硅烷偶联剂实用宝典
硅烷偶联剂
硅烷偶联剂目录1. 硅烷偶联剂 (1)2. KH550 (9)3. KH560 (11)4. KH570 (13)5. KH792 (15)6. DL602 (16)硅烷偶联剂是由硅氯仿(HSiCl3)和带有反应性基团的不饱和烯烃在铂氯酸催化下加成,再经醇解而得。
它在国内有KH550、KH560、KH570、KH792、DL602、DL171这几种型号。
硅烷偶联剂实质上是一类具有有机官能团的硅烷,在其分子中同时具有能和无机质材料(如玻璃、硅砂、金属等)化学结合的反应基团及与有机质材料(合成树脂等)化学结合的反应基团。
通式:此处,n=0~3;X-可水解的基团;Y-有机官能团,能与树脂起反应。
X 通常是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基等,这些基团水解时即生成硅醇(Si(OH)3),而与无机物质结合,形成硅氧烷。
Y是乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基或脲基。
这些反应基可与有机物质反应而结合。
因此,通过使用硅烷偶联剂,可在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”,把两种性质悬殊的材料连接在一起提高复合材料的性能和增加粘接强度的作用。
硅烷偶联剂的这一特性最早应用于玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)上,作玻璃纤维的表面处理剂,使玻璃钢的机械性能、电学性能和抗老化性能得到很大的提高,在玻璃钢工业中的重要性早已得到公认。
目前,硅烷偶联剂的用途已从玻璃纤维增强塑料(FRP)扩大到玻璃纤维增强热塑性塑料(FRTP)用的玻璃纤维表面处理剂、无机填充物的表面处理剂以及密封剂、树脂混凝土、水交联性聚乙烯、树脂封装材料、壳型造型、轮胎、带、涂料、胶粘剂、研磨材料(磨石)及其它的表面处理剂。
在硅烷偶联剂这两类性能互异的基团中,以Y 基团最重要、它对制品性能影响很大,起决定偶联剂的性能作用。
只有当Y基团能和对应的树脂起反应,才能使复合材料的强度提高。
一般要求Y基团要与树脂相容并能起偶联反应。
应用领域硅烷偶联剂的应用大致可归纳为三个方面:(一)用于玻璃纤维的表面处理能改善玻璃纤维和树脂的粘合性能,大大提高玻璃纤维增强复合材料的强度、电气、抗水、抗气候等性能,即使在湿态时,它对复合材料机械性能的提高,效果也十分显著。
硅烷偶联剂使用方法
硅烷偶联剂使用方法
1.准备工作
在使用硅烷偶联剂之前,需要进行一些准备工作。
首先,应对硅烷偶
联剂进行充分的摇匀,使其均匀混合。
其次,应选择适当的助剂和溶剂,
以促进硅烷偶联剂的溶解和反应。
此外,还应准备好适当的设备和工具,
包括搅拌器、计量器、容器等。
2.表面处理
3.硅烷偶联剂的涂覆
将硅烷偶联剂均匀涂覆在待处理材料的表面上。
可以使用喷涂、刷涂、浸涂等方法进行涂覆。
在涂覆时要注意控制涂覆剂的用量和均匀性,确保
涂覆层的均匀和一致。
4.反应和固化
涂覆完成后,硅烷偶联剂开始与材料发生反应和固化。
这个过程中的
时间和温度可以根据具体的硅烷偶联剂和材料的特性进行调控。
通常情况下,要避免过高的温度和过长的反应时间,以免影响材料的性能。
5.后处理
在反应和固化完成之后,可以进行一些后处理工作,以改善材料的性
能和外观。
例如,可以进行表面处理、抛光、喷涂等。
这些工作可以进一
步提高产品的质量和使用性能。
6.质量检验
最后,应对材料进行质量检验,以确保产品符合要求。
可以使用物理
性能测试、化学分析、显微镜观察等方法进行检验。
根据检验结果进行调
整和改进,以提高产品的质量和使用效果。
总结:
硅烷偶联剂的使用方法包括准备工作、表面处理、涂覆、反应和固化、后处理以及质量检验等。
通过正确操作和控制,可以提高材料的性能和产
品质量。
然而,不同的硅烷偶联剂和材料可能有不同的要求和操作方式,
因此在使用之前应根据具体情况进行试验和调整。
硅烷偶联剂 玻璃附着力
硅烷偶联剂在玻璃附着力中的应用简介硅烷偶联剂是一种具有特殊化学结构的有机硅化合物,可以在无机材料与有机材料之间建立化学键,起到连接作用。
在玻璃附着力方面,硅烷偶联剂发挥着重要的作用。
本文将详细介绍硅烷偶联剂在提高玻璃附着力方面的应用。
硅烷偶联剂的特性硅烷偶联剂具有以下特性: 1. 高度活性:硅烷偶联剂具有活性硅键,可以与无机材料表面发生化学反应,形成稳定的化学键。
2. 亲硅性:硅烷偶联剂的有机基团具有亲硅性,可以与无机材料表面的氢原子发生反应,形成硅-氧-硅键。
3. 多功能性:硅烷偶联剂的有机基团可以根据需要进行选择和改变,以实现不同材料间的偶联效果。
硅烷偶联剂在玻璃附着力中的应用硅烷偶联剂在提高玻璃附着力方面具有广泛的应用。
下面将从不同角度介绍其应用。
表面处理硅烷偶联剂可以在玻璃表面形成一层薄膜,改变表面性质,提高附着力。
具体步骤如下: 1. 清洗:首先需要对玻璃表面进行清洗,去除污垢和油脂等杂质,以保证硅烷偶联剂的有效附着。
2. 涂覆:将硅烷偶联剂溶解在适当的溶剂中,通过涂覆或浸渍的方式将其均匀地涂布在玻璃表面。
3. 固化:将涂布的玻璃经过固化处理,使硅烷偶联剂与玻璃表面形成化学键。
界面增强硅烷偶联剂可以在玻璃与其他材料的界面上发挥增强效果,提高界面的粘接强度。
具体步骤如下: 1. 预处理:首先需要对玻璃和其他材料的表面进行预处理,去除杂质和氧化物层,以提高硅烷偶联剂的附着性。
2. 涂覆:将硅烷偶联剂溶解在适当的溶剂中,通过涂覆或浸渍的方式将其均匀地涂布在玻璃和其他材料的接触面上。
3. 粘接:将涂布的材料进行粘接,使硅烷偶联剂与玻璃和其他材料之间形成化学键。
功能改性硅烷偶联剂可以通过改变有机基团的结构和种类,实现对玻璃表面性能的改善和功能的增加。
具体步骤如下: 1. 选择合适的硅烷偶联剂:根据需要的功能和改性效果,选择合适的硅烷偶联剂,例如增加防水性、耐腐蚀性等。
2. 涂覆:将选定的硅烷偶联剂溶解在适当的溶剂中,通过涂覆或浸渍的方式将其均匀地涂布在玻璃表面。
三氯氢硅下游硅烷偶联剂
三氯氢硅下游硅烷偶联剂
【实用版】
目录
1.三氯氢硅的概述
2.硅烷偶联剂的概述
3.三氯氢硅在硅烷偶联剂中的应用
4.硅烷偶联剂的市场前景
正文
【三氯氢硅的概述】
三氯氢硅(Trichlorosilane,简称 TCS)是一种无色至微黄色、具
有刺激性气味的气体,化学式为 SiHCl3。
它是硅的一种卤化物,在常温
常压下不稳定,容易与空气中的水分发生反应,生成硅酸和氯化氢。
由于其化学性质活泼,因此在储存和运输过程中需要采取一定的防护措施。
【硅烷偶联剂的概述】
硅烷偶联剂是一类有机硅化合物,具有优良的粘结性能、耐热性能和耐腐蚀性能。
它们通常用于玻璃纤维、矿物填料和树脂等材料的表面处理,以提高材料的粘结性能、耐磨性能和抗老化性能。
硅烷偶联剂广泛应用于复合材料、涂料、胶粘剂等行业。
【三氯氢硅在硅烷偶联剂中的应用】
三氯氢硅是硅烷偶联剂的重要原料之一。
在硅烷偶联剂的生产过程中,通常采用三氯氢硅与其他有机硅化合物进行反应,生成各种类型的硅烷偶联剂。
例如,三氯氢硅可以与甲基三甲氧基硅烷反应,生成甲基三氯硅氧烷,这是一种常用的硅烷偶联剂。
【硅烷偶联剂的市场前景】
随着我国经济的持续发展,硅烷偶联剂在复合材料、涂料、胶粘剂等行业的应用越来越广泛,市场对硅烷偶联剂的需求也逐年增加。
据相关数据显示,硅烷偶联剂市场规模逐年扩大,预计未来几年仍将保持较高的增长速度。
因此,硅烷偶联剂行业具有较好的市场前景。
综上所述,三氯氢硅作为硅烷偶联剂的重要原料之一,其市场前景也较为乐观。
大分子硅烷偶联剂
大分子硅烷偶联剂
大分子硅烷偶联剂是一种新型的高效的非水溶性润滑剂,它可以有效的抑制硅油的聚合作用,为金属表面构成永久的保护性膜。
它是一种硅烷分子与聚合物毛结构组成的新型复合材料,它可以提高硅油的抗酸、抗磨损性能,更重要的是可以提高其耐温性能。
在开发大分子硅烷偶联剂的过程中,首先要考虑的是选择合适的基体硅烷及其链长。
选择的基体硅烷要求既要有良好的润滑性能,又能够与其他基体硅烷配位。
其次,要考虑硅烷与聚合物之间有效的键合,增强膜的性能。
硅烷与聚合物之间有效的键合,可以增加膜的非极性和抗氧化能力。
此外,大分子硅烷偶联剂制备过程中,还需要考虑添加剂的种类和用量,以减少其分解温度,使其具有更高的耐温性能。
具体来说,添加剂分为两类,一类是偶联剂,它能与基体硅烷结合,促进它们之间的键合;另一类是稳定剂,它能通过形成稳定的复合物,防止硅烷的分解温度升高。
最后,在大分子硅烷偶联剂制备过程中,需要考虑化学修饰的方法,使其有效的结合在金属表面,促进润滑剂的分布,并改善表面的抗磨损性能。
总之,大分子硅烷偶联剂的发展具有重要的意义,它不仅可以提高硅油的抗磨损性能,抗酸能力,耐温性,还可以构筑出具有永久保护性的金属表面,提高润滑剂的性能,进而改善材料的整体性能。
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硅烷偶联剂的使用说明
硅烷偶联剂的使用说明一、硅烷偶联剂的特点:1.分子结构中含有硅键、有机键和偶联键,可以同时与无机和有机材料发生化学反应,形成稳定的化学键,提高材料的粘附性能。
2.具有低表面张力、高分子聚集性和固态润湿性,可以改善材料表面的润湿性能,提高涂层和接口的粘附性。
3.具有优异的耐候性、耐高温性、耐化学腐蚀性,能够增强材料的抗老化性能和耐久性。
4.具有良好的流动性和渗透性,能够迅速渗入材料表面并扩散到深层,提高改性效果。
二、硅烷偶联剂的性能:1.可以提高材料的粘附性能,增强材料与衬底或其他材料的结合强度。
2.可以提高材料的耐磨性、耐腐蚀性和耐化学性,延长材料的使用寿命。
3.可以改善涂料和塑料的耐候性,提高涂层和塑料制品的耐UV性能。
4.可以增强纤维材料的柔软性和抗裂性,提高纤维制品的牢度和耐撕裂性。
5.可以优化电子器件的界面特性,提高电子元件的性能和可靠性。
三、硅烷偶联剂的适用范围:1.涂料方面:可用于增强涂料的附着力,改善涂膜的耐候性和耐化学性。
适用于金属涂料、木器涂料、玻璃涂料等各种涂料体系。
2.塑料方面:可用于增强塑料制品的附着力和耐候性,改善塑料制品的表面光洁度和耐划伤性。
适用于聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等常见塑料材料。
3.橡胶方面:可用于提高橡胶制品的耐磨性和耐老化性,改善橡胶制品的硬度和强度。
适用于天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶等各种橡胶材料。
4.纤维方面:可用于提高纤维制品的柔软性和抗裂性,改善纤维制品的牢度和耐洗涤性。
适用于棉纤维、涤纶纤维、尼龙纤维等各种纤维材料。
5.电子器件方面:可用于优化电子元件的界面特性,提高电子元件的性能和可靠性。
适用于半导体材料、玻璃基板等电子器件的制造与改性。
四、硅烷偶联剂的使用注意事项:1.在使用硅烷偶联剂前,请先进行必要的实验和测试,以确定最佳用量和适用范围。
2.在使用硅烷偶联剂时,请使用适当的防护措施,避免接触皮肤和眼睛,并保持良好的通风环境。
3.硅烷偶联剂一般为液体或溶液,应储存在密封的容器中,在避光、低温干燥的环境中保存。
锂离子电池隔膜 硅烷偶联剂
锂离子电池隔膜硅烷偶联剂锂离子电池是一种常用的电池类型,广泛应用于电动汽车、便携式电子设备和储能系统等领域。
而锂离子电池的性能很大程度上取决于其中的隔膜材料以及其表面处理。
硅烷偶联剂作为一种常用的隔膜表面处理剂,在锂离子电池中起着重要的作用。
隔膜是锂离子电池中的关键组件之一,主要用于隔离正负极材料,防止直接接触而导致短路。
同时,隔膜还要具备良好的离子导电性和电子绝缘性能,以保证锂离子能够在正负极之间自由传输,同时阻止电子的流动。
此外,隔膜还要具备较高的机械强度和热稳定性,以保证锂离子电池在使用过程中的安全性和稳定性。
硅烷偶联剂是一类化学物质,它具有特殊的表面活性剂作用,可以改善材料的界面性能。
在锂离子电池的隔膜表面处理中,硅烷偶联剂的主要作用是增强隔膜的润湿性和界面粘附性。
通过在隔膜表面形成一层薄膜,硅烷偶联剂可以改善隔膜的润湿性,使得电解液能够更好地渗透到隔膜内部,提高离子传输的效率。
同时,硅烷偶联剂还可以增强隔膜与正负极材料之间的粘附力,提高电池的循环寿命和安全性能。
在隔膜表面处理过程中,硅烷偶联剂的选择和使用方法也非常重要。
一方面,硅烷偶联剂的选择应考虑其与隔膜材料的相容性和稳定性,以避免对隔膜性能的不良影响。
另一方面,在硅烷偶联剂的使用过程中,需要控制处理剂的浓度、处理时间和处理温度等参数,以确保隔膜表面形成均匀、致密的薄膜,从而实现最佳的界面效果。
隔膜表面处理是锂离子电池制造过程中非常重要的一步。
除了硅烷偶联剂外,还有其他一些表面处理方法,如等离子体处理、溶胶凝胶法等。
这些方法各有优缺点,可以根据具体的需求选择合适的方法。
然而,硅烷偶联剂作为一种常用的表面处理剂,已经在锂离子电池制造中得到了广泛应用。
锂离子电池隔膜表面处理是提高电池性能的重要手段之一,而硅烷偶联剂作为一种常用的表面处理剂,在锂离子电池制造中发挥着重要的作用。
通过合理选择和使用硅烷偶联剂,可以改善隔膜的润湿性和界面粘附性,提高锂离子电池的性能和安全性能。
硅烷偶联剂使用方法
硅烷偶联剂kh550使用方法硅烷偶联剂的使用方法主要有表面预处理法和直接加入法,前者是用稀释的偶联剂处理填料表面,后者是在树脂和填料预混时,加入偶联剂原液。
硅烷偶联剂配成溶液,有利于硅烷偶联剂在材料表面的分散,溶剂是水和醇配制成的溶液,溶液一般为硅烷(20%),醇(72%),水(8%),醇一般为乙醇(对乙氧基硅烷)、甲醇(对甲氧基硅烷)及异丙醇(对不易溶于乙醇、甲醇的硅烷);因硅烷水解速度与PH值有关,中性最慢,偏酸、偏碱都较快,因此一般需调节溶液的PH值、除氨基硅烷外,其他硅烷可加入少量醋酸,调节PH值至4-5,氨基硅烷因具碱性,不必调节。
因硅烷水解后,不能久存,最好现配现用,适宜在一小时用完。
下面是一些具体应用,以供用户参考:(1)、预处理填料法:将填料放入固体搅拌机(高速固体搅拌机HENSHEL(亨舍尔)或V型固体搅拌机等),并将上述硅烷溶液直接喷洒在填料上并搅拌,转速越高,分散效果越好。
一般搅拌在10-30分钟(速度越慢,时间越长),填料处理后应在120℃烘干(2小时)。
(2)、硅烷偶联剂水溶液(玻纤表面处理剂):玻纤表面处理剂常含有:成膜剂、抗静电剂、表面活性剂、偶联剂、水。
偶联剂用量一般为玻纤表面处理剂总量的0.3%-2%,将5倍水溶液首先用有机酸或盐将PH调至一定值,在充分搅拌下,加入硅烷直到透明,然后加入其余组份,对于难溶的硅烷,可用异丙醇助溶。
在拉丝过程中将玻纤表面处理剂在玻纤上干燥,除去溶剂及水份即可。
(3)、底面法:将5%-20%的硅烷偶联剂的溶液同上面所述,通过涂、刷、喷,浸渍处理基材表面,取出室温晾干24小时,最好在120℃下烘烤15分钟。
(4)、直接加入法:硅烷亦可直接加入“填料/树脂”的混合物中,在树脂及填料混合时,硅烷可直接喷洒在混料中。
偶联剂的用量一般为填料量的0.1%-2%,(根据填料直径尺寸决定)。
然后将加入硅烷的树脂/填料进行模型(挤出、注塑、涂覆等)。
大致的填料直径和使用硅烷的比例如下:填料尺寸使用硅烷比例60目0.1%,100目0.25%,200目0.5%,300目0.75%,400目1.0%,500目以上1.5%常用硅烷醇/水溶液所需PH值:产品名称处理时的溶剂适宜PH 值KH-550乙醇/水:9.0~10.0偶联剂是一种重要的、应用领域日渐广泛的处理剂,主要用作高分子复合材料的助剂。
燃料电池 硅烷偶联剂
燃料电池硅烷偶联剂燃料电池中的硅烷偶联剂应用硅烷偶联剂在燃料电池的电催化剂层中发挥着至关重要的作用,在电极和膜电解质之间的界面处创造强大的粘结。
这种粘结对于确保高效的质子传输、电子传导和催化活性至关重要。
作用机理硅烷偶联剂含有硅氧烷基(R-Si(OR)3)官能团,可以与金属氧化物电极(例如铂碳)表面上的羟基键合。
同时,偶联剂中的有机基团(R)与聚合物膜电解质(例如Nafion)上的碳氢键相互作用。
通过这种双重作用,偶联剂形成了一座桥梁,连接了电极和膜电解质。
选择偶联剂选择合适的硅烷偶联剂对于优化燃料电池性能至关重要。
关键因素包括:与电极表面的相容性与膜电解质的相容性热稳定性分散性和润湿性电催化剂层制备硅烷偶联剂通常在电催化剂层的制备中使用,该层由载体(例如碳黑)和催化活性物质(例如铂)组成。
制备过程包括以下步骤:1. 将偶联剂溶解在合适的溶剂中。
2. 将溶液与电催化剂混合。
3. 通过机械搅拌分散混合物。
4. 干燥和热处理混合物以完成偶联反应。
性能优化优化燃料电池性能涉及平衡电催化剂层中的硅烷偶联剂含量。
过量的偶联剂会阻碍质子传输和电子传导,而过少的偶联剂则可能导致粘结不良。
理想的偶联剂用量通常通过实验确定。
其他应用除了电催化剂层外,硅烷偶联剂还用于燃料电池的其他组件中,例如双极板和扩散层。
它们可以改善这些组件的润湿性、粘结和耐久性。
结论硅烷偶联剂是燃料电池的关键组件,它们通过在电极和膜电解质之间形成强大的粘结来增强电池的性能。
通过仔细选择和优化偶联剂的使用,制造商可以实现更高的效率、更长的使用寿命和更好的整体燃料电池性能。
硅烷偶联剂的使用方法
硅烷偶联剂的使用方法硅烷偶联剂是一种重要的有机硅化合物,具有良好的耐热性、耐候性、电绝缘性等特点,广泛应用于涂料、塑料、橡胶、纺织品、电子材料等工业领域。
硅烷偶联剂的主要作用是在有机基质与无机基质之间建立稳定的界面结合,以提高复合材料的性能。
1.表面处理:在使用硅烷偶联剂之前,需要对基质表面进行预处理。
一般来说,基质表面应保持干燥、无油污和灰尘,以保证硅烷偶联剂能够充分与基质表面接触。
2.稀释:将硅烷偶联剂与有机溶剂按照一定比例混合并搅拌均匀。
这样可以方便硅烷偶联剂的涂布和扩散,提高接触面积,增加反应效果。
3.涂布:采用刷涂、喷涂、浸渍等方法将稀释后的硅烷偶联剂涂覆在基质表面。
刷涂适用于较小面积和精细加工的部件,而喷涂适用于较大面积和批量生产。
浸渍则适用于对材料要求不高的产品。
4.干燥和烘烤:涂布后,将基质置于空气中自然干燥,或者采用加热烘烤的方式促进硅烷偶联剂与基质的反应。
根据硅烷偶联剂的不同,烘烤温度和时间也有所区别,一般在100摄氏度以上热处理。
5.储存和使用:硅烷偶联剂在储存和使用过程中需要注意防潮、密封和避免高温。
一般应存放在阴凉干燥处,避免与空气中的水分接触。
而按照应用领域的不同,硅烷偶联剂的使用方法还有一些特别的要点:1.对于涂料,硅烷偶联剂可以用作附着力促进剂。
在一般的处理方法后,与涂料配方中的颜料、填料和树脂一起混合使用,提高涂层与底材之间的粘结性能。
2.对于塑料,硅烷偶联剂可以作为改性剂。
一般是将硅烷偶联剂与塑料原料一同加入到挤出机或注塑机中进行加工。
硅烷偶联剂会与塑料颗粒发生反应,在塑料表面形成一层致密的硅氧化物覆盖层,提高塑料的强度、硬度和耐热性能。
3.对于橡胶,硅烷偶联剂可以作为增强剂。
硅烷偶联剂与填充剂如炭黑颗粒反应生成硅氧化物覆盖层,提高填充剂与橡胶的相容性和分散性,从而改善橡胶的拉伸性能、耐磨性和耐候性。
4.对于纺织品,硅烷偶联剂可以作为阻燃剂。
硅烷偶联剂可以通过反应或吸附等方式降低纺织品的可燃性,提高纤维的防火性能,延缓燃烧速度,减少烟雾和有害气体的产生。
硅烷偶联剂及其应用课件
油田污水处理
硅烷偶联剂可以改善污水中杂质的分离效果 ,提高污水处理效率。
密封胶
要点一
粘接力增强
硅烷偶联剂可以提高密封胶与基材的粘接力,提高密封效 果。
要点二
耐候性改善
硅烷偶联剂可以改善密封胶的耐候性,使其在各种气候条 件下保持良好性能。
化妆品
皮肤护理
硅烷偶联剂可以改善护肤品中的营养成分的 渗透性和吸收性,提高皮肤护理效果。
同时,硅烷偶联剂还可以改善建筑涂层的表面 性能,提高涂层的抗沾污性和耐擦洗性,使建 筑外观保持整洁美观。
05
硅烷偶联剂在胶粘剂工业中的 应用
热熔胶
热熔胶是一种在加热后会熔化成液态,在冷却后又能够固化 成粘合剂的胶粘剂。硅烷偶联剂在热熔胶中的应用主要是通 过改善其粘附性能和耐热性能,从而提高热熔胶的粘合力。
彩妆持久性
硅烷偶联剂可以提高化妆品如粉底、口红等 的附着力,使妆容更加持久。
THANK YOU
硅烷偶联剂通过与热熔胶中的聚合物分子结合,形成化学键 ,从而提高粘合力。此外,硅烷偶联剂还可以改善热熔胶的 耐热性能,使其在高温环境下仍能保持良好的粘附性能。
压敏胶
压敏胶是一种可以粘附在各种材料表 面上的粘合剂,其特点是可以在常温 下快速粘合,并且不需要加热或加压 。硅烷偶联剂在压敏胶中的应用主要 是提高其粘附力和耐久性。
橡胶材料
01
硅烷偶联剂在橡胶材料中主要 起到补强、增粘和抗老化等作 用,提高橡胶材料的力学性能 、耐热性、耐油性和耐候性。
02
通过硅烷偶联剂的引入,橡胶 材料可以与多种填料和助剂进 行良好的结合,优化橡胶制品 的性能。
03
硅烷偶联剂在橡胶复合材料中 发挥重要作用,可以提高复合 材料的界面粘结力和整体性能 。
硅烷偶联剂的使用
硅烷偶联剂的使用方法⑴表面预处理法将硅烷偶联剂配成0.5~1%浓度的稀溶液,使用时只需在清洁的被粘表面涂上薄薄的一层,干燥后即可上胶。
所用溶剂多为水、醇、或水醇混合物,并以不含氟离子的水及价廉无毒的乙醇、异丙醇为宜。
除氨烃基硅烷外,由其它硅烷偶联剂配制的溶液均需加入醋酸作水解催化剂,并将pH值调至3.5~5.5。
长链烷基及苯基硅烷由于稳定性较差,不宜配成水溶液使用。
氯硅烷及乙酰氧基硅烷水解过程中伴随有严重的缩合反应,也不宜配成水溶液或水醇溶液使用,而多配成醇溶液使用。
水溶性较差的硅烷偶联剂,可先加入0.1~0.2%(质量分数)的非离子型表面活性剂,然后再加水加工成水乳液使用。
⑵迁移法将硅烷偶联剂直接加入到胶粘剂组分中,一般加入量为基体树脂量的1~5%。
涂胶后依靠分子的扩散作用,偶联剂分子迁移到粘接界面处产生偶联作用。
对于需要固化的胶粘剂,涂胶后需放置一段时间再进行固化,以使偶联剂完成迁移过程,方能获得较好的效果。
实际使用时,偶联剂常常在表面形成一个沉积层,但真正起作用的只是单分子层,因此,偶联剂用量不必过多。
硅烷偶联剂的使用方法主要有表面预处理法和直接加入法,前者是用稀释的偶联剂处理填料表面,后者是在树脂和填料预混时,加入偶联剂原液。
硅烷偶联剂配成溶液,有利于硅烷偶联剂在材料表面的分散,溶剂是水和醇配制成的溶液,溶液一般为硅烷(20%),醇(72%),水(8%),醇一般为乙醇(对乙氧基硅烷)、甲醇(对甲氧基硅烷)及异丙醇(对不易溶于乙醇、甲醇的硅烷);因硅烷水解速度与P H值有关,中性最慢,偏酸、偏碱都较快,因此一般需调节溶液的P H值、除氨基硅烷外,其他硅烷可加入少量醋酸,调节P H值至4-5 ,氨基硅烷因具碱性,不必调节。
因硅烷水解后,不能久存,最好现配现用,适宜在一小时用完。
下面是一些具体应用,以供用户参考:(1)、预处理填料法:将填料放入固体搅拌机(高速固体搅拌机HE NSHE L(亨舍尔)或V型固体搅拌机等),并将上述硅烷溶液直接喷洒在填料上并搅拌,转速越高,分散效果越好。
硅烷偶联剂的使用(完整篇)
硅烷偶联剂的使用(完整篇)硅烷偶联剂的使用(完整篇)一、选用硅烷偶联剂的一般原则已知,硅烷偶联剂的水解速度取于硅能团Si-X,而与有机聚合物的反应活性则取于碳官能团C-Y。
因此,对于不同基材或处理对象,选择适用的硅烷偶联剂至关重要。
选择的方法主要通过试验预选,并应在既有经验或规律的基础上进行。
例如,在一般情况下,不饱和聚酯多选用含CH2=CMeCOO、Vi及CH2-CHOCH2O-的硅烷偶联剂;环氧树脂多选用含CH2-CHCH2O及H2N-硅烷偶联剂;酚醛树脂多选用含H2N-及H2NCONH-硅烷偶联剂;聚烯烃选用乙烯基硅烷;使用硫黄硫化的橡胶则多选用烃基硅烷等。
由于异种材料间的黏接可度受到一系列因素的影响,诸如润湿、表面能、界面层及极性吸附、酸碱的作用、互穿网络及共价键反应等。
因而,光靠试验预选有时还不够精确,还需综合考虑材料的组成及其对硅烷偶联剂反应的敏感度等。
为了提高水解稳定性及降低改性成本,硅烷偶联剂中可掺入三烃基硅烷使用;对于难黏材料,还可将硅烷偶联剂交联的聚合物共用。
硅烷偶联剂用作增黏剂时,主要是通过与聚合物生成化学键、氢键;润湿及表面能效应;改善聚合物结晶性、酸碱反应以及互穿聚合物网络的生成等而实现的。
增黏主要围绕3种体系:即(1)无机材料对有机材料;(2)无机材料对无机材料;(3)有机材料对有机材料。
对于第一种黏接,通常要求将无机材料黏接到聚合物上,故需优先考虑硅烷偶联剂中Y 与聚合物所含官能团的反应活性;后两种属于同类型材料间的黏接,故硅烷偶联剂自身的反亲水型聚合物以及无机材料要求增黏时所选用的硅烷偶联剂。
二、使用方法如同前述,硅烷偶联剂的主要应用领域之一是处理有机聚合物使用的无机填料。
后者经硅烷偶联剂处理,即可将其亲水性表面转变成亲有机表面,既可避免体系中粒子集结及聚合物急剧稠化,还可提高有机聚合物对补强填料的润湿性,通过碳官能硅烷还可使补强填料与聚合物实现牢固键合。
但是,硅烷偶联剂的使用效果,还与硅烷偶联剂的种类及用量、基材的特征、树脂或聚合物的性质以及应用的场合、方法及条件等有关。
硅烷偶联剂
公司名称:安徽硅宝翔飞有机硅新材料有限公司地址:安徽乌江省级精细化工园区SiLane TM 硅烷偶联剂GX GX--171化学名称:乙烯基三甲氧基硅烷分子式:CH 2CHSi(OCH 3)3分子结构:CAS NO.:2768-02-7对应牌号:A-171Q9-6300(Dowcorning)KBM-1003(ShinEtsu)XL10(Wacker)特性:·增加粘接力·提高强度及电性能·延长玻璃钢制品使用寿命·提耐应力开裂性能应用·复合材料粘接促进剂·聚乙烯交联剂·玻璃纤维处理剂典型的物理性质参数单位标准指标外观无色透明液体颜色Pt-Co ≤25密度(ρ20℃,g/cm 3)0.965~0.975折光率(n D 25°C ) 1.3925~1.3935纯度%≥98.0应用信息1、用于聚乙烯交联制造电线、电缆绝缘和护层材料本品是交联聚乙烯的重要交联剂,其交联工艺与通用的过氧化物交联、辐射交联相比,具有设备简单、投资少、易于控制、应用于聚乙烯密度范围宽、适于生产特殊形状的扇形线芯,并有挤出速度高等特点。
由于硅烷交联聚乙烯具有优异的电气性能,良好的耐热性能及耐应力开裂性能,故本品被广泛应用于制造电线、绝缘和护套材料。
2、用于聚乙烯交联制造耐热管材、软管及薄膜由本品作交联剂制得的交联聚乙烯具有良好的耐芳烃、耐油、耐应力开裂、机械强度高、耐热性好等优点,能在80℃下使用50年。
可用于石油长输管道、天然气、煤气管道的防腐保温外防护层及与之配套的防腐保温热收缩套补口材料;可用于民用住宅的上水管和热水管道。
本品还可用于乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯化聚乙烯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的交联剂。
3、用于浸渍处理玻璃纤维及无机含硅填料改善提高树脂与玻璃纤维的浸润、粘接性,从而有效地提高玻璃钢及塑料层压制品的机械强度和电性能,特别是湿态机械强度和电性能。
硅烷偶联剂的作用机理及使用方法
硅烷偶联剂的作用机理及使用方法嘿,咱今儿个就来唠唠硅烷偶联剂这玩意儿!你可别小瞧它,它在好多领域那可都是大显身手呢!硅烷偶联剂啊,就像是个神奇的“桥梁建筑师”。
它能在无机材料和有机材料之间搭起一座坚固的桥梁,让它们紧密相连,相互合作。
你想想看,这就好比是两个原本不太熟的人,经过它这么一牵线搭桥,嘿,关系变得铁得很呐!它的作用机理挺有意思的。
就好像它有一双神奇的手,一边能紧紧抓住无机材料,另一边又能和有机材料亲密拥抱。
这样一来,不同性质的材料就能更好地融合在一起,发挥出更大的作用。
这不就像是把不同的拼图块完美地拼接起来,形成一幅美丽的大拼图嘛!那硅烷偶联剂具体咋用呢?这可得好好说说。
首先啊,得根据不同的应用场景和材料来选择合适的硅烷偶联剂。
这就跟选衣服似的,得合身才行呀!然后呢,在使用的时候,得注意它的浓度和处理时间。
浓度太高或太低,处理时间太长或太短,都可能会影响效果哦。
这就像做菜放调料,多了少了味道可就不一样啦!比如说,在橡胶行业里,硅烷偶联剂能让橡胶和填料更好地结合,让橡胶制品更耐用、更有弹性。
这就像是给橡胶注入了一股神奇的力量,让它变得更强大!在涂料行业呢,它能提高涂料的附着力和耐候性,让涂料牢牢地附着在物体表面,风吹雨打都不怕。
这不就像是给涂料穿上了一件坚固的铠甲嘛!再比如在玻璃纤维增强塑料中,硅烷偶联剂能大大增强玻璃纤维和树脂之间的结合力,让制品更坚固、更可靠。
哇,这可真是太厉害啦!它就像是一个默默奉献的幕后英雄,虽然不显眼,但却起着至关重要的作用。
而且啊,硅烷偶联剂的使用方法也不难。
只要按照正确的步骤来操作,就能发挥出它的最大功效。
不过可得细心点哦,就像照顾小婴儿一样,得精心呵护才行呢!总之呢,硅烷偶联剂是个非常重要的东西。
它的作用机理和使用方法都值得我们好好去研究和掌握。
这样我们才能更好地利用它,让它为我们的生活和工作带来更多的便利和好处。
你说是不是呢?所以啊,别小看了这小小的硅烷偶联剂,它可有着大大的能量呢!。
硅烷偶联剂 玻璃附着力
硅烷偶联剂玻璃附着力摘要:一、硅烷偶联剂简介1.硅烷偶联剂的定义2.硅烷偶联剂的分类3.硅烷偶联剂的作用二、玻璃表面处理1.玻璃表面的特性2.玻璃表面处理的必要性3.玻璃表面处理的方法三、硅烷偶联剂与玻璃附着力1.硅烷偶联剂与玻璃的结合方式2.影响硅烷偶联剂与玻璃附着力的因素3.提高硅烷偶联剂与玻璃附着力的方法四、硅烷偶联剂在玻璃行业的应用1.玻璃纤维增强复合材料2.玻璃幕墙工程3.光学玻璃制造正文:硅烷偶联剂是一种在有机硅化学领域中广泛应用的化合物,它具有改善材料粘结性能、提高材料耐候性等优点。
在玻璃行业中,硅烷偶联剂被用于提高玻璃与其它材料的附着力,从而提高产品的整体性能。
首先,让我们了解一下硅烷偶联剂的基本概念。
硅烷偶联剂是一类具有有机官能团的硅烷化合物,其分子中同时具有能与无机材料(如玻璃、金属等)化学结合的反应基团及与有机材料(如合成树脂等)化学结合的反应基团。
为了提高硅烷偶联剂与玻璃的附着力,首先需要对玻璃表面进行处理。
玻璃表面处理的主要目的是去除表面的油污、灰尘等污染物,以及暴露出表面的羟基,从而增加硅烷偶联剂与玻璃表面的接触面积,提高结合力。
表面处理方法包括酸洗、等离子体处理等。
硅烷偶联剂与玻璃的结合方式主要有物理结合和化学结合。
物理结合主要依赖于硅烷偶联剂与玻璃表面之间的范德华力;化学结合则涉及到硅烷偶联剂与玻璃表面羟基的缩合反应。
影响硅烷偶联剂与玻璃附着力的因素包括硅烷偶联剂的类型、浓度、玻璃表面处理质量等。
为了提高硅烷偶联剂与玻璃的附着力,可以采取以下措施:选择合适的硅烷偶联剂类型,合理调整硅烷偶联剂的浓度,优化玻璃表面处理工艺。
此外,通过合理的设计和施工,可以充分发挥硅烷偶联剂在玻璃幕墙工程、玻璃纤维增强复合材料等领域的优势。
总之,硅烷偶联剂在提高玻璃与其它材料的附着力方面具有重要意义。
硅烷偶联剂原理合成与应用
硅烷偶联剂原理合成与应用
第一步骤是将有机基团连接到硅原子上。
这通常通过将硅烷和卤素化
合物反应来实现。
在这个反应中,硅烷中的氢原子被卤素取代,形成有机
取代的硅烷化合物。
第二步骤是在有机基团上引入反应活性基团。
这可以通过和含有反应
活性基团的化合物反应来实现。
在这个反应中,有机基团中的一个氢原子
被连接到反应活性基团上。
1)表面改性剂:硅烷偶联剂可以通过与材料表面反应,形成键合,并
将有机基团引入到材料表面,改善材料的亲水性、耐温性和耐刻蚀性。
这
使得硅烷偶联剂被广泛用于涂料、纸张、纤维和橡胶等材料的表面改性。
2)黏合剂和密封剂:硅烷偶联剂可以用作黏合剂和密封剂的组成部分。
它们可以用于粘接和密封玻璃、陶瓷、金属和塑料等材料。
3)表面涂层:硅烷偶联剂可以用于涂覆材料的表面,形成一层保护膜。
这些膜可以提供材料的耐候性、耐化学腐蚀性和耐磨损性。
4)生物医学应用:硅烷偶联剂可以用于改善生物材料的生物相容性。
硅烷偶联剂可以通过与生物材料表面的反应,减少生物材料的毒性和引起
的免疫反应。
5)涂料添加剂:硅烷偶联剂可以用作涂料的添加剂,可以提高涂料的
抗划伤性、耐化学腐蚀性和耐候性。
总之,硅烷偶联剂的合成原理是通过将有机基团和反应活性基团引入
到硅原子上,从而得到有机取代的硅烷化合物。
硅烷偶联剂具有广泛的应用,包括表面改性剂、黏合剂和密封剂、表面涂层、生物医学应用和涂料
添加剂等。
通过使用硅烷偶联剂,可以改善材料的性能,并在不同领域中发挥重要作用。
硅烷偶联剂应用方法
硅烷偶联剂应用方法硅烷偶联剂是一种具有硅氢键或硅氧键的化合物,能够在含有活性氢或羟基的有机物表面形成化学键,从而实现有机物与无机物的界面结合。
由于其独特的性质和结构,硅烷偶联剂被广泛应用于多个领域,如聚合物、涂料、橡胶、电子材料等。
以下是硅烷偶联剂的应用方法的一些例子。
1.聚合物复合材料硅烷偶联剂可以用于改善聚合物复合材料的性能。
通常,硅烷偶联剂可以在聚合物基体中添加,并在混合过程中与聚合物基体中的活性基团反应,形成化学键。
这种化学键能够改善聚合物与填料或纤维之间的界面结合,增强材料的力学性能、耐热性和耐腐蚀性。
2.涂料硅烷偶联剂也常用于改善涂料的性能。
在水性涂料中,硅烷偶联剂可以作为界面活性剂,调整涂料体系的表面张力和界面湿润性,从而改善涂料的附着力和耐久性。
在溶剂型涂料中,硅烷偶联剂可以与填料或颜料表面反应,形成化学键,并提高涂料的耐候性和化学稳定性。
3.橡胶制品硅烷偶联剂在橡胶制品中的应用也非常广泛。
硅烷偶联剂可以与橡胶分子链中的活性基团反应,形成硅氧键,从而改善填料与橡胶基体的界面结合。
这种界面结合能够有效增强橡胶制品的强度、耐磨性和耐老化性能。
此外,硅烷偶联剂还可以调整橡胶的流动性和加工性能。
4.电子材料硅烷偶联剂在电子材料领域有着重要的应用。
例如,在光伏电池制造中,硅烷偶联剂可以用作抗反射涂层的界面改性剂,提高光伏电池的光吸收效率。
此外,硅烷偶联剂还可以用于改善电子封装材料的界面附着力和导热性能,提高电子元器件的可靠性和耐高温性能。
总之,硅烷偶联剂具有多种应用方法,可以在不同领域中发挥重要作用。
随着科学技术的发展和应用需求的不断增加,硅烷偶联剂的研究和应用将会有更广阔的前景。
硅烷偶联剂反应机理
硅烷偶联剂反应机理硅烷偶联剂的反应机理就像是一场神奇的化学魔法秀呢!首先,硅烷偶联剂有个很厉害的结构,就像一个有着双重身份的小特工。
它的分子一头是能和无机材料打得火热的基团,比如像个小爪子一样的水解性基团(-OR)。
它遇到水的时候,就像干渴的人看到水一样,立马发生水解反应。
就像这样:R - Si - (OR)₃ + 3H₂O → R - Si - (OH)₃+3ROH,这个过程就像小特工脱掉了一层伪装外衣,露出了真正可以和无机材料结合的羟基(-OH)。
然后呢,这些羟基就像一个个热情的小使者,冲向无机材料表面那些不饱和的化学键。
无机材料的表面就像是一个布满了小坑洼等待填补的场地,羟基就填进去与之形成化学键,这个过程就像是拼图找到了合适的碎片一样完美对接。
接着,硅烷偶联剂的另一头呢,是能够和有机材料友好相处的有机官能团,这就像是小特工的另一张脸。
它可以和有机聚合物中的官能团发生反应。
比如说,如果是和含有氨基(-NH₂)的聚合物,就像两个小伙伴手拉手一样。
反应可能是类似这样:R - Si - (OH)₃ + H₂N - Polymer → R - Si - (OH)₂ - N - Polymer + H₂O,这就把无机和有机材料紧紧地联系在一起啦。
硅烷偶联剂在这个过程中就像一座神奇的桥梁,横跨在无机和有机两大阵营之间。
它的水解反应就像打开了连接无机世界的大门的钥匙,然后它的有机官能团又像一把钩子,钩住了有机世界。
再看,当它和玻璃纤维这种无机材料结合时,就像给玻璃纤维穿上了一件特制的外衣,这件外衣带有能和树脂等有机材料友好互动的标签。
如果把整个过程想象成一场盛大的舞会,硅烷偶联剂就是那个牵线搭桥的红娘,让无机的玻璃纤维和有机的树脂能够共舞一曲。
而且硅烷偶联剂在不同的环境下都能灵活应对,就像一个万能的魔术师。
无论是潮湿的环境还是干燥的环境,它总能找到合适的方式完成自己的连接使命。
在涂料领域,硅烷偶联剂就像涂料里的超级胶水。
偶联剂精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版在硅烷水解的过程中,pH值主要是影响着水解和缩聚的反应速率,从而影响着硅烷膜的耐腐蚀性能。
目前大量文献报道,硅烷溶液在酸性和碱性条件下均有利于硅烷水解的进行,而碱性条件更有利于促进硅烷的缩聚反应。
因此,合理的pH值选取应考虑到要利于硅烷的水解同时又要抑制硅醇的缩聚反应的发生,于是在实验中人们尝试的摸索出了一些防护性用的硅烷溶液的最佳pH值范围,如BTSE(4-5)[ 1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷/C14H34O6Si2]、STSPS(6-6.5)[],但是对那些功能性的硅烷其水解pH值范围比较宽,如y-APS(4-11)、BTSPA(3.5-9.5)。
在用硅烷溶液处理金属时,pH值的大小对金属的稳定性将有很大的影响,当酸度过大时,像Fe、Mg、A1以及Zn等金属将会溶解在溶液当中,这不仅起不到保护的效果,反而还使金属的完整性遭到破坏,于是控制好溶液的pH值至关重要。
溶剂的选择也是一个极其重要的问题,针对疏水性的硅烷一般选用醇做溶剂,但是硅烷在醇中水解程度太小,为了加快水解速率,同时在溶液中加入一定量的水,但是水的量要适宜,因为它不仅影响硅烷的水解同时还影响着硅烷的缩聚。
针对亲水性硅烷一般选用水作为溶剂,但是实验过程中发现水解速度太快,难以控制其水解程度,于是在溶液中需要加入适量的醇,减缓水解速率,以便控制最佳的水解时间。
在中性介质中,水解速度一般都比较慢。
酸和碱都可促进水解反应,水解反应过程复杂。
一般说来酸催化水解过程更容易实现。
乙氧基的水解反应机理还没有统一的认识,有关乙氧基水解的一些实验结果还是较一致的:即在酸性条件下,硅上带推电子基将有利于反应的进行,反应速率增加;在碱催化下,硅上带有吸电基团时,反应速率增加。
而在两种情况下水解速率都受空间位阻的影响。
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硅烷偶联剂硅烷偶联剂是由硅氯仿(HSiCl3)和带有反应性基团的不饱和烯烃在铂氯酸催化下加成,再经醇解而得。
它在国内有KH550,KH560,KH570,KH792,DL602,DL171这几种型号。
硅烷偶联剂实质上是一类具有有机官能团的硅烷,在其分子中同时具有能和无机质材料(如玻璃、硅砂、金属等)化学结合的反应基团及与有机质材料(合成树脂等)化学结合的反应基团。
目录1通式2应用领域3具体应用4其它方面应用5使用方法6具体应用7选用原则8研究动向9最新产品硅烷偶联剂1通式如图,此处,n=0~3;X-可水解的基团;Y一有机官能团,能与树脂起反应。
X 通常是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基等,这些基团水解时即生成),而与无机物质结合,形成硅氧烷。
Y是乙烯基、氨基、环氧基、硅醇(Si(OH)3甲基丙烯酰氧基、巯基或脲基。
这些反应基可与有机物质反应而结合。
因此,通过使用硅烷偶联剂,可在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”,把两种性质悬殊的材料连接在一起提高复合材料的性能和增加粘接强度的作用。
硅烷偶联剂的这一特性最早应用于玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)上,作玻璃纤维的表面处理剂,使玻璃钢的机械性能、电学性能和抗老化性能得到很大的提高,在玻璃钢工业中的重要性早已得到公认。
硅烷偶联剂的用途已从玻璃纤维增强塑料(FRP)扩大到玻璃纤维增强热塑性塑料(FRTP)用的玻璃纤维表面处理剂、无机填充物的表面处理剂以及密封剂、树脂混凝土、水交联性聚乙烯、树脂封装材料、壳型造型、轮胎、带、涂料、胶粘剂、研磨材料(磨石)及其它的表面处理剂。
在硅烷偶联剂这两类性能互异的基团中,以Y基团最重要、它对制品性能影响很大,起决定偶联剂的性能作用。
只有当Y基团能和对应的树脂起反应,才能使复合材料的强度提高。
一般要求Y基团要与树脂相容并能起偶联反应。
2应用领域硅烷偶联剂的应用大致可归纳为三个方面:表面处理能改善玻璃纤维和树脂的粘合性能,大大提高玻璃纤维增强复合材料的强度、电气、抗水、抗气候等性能,即使在湿态时,它对复合材料机械性能的提高,效果也十分显著。
在玻璃纤维中使用硅烷偶联剂已相当普遍,用于这一方面的硅烷偶联剂约占其消耗总量的50%,其中用得较多的品种是乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。
填充塑料可预先对填料进行表面处理,也可直接加入树脂中。
能改善填料在树脂中的分散性及粘合力,改善无机填料与树脂之间的相容性,改善工艺性能和提高填充塑料(包括橡胶)的机械、电学和耐气候等性能。
用作密封剂、粘接剂和涂料的增粘剂能提高它们的粘接强度、耐水、耐气候等性能。
硅烷偶联剂往往可以解决某些材料长期以来无法粘接的难题。
硅烷偶联剂作为增粘剂的作用原理在于它本身有两种基团;一种基团可以和被粘的骨架材料结合;而另一种基团则可以与高分子材料或粘接剂结合,从而在粘接界面形成强力较高的化学键,大大改善了粘接强度。
硅烷偶联剂的应用一般有三种方法:一是作为骨架材料的表面处理剂;二是加入到粘接剂中,三是直接加入到高分子材料中。
从充分发挥其效能和降低成本的角度出发,前两种方法较好。
3具体应用硅烷偶联剂在胶粘剂工业的具体应用有如下几个方面:①在结构胶粘剂中金属与非金属的胶接,若使用硅烷类增粘剂,就能与金属氧化物缩合,或跟另一个硅烷醇缩合,从而使硅原子与被胶物表面紧紧接触。
如在丁腈酚醛结构胶中加入硅烷作增粘剂,可以显著提高胶接强度。
②在胶接玻璃纤维方面国内外已普遍采用硅烷作处理剂。
它能与界面发生化学反应,从而提高胶接强度。
例如,氯丁胶胶接若不用硅烷作处理剂时,胶接剥离强度为1.07公斤/厘米2,若用氨基硅烷作处理剂,则胶接的剥离强度为8.7公斤/厘米2。
③在橡胶与其他材料的胶接方面,硅烷增粘剂具有特殊的功用。
它明显地提高各种橡胶与其它材料的胶接强度。
例如,玻璃与聚氨酯橡胶胶接时,若不用硅烷作处理剂,胶的剥离强度为0.224公斤/厘米2,若加硅烷时,剥离强度则为7.26公斤/厘米2。
④本来无法用一般粘接剂解决的粘接问题有时可用硅烷偶联剂解决。
如铝和聚乙烯、硅橡胶与金属、硅橡胶与有机玻璃,都可根据化学键理论,选择相应的硅烷偶联剂,得到满意的解决。
例如,用乙烯基三过氧化叔丁基硅烷(Y一4310)可使聚乙烯与铝箔相粘合;用丁二烯基三乙氧基硅烷可使硅橡胶与金属的扯离强度达到21.6~22.4公斤/厘米2。
一般的粘接剂或树脂配合使用偶联剂后不仅能提高粘合强度,更主要的是增加粘合力的耐水性及耐久性。
如聚氨基甲酸酯和环氧树脂对许多材料虽然具有高的粘合力,但粘合的耐久性及耐水性不太理想;加入硅烷偶联剂后,这方面的性能可得到显著的改善。
4其它方面应用硅烷偶联剂的其它方面应用还包括:①使固定化酶附着到玻璃基材表面,②油井钻探中防砂,③使砖石表面具有憎水性,④通过防吸湿作用,使荧光灯涂层具有较高的表面电阻;⑤提高液体色谱柱中有机相对玻璃表面的吸湿性能。
5使用方法表面预处理法将硅烷偶联剂配成 0.5~1%浓度的稀溶液,使用时只需在清洁的被粘表面涂上薄薄的一层,干燥后即可上胶。
所用溶剂多为水、醇(甲氧基硅烷选择甲醇,乙氧基硅烷选择乙醇)、或水醇混合物,并以不含氟离子的水及价廉无毒的乙醇、异丙醇为宜。
除氨烃基硅烷外,由其它硅烷偶联剂配制的溶液均需加入醋酸作水解催化剂,并将pH值调至3.5~5.5。
长链烷基及苯基硅烷由于稳定性较差,不宜配成水溶液使用。
氯硅烷及乙氧基硅烷水解过程中伴随有严重的缩合反应,也不宜配成水溶液或水醇溶液使用,而多配成醇溶液使用。
水溶性较差的硅烷偶联剂,可先加入 0.1~0.2%(质量分数)的非离子型表面活性剂,然后再加水加工成水乳液使用。
迁移法将硅烷偶联剂直接加入到胶粘剂组分中,一般加入量为基体树脂量的 1~5%。
涂胶后依靠分子的扩散作用,偶联剂分子迁移到粘接界面处产生偶联作用。
对于需要固化的胶粘剂,涂胶后需放置一段时间再进行固化,以使偶联剂完成迁移过程,方能获得较好的效果。
实际使用时,偶联剂常常在表面形成一个沉积层,但真正起作用的只是单分子层,因此,偶联剂用量不必过多。
硅烷偶联剂的使用方法主要有表面预处理法和直接加入法,前者是用稀释的偶联剂处理填料表面,后者是在树脂和填料预混时,加入偶联剂的原液。
硅烷偶联剂配成溶液,有利于硅烷偶联剂在材料表面的分散,溶剂是水和醇配制成的溶液,溶液一般为硅烷(20%)、醇(72%)、水(8%),醇一般为乙醇(对乙氧基硅烷)甲醇(对甲氧基硅烷)及异丙醇(对不易溶于乙醇、甲醇的硅烷)因硅烷水解速度与PH值有关,中性最慢,偏酸、偏碱都较快,因此一般需调节溶液的PH值,除氨基硅烷外,其他硅烷可加入少量醋酸,调节PH值至4—5,氨基硅烷因具碱性,不必调节。
因硅烷水解后,不能久存,最好现配现用,最好在一小时内用完。
6具体应用下面是一些具体应用,以供用户参考:预处理填料法将填料放入固体搅拌机(高速固体搅拌机HENSHEL(亨舍尔)或V型固体搅拌机等),并将上述硅烷溶液直接喷洒在填料上并搅拌,转速越高,分散效果越好。
一般搅拌在10—30分钟(速度越慢,时间越长),填料处理后应在120摄氏度烘干(2小时)。
水溶液(玻纤表面处理剂):玻纤表面处理剂常含有:成膜剂、抗静电剂、表面活性剂、偶联剂、水。
偶联剂用量一般为玻纤表面处理剂总量的0.3%—2%,将5倍水溶液首先用有机酸或盐将PH值调至一定值,在充分搅拌下,加入硅烷直到透明,然后加入其余组份,对于难溶的硅烷,可用异丙醇助溶。
在拉丝过程中将玻纤表面处理剂喷洒在玻纤上干燥,除去溶剂及水份即可。
底面法将5%—20%的硅烷偶联剂的溶液同上面所述,通过涂、刷、喷,浸渍处理基材表面,取出室温晾干24小时,最好在120℃下烘烤15分钟。
直接加入法硅烷亦可直接加入填料/树脂的混合物中,在树脂及填料混合时,硅烷可直接喷洒在混料中。
偶联剂的用量一般为填料用量的0.1%—2%,(根据填料直径尺寸决定)。
然后将加过硅烷的树脂/填料进行模塑(挤出、压塑、涂覆等)。
7选用原则在硅烷偶联剂的两类性能互异的基团中,以 Y基团最重要,它直接决定硅烷偶联剂的应用效果。
只有当 Y 基团能和对应的基体树脂起反应时,才能提高有机胶粘剂的粘接强度。
一般要求 Y 基团能与树脂相溶并能起偶联反应,所以对于不同的树脂,必须选择含适当 Y 基团的硅烷偶联剂。
当Y为无反应性的烷基或芳基时,对极性树脂是不起作用的,但可用于非极性树脂,如硅橡胶、聚苯乙烯等的胶接中。
当Y含反应性官能基,要注意它与所用树脂的反应性及相容性。
当Y含氨基时,是属于催化性的,能在酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛的聚合中作催化剂,也可作为环氧和聚氨酯树脂的固化剂,这时偶联剂完全参与反应,形成新键。
氨基硅烷类的偶联剂是属于通用型的,几乎能与各种树脂起偶联作用,但聚酯树脂例外。
x 基团的种类对偶联效果没有影响。
因此,根据Y基团中反应基的种类,硅烷偶联剂也分别称为乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷等,这几种有机官能团硅烷是最常用的硅烷偶联剂。
8研究动向常用的硅烷偶联剂为三烷氧基型,但三烷氧基型偶联剂有可能降低基体树脂的稳定性,因而来二烷氧基型偶联剂的研究和应用得到重视。
合成带有活性硅烷基的高分子也是硅烷偶联剂的发展方向之一,这种偶联剂对胶粘剂中的树脂具有更好的相容性,可在被粘物表面形成一个均一面,因而具有更好的粘接效果。
过氧基硅烷也是开始研究的一种偶联剂,它的特点是在热的作用下,偶联剂分解生成自由基,可以与烯类聚合物发生交联,从而促进烯类聚合物的粘接。
硅烷偶联剂新开发的一项重要应用是用于生产水交联聚乙烯,这项工艺是美国道康宁公司开发的,已商业化,近年来国内在用有机硅乳液处理毛纺织物的试验中,发现用硅烷偶联剂与有机硅乳液并用,可以提高毛纺织物的服用性能。
9最新产品含有异丁基官能团的偶联剂:异丁基三乙氧基硅,硅烷偶联剂本品为高纯度的异丁基三乙氧基硅烷,小分子结构可穿透胶结性表面,渗透到混凝土内部与暴露在酸性或碱性环境中的空气及基底中的水分子发生化学反应,形成一斥水处理层,从而抑制水分进入到基底中。
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经保护的基材具有良好斥水性,并保留原有外观。
碱性环境如浇注不久的混凝土,会刺激该反应并加速斥水层的形成。
广泛应用于各类钢筋混凝土结构中,如商业建筑(高档建筑物的内外墙面及屋面和地面)、停车场、车库、库房和冷库、游泳池、高速公路、桥梁结构、高速公路、港口码头、海工等,特别适用于在恶劣环境中使用的高标号混凝土结构,受盐雾、化冰盐侵蚀的公路、立交桥、电线杆、污水处理厂的污水处理池、垃圾填埋场、温差极大的高原地区等。