一、硅烷偶聯劑有哪些分類
硅烷偶聯劑廣(guang)泛(fan)應用(yong)于納米顆粒的表面改性、玻纖和金屬防腐蝕表面處理、涂料和密封劑(ji)增粘劑(ji),可(ke)大(da)(da)大(da)(da)提升材料性能(neng),它(ta)的種類(lei)也眾多,主要可(ke)分為三(san)大(da)(da)類(lei):
1、含硫硅烷偶聯劑
汽車工業(ye)的發展(zhan),促進了橡膠工業(ye)的發展(zhan),順丁橡膠由于具(ju)有優異的耐(nai)寒(han)性(xing)(xing)、耐(nai)磨性(xing)(xing)、耐(nai)老化及彈性(xing)(xing)而用于生產輪胎。但順丁橡膠抗撕裂性(xing)(xing)能(neng)較差(cha),抗滑(hua)性(xing)(xing)能(neng)不好,所以常(chang)需(xu)在順丁橡膠中填(tian)充(chong)一定量的白炭黑。但白炭黑表(biao)面能(neng)大,易(yi)團聚,在有機相(xiang)中難(nan)以浸潤和分散,因(yin)此必須對其(qi)進行表(biao)面改性(xing)(xing)。
目(mu)前輪胎(tai)(tai)工業(ye)中使用最多的表面改性劑(ji)多為含硫(liu)硅(gui)(gui)烷(wan)偶聯(lian)劑(ji)。含硫(liu)硅(gui)(gui)烷(wan)偶聯(lian)劑(ji)通過結構中硫(liu)與橡膠(jiao)結合,烷(wan)氧基(ji)與白炭黑表面的硅(gui)(gui)羥基(ji)結合,形成牢固的網絡結構,極大地降低輪胎(tai)(tai)的滾動阻力。
2、氨基類硅烷偶聯劑
作為通用(yong)型(xing)(xing)偶(ou)聯(lian)(lian)劑(ji),氨基(ji)硅烷類偶(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)幾乎能與(yu)各(ge)種聚合物樹脂(zhi)發生偶(ou)聯(lian)(lian)作用(yong)。由于游(you)離(li)氨基(ji)的(de)存在,此類硅烷偶(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)堿性大,具有較高(gao)的(de)反(fan)應活性,且成型(xing)(xing)材料的(de)撓曲強度隨著氨基(ji)的(de)增加也相應增加,此類硅烷偶(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)的(de)缺(que)點在于使用(yong)過程(cheng)中(zhong)容易發生過早反(fan)應而達不到預期效(xiao)果。
γ-脲基丙基三乙(yi)氧(yang)基硅烷(A-1160)作為一(yi)種(zhong)(zhong)新型的(de)含脲基硅烷偶聯(lian)劑,是一(yi)種(zhong)(zhong)pH值在(zai)7左右的(de)中性水溶(rong)性化合物,可(ke)以同大(da)部分樹(shu)脂(zhi)在(zai)低溫下進(jin)行(xing)活性稍(shao)有降低的(de)反應,同時保持一(yi)定的(de)極限(xian)工(gong)作性能。
作為(wei)耐(nai)(nai)熱型(xing)硅烷(wan)偶聯劑的代表品種,Y-5475和Y-5669由于硅原子與(yu)苯環的結合,其耐(nai)(nai)熱溫度較(jiao)傳統產(chan)品高60~100℃。
3、環氧基類硅烷偶聯劑
傳統(tong)硅烷偶(ou)聯(lian)劑易與水(shui)發生預交聯(lian)反應(ying)的(de)(de)缺陷(xian),限制了其在(zai)聚酯材(cai)料中的(de)(de)應(ying)用(yong)。隨著研究技術(shu)的(de)(de)發展,3-(2,3-環(huan)氧丙(bing)氧)丙(bing)基(ji)三甲氧基(ji)硅烷(A-187)為代表的(de)(de)環(huan)氧型(xing)硅烷偶(ou)聯(lian)劑在(zai)室溫(wen)條件下,儲存12個月以上仍保持良好的(de)(de)物理性能和(he)粘附力,因(yin)而在(zai)水(shui)性體性中表現(xian)出(chu)較好的(de)(de)長(chang)期儲存穩定(ding)性。
除了以上幾種比較(jiao)常用外,硅烷(wan)(wan)偶聯劑還(huan)有乙烯基硅烷(wan)(wan)偶聯劑、巰基硅烷(wan)(wan)偶聯劑、甲(jia)基丙烯酰氧基硅烷(wan)(wan)偶聯劑等。
二、不同種類硅烷偶聯劑的選用原則
硅烷偶(ou)聯(lian)劑的(de)(de)種類眾(zhong)多,選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)時應(ying)根據應(ying)用(yong)(yong)領域和(he)需(xu)要(yao)選(xuan)(xuan)擇(ze)合適類型的(de)(de)產品,具(ju)體的(de)(de)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)原則是(shi):
在硅烷偶聯劑的兩類性能互異的基團中,以Y基團最重要,它直接決定硅烷偶聯劑的應用效果。只有當Y基團能和對應的基體樹脂起反應時,才能提高有機膠粘劑的粘接強度。一般要求Y基團能與樹脂相溶并能起偶聯反應,所以對于不同的樹脂,必須選擇含適當Y基團的硅烷偶聯劑。
當(dang)(dang)Y為無反(fan)(fan)應性(xing)的(de)烷基(ji)(ji)或芳基(ji)(ji)時,對極(ji)性(xing)樹脂(zhi)是不(bu)起(qi)作用(yong)(yong)的(de),但可(ke)用(yong)(yong)于非極(ji)性(xing)樹脂(zhi),如硅橡(xiang)膠(jiao)、聚(ju)(ju)苯乙烯等的(de)膠(jiao)接中。當(dang)(dang)Y含反(fan)(fan)應性(xing)官能基(ji)(ji),要注意它與所用(yong)(yong)樹脂(zhi)的(de)反(fan)(fan)應性(xing)及相容性(xing)。當(dang)(dang)Y含氨(an)基(ji)(ji)時,是屬(shu)于催化性(xing)的(de),能在酚(fen)醛、脲(niao)醛、三聚(ju)(ju)氰(qing)胺甲醛的(de)聚(ju)(ju)合中作催化劑,也可(ke)作為環(huan)氧和(he)聚(ju)(ju)氨(an)酯樹脂(zhi)的(de)固化劑,這時偶聯劑完全(quan)參與反(fan)(fan)應,形(xing)成新鍵。氨(an)基(ji)(ji)硅烷類的(de)偶聯劑是屬(shu)于通用(yong)(yong)型的(de),幾乎能與各(ge)種(zhong)樹脂(zhi)起(qi)偶聯作用(yong)(yong),但聚(ju)(ju)酯樹脂(zhi)例外。