有利于改善水性聚氨酯的熱穩(wěn)定性。

3.耐溶劑：通過硅偶聯(lián)劑的交聯(lián)作用，能夠降低水性聚氨酯分子鏈間的自由體積，在一定程度上阻礙了水和溶劑分子滲透到水性聚氨酯膜內(nèi)，從而增強(qiáng)其耐水性和耐溶劑性，這是由交聯(lián)的形成阻礙了溶劑分子滲透到材料內(nèi)部所引起。另一方面，眾所周知有機(jī)硅化合物能降低材料表面的表面能，在一定程度上也能降低水性聚氨酯膜的耐水性。偶聯(lián)劑常見的質(zhì)量問題有哪些主要有以下幾個(gè)方面：含量不夠、懸浮物過多、水溶性不夠要求。因此，硅偶聯(lián)劑改性的自交聯(lián)水性聚氨酯具有優(yōu)異的耐水性和耐溶劑性。

4.硅烷偶聯(lián)劑批發(fā)附著力：聚氨酯分子量上硅烷偶聯(lián)劑水解形成硅醇，在基材上干燥成膜的過程中，與基材上存在的羥基脫水形成-Si-O-鍵，提升了附著力。

硅烷偶聯(lián)劑kh550

一、國(guó)外牌號(hào)

國(guó)內(nèi)對(duì)應(yīng)牌號(hào)

（KH-550）

（美國(guó)聯(lián)碳公司A―1100、日本信越KBM）

化學(xué)名稱

γ―氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-APTS

化學(xué)結(jié)構(gòu)式

NH2CH2CH2CH2Si(OC2H5)3

二、產(chǎn)品性質(zhì)

本品硅烷偶聯(lián)劑批發(fā)為氨基官能團(tuán)硅烷,呈堿性。外觀為無色或微黃色透明液體,通用性強(qiáng)，硅烷偶聯(lián)劑批發(fā)可溶于有機(jī)型溶劑，但不適宜作稀釋劑。④直接加入法：硅烷亦可直接加入填料/樹脂的混合物中，在樹脂及填料混合時(shí)，硅烷可直接噴灑在混料中?？扇苡谒?，在水中水解，沸點(diǎn)217℃，密度P25'g/m1 0.946,折光率ND25:1.4205,閃點(diǎn)104℃,分子量221.4　含量≥97%

硅烷偶聯(lián)劑Si-69的合成方法

由于原料及生產(chǎn)工藝的不同，硅烷偶聯(lián)劑批發(fā)Si-69的生產(chǎn)有多種方法，但主要的合成方法和原理有如下幾種:

（1）接合成法

直接合成法是應(yīng)用較早的合成Si-69的方法，合成原理如式。此法具有合成步驟簡(jiǎn)單、不受化鈉中雜質(zhì)的干擾等特點(diǎn)。但其也同樣具有原料來源困難、對(duì)設(shè)備耐燭性要求高、生產(chǎn)成本較大等缺點(diǎn)。硅烷偶聯(lián)劑批發(fā)隨著有機(jī)硅化學(xué)產(chǎn)品的開發(fā)和合成工藝的改進(jìn),直接合成法的使用會(huì)逐漸被其它方法所替代。在國(guó)外，由于硅烷偶聯(lián)劑的生產(chǎn)主要為幾家大公司所控制，為了形成壟斷，各立牌號(hào)。

(EtO)3Si(CH2)3SH Cl2S2 →[(EtO)3Si(CH2)3]2S4 HCl (1)

（2）堿金屬合成法

此類方法是目前生產(chǎn)Si-69為常用的方法之一，又被業(yè)內(nèi)人士稱為'無水合成法”。反應(yīng)體系一般需氮?dú)獗Ｗo(hù)，以無水乙醇為反應(yīng)介質(zhì)。堿金鈉首先與無水乙醇反應(yīng)，制得乙醇鈉;然后在一定溫度和壓力下加入硫磺，生成多琉化鈉；再加入(EtO) 3Si(CH2)3X (X為南元素)反應(yīng)，制得產(chǎn)品。合成原理如式(2)。此法具有合成條件溫和、對(duì)設(shè)備要求較低、產(chǎn)率較高、產(chǎn)品性狀穩(wěn)定、無污染等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是反應(yīng)原料堿金屬價(jià)格昂貴、反應(yīng)條件控制較為嚴(yán)格等。硅烷偶聯(lián)劑批發(fā)Si69與填充劑之間的反應(yīng)發(fā)生在膠料的混煉階段,為了達(dá)到理想效果,偶聯(lián)劑和白炭黑等填充劑應(yīng)在其他配合劑之間加入,防止其他配合劑占據(jù)填充劑表面而影響偶聯(lián)劑的活性。

(EtO)3 Si(CH2)3X Na2S Na S → [(EtO)3Si(CH2)3]2S4 NaX (2)

（3）相轉(zhuǎn)移催化劑法

此法又稱為“水相合成法”,反應(yīng)是在水溶液中先使琉化鈉和硫粉反應(yīng)生成多硫化物，然后加入相轉(zhuǎn)移催化劑混勻，再加入(EtO)3 Si(CH2)3X反應(yīng)，制得產(chǎn)品。