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硅烷偶聯(lián)劑將無機(jī)物與聚合物兩界面連結(jié)在一起,以獲得1佳的潤濕值與分散性。表面處理法需將硅烷偶聯(lián)劑酸成稀溶液,以利與 被處理表面進(jìn)行充分接觸。所用溶劑多為水、醇或水醇混合物,并以不含氟離子的水及價廉無1毒的乙醇、異丙1醇為宜。除氨烴基硅烷外,由其 他硅烷配制的溶液均需加入醋酸作水解催化劑,并將pH值調(diào)至3.5-5.5。烷1基及苯1基硅烷由于穩(wěn)定性較差,不宜配成水溶液使用。氯硅烷及乙酰氧基硅烷水解過程中,將伴隨嚴(yán)重的縮合反應(yīng),也不適于制成水溶液或水醇溶液使用。硅烷偶聯(lián)劑必須盡可能的遠(yuǎn)離火源和防潮,不要讓其處在一個開放的條件下。對于水溶性較差的硅烷偶聯(lián)劑,可先加入0.1%-0.2% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的非離子型表面活性劑,而后再加水加工成水乳液使用。為了提高產(chǎn)品的水解穩(wěn)定性的經(jīng)濟(jì)效益,硅烷偶聯(lián)劑中還可摻入一定比 例的非碳官能硅烷。處理難黏材料時,可使用混合硅烷偶聯(lián)劑或配合使用碳官能硅氧烷。
硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用領(lǐng)域
哪些行業(yè)會用到硅烷偶聯(lián)劑?
涂料、油墨
使用硅烷偶聯(lián)劑的涂料有以下優(yōu)點:
1、抗腐蝕性
2、改善粘合性
3、提高流變性
4、提高染料和填料的分散性
5、抗紫外線
6、防水和耐化學(xué)品
合成的人造橡膠和樹脂質(zhì)的涂料在親水的硅酸鹽的和金屬性的表面上通常會遇到粘著問題,尤其在高潮度、水中或鹽漬中,涂料的保護(hù)作用是依
靠基材表面的附著力促進(jìn)劑達(dá)到,無論被作為一種涂料添加劑或是底漆,硅烷偶聯(lián)劑都可改善涂料性能。
玻纖復(fù)合材料
使用硅烷偶聯(lián)劑,玻璃纖維將獲得下列益處:
1、從熱極到冷極循環(huán)測試性能提高;
2、玻璃纖維的浸潤性能、電學(xué)性能提高;
3、纖維原絲集束性、防護(hù)和處理性能提高。
玻璃纖維極大地增加復(fù)合材料的物理強(qiáng)度,甚至達(dá)到與金屬匹敵的效果。所有的玻璃纖維增強(qiáng)材料生產(chǎn)商都使用經(jīng)處理產(chǎn)品,來達(dá)到良好的產(chǎn)品
性能,偶聯(lián)劑仍是首要選擇。硅烷偶聯(lián)劑于玻璃纖維復(fù)合材料的處理,且是玻璃纖維增強(qiáng)聚合物的關(guān)鍵成份。
電線電纜
乙烯基硅烷從二十世紀(jì)七十年代年開始用于交聯(lián)聚乙烯均聚物及其共聚物,交聯(lián)聚乙烯用作電線電纜絕緣材料和護(hù)套,適用于高耐溫性。該技術(shù)
也應(yīng)用在制造熱水管道材料,可以長時間的耐高溫。
密封膠
硅烷偶聯(lián)劑廣泛用于改進(jìn)密封膠的密封性,以及提高對無機(jī)材料如金屬、玻璃和石材的粘合性。密封膠是基于有填料的可固化的彈性體,具有防
水、防空氣和化學(xué)品滲透的雙重功能,在某些情況下也可用做粘合劑。它們在航空航天、汽車和建筑業(yè)的應(yīng)用取決于它們和金屬、玻璃、混凝土
和其他表面形成持久鍵合能力,這種鍵合可以耐熱、抗紫外線、耐潮氣和水。
橡塑、彈性體
隨著市場對制造黑色以外的多種顏色人造橡膠的需要增長,且要求其具備與含碳黑配方相類似的機(jī)械性能,硅烷偶聯(lián)劑勿庸質(zhì)疑地在使無機(jī)填料和有機(jī)彈性體有效結(jié)合中扮演重要角色。
硅烷偶聯(lián)劑和無機(jī)填料提供下列優(yōu)點:
1、抗磨損
2、復(fù)合物更有效結(jié)合
3、改善流變控制
4、減少輪胎滾動阻力
5、提高韌性
6、改善在潮濕條件下的電學(xué)性能
硅烷偶聯(lián)劑與玻璃纖維的結(jié)合
硅烷偶聯(lián)劑與玻璃纖維的結(jié)合
如果硅烷偶聯(lián)劑與玻璃纖維的結(jié)合操作正確的話屬于硅烷偶聯(lián)劑kh560化學(xué)結(jié)合。
一般地,使用硅烷偶聯(lián)劑之前需要用酸或者等離子體處理玻璃表面,硅烷偶聯(lián)劑kh560使得表面羥基暴露出來
之后,硅烷偶聯(lián)劑之間、硅烷偶聯(lián)劑和玻璃表面羥基之間同時進(jìn)行縮合,得到和玻璃表面化學(xué)結(jié)合的一層膜。
當(dāng)然,如果之前對于玻璃的前處理不足的話,那么硅烷偶聯(lián)劑之間的縮合就會占更大比重,硅烷偶聯(lián)劑同玻璃表面的化學(xué)鍵就會顯著減少,從而降低的穩(wěn)定性。
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,同時成為交聯(lián)點,從而能有效地增強(qiáng)材料聚氨酯的性能。
1.硅烷偶聯(lián)劑kh560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,硬度會提高、拉伸強(qiáng)度會增大、拉斷伸長率降低。
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)溫度升高時不會熔化,因為分子鏈之間存在的交聯(lián)點而限制了整個分子鏈的運(yùn)動,因而具有較好的耐熱性能;而另一種基團(tuán)則可以與高分子材料或粘接劑結(jié)合,從而在粘接界面形成強(qiáng)力較高的化學(xué)鍵,大大改善了粘接強(qiáng)度。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。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。偶聯(lián)劑亦稱為一種“架橋劑”,他一端親無機(jī),另一端親有機(jī),在無機(jī)填料和有機(jī)樹脂之間架起一座橋梁。
4.硅烷偶聯(lián)劑kh560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。