一、硅烷偶聯劑有哪些分類
硅烷偶聯劑廣泛應(ying)用于納米顆(ke)粒的(de)表面改性、玻纖和(he)金屬防(fang)腐蝕表面處理、涂料和(he)密封劑(ji)增粘劑(ji),可大(da)大(da)提升材料性能,它的(de)種(zhong)類也眾多,主(zhu)要可分為(wei)三大(da)類:
1、含硫硅烷偶聯劑
汽(qi)車(che)工業的(de)發(fa)展,促(cu)進(jin)(jin)了(le)橡(xiang)膠工業的(de)發(fa)展,順(shun)(shun)丁(ding)橡(xiang)膠由于(yu)具有優異的(de)耐(nai)寒性(xing)、耐(nai)磨性(xing)、耐(nai)老化及(ji)彈性(xing)而用于(yu)生產輪胎。但順(shun)(shun)丁(ding)橡(xiang)膠抗(kang)撕裂性(xing)能較(jiao)差,抗(kang)滑性(xing)能不(bu)好,所(suo)以(yi)常需在順(shun)(shun)丁(ding)橡(xiang)膠中填充一定量的(de)白炭黑。但白炭黑表(biao)面能大,易團聚(ju),在有機相(xiang)中難以(yi)浸潤和分散(san),因此(ci)必須對其進(jin)(jin)行表(biao)面改性(xing)。
目前輪(lun)胎工業中使用(yong)最多的(de)表面改性(xing)劑多為含硫硅烷偶(ou)聯(lian)劑。含硫硅烷偶(ou)聯(lian)劑通過結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)中硫與(yu)橡膠結(jie)(jie)(jie)(jie)合,烷氧(yang)基與(yu)白炭(tan)黑表面的(de)硅羥基結(jie)(jie)(jie)(jie)合,形成牢(lao)固的(de)網絡結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou),極大(da)地(di)降低輪(lun)胎的(de)滾(gun)動阻力。
2、氨基類硅烷偶聯劑
作為通用型(xing)偶(ou)聯(lian)劑,氨基(ji)(ji)硅烷(wan)類(lei)偶(ou)聯(lian)劑幾乎(hu)能與各(ge)種聚合物樹脂(zhi)發(fa)生(sheng)偶(ou)聯(lian)作用。由于游離氨基(ji)(ji)的(de)存在,此類(lei)硅烷(wan)偶(ou)聯(lian)劑堿(jian)性(xing)大(da),具(ju)有較高的(de)反應(ying)(ying)活性(xing),且成型(xing)材料(liao)的(de)撓(nao)曲強(qiang)度隨(sui)著氨基(ji)(ji)的(de)增(zeng)加也相應(ying)(ying)增(zeng)加,此類(lei)硅烷(wan)偶(ou)聯(lian)劑的(de)缺點在于使用過(guo)程中容(rong)易發(fa)生(sheng)過(guo)早反應(ying)(ying)而(er)達不到預期效果。
γ-脲基(ji)丙基(ji)三乙氧基(ji)硅(gui)(gui)烷(wan)(A-1160)作為一種新(xin)型(xing)的含脲基(ji)硅(gui)(gui)烷(wan)偶聯劑,是一種pH值在7左右(you)的中性(xing)水溶性(xing)化合物,可以(yi)同大部分樹脂在低溫(wen)下進行活(huo)性(xing)稍有降低的反應,同時保(bao)持一定的極限工作性(xing)能(neng)。
作(zuo)為(wei)耐熱型硅(gui)烷(wan)偶(ou)聯劑(ji)的(de)代(dai)表品(pin)(pin)種,Y-5475和Y-5669由于硅(gui)原子與(yu)苯環的(de)結合,其耐熱溫度較傳(chuan)統產品(pin)(pin)高60~100℃。
3、環氧基類硅烷偶聯劑
傳統硅烷(wan)偶聯劑易與水發生(sheng)預交聯反應的缺陷(xian),限制了其在聚酯材料中(zhong)的應用。隨著研究技術的發展(zhan),3-(2,3-環(huan)(huan)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(wan)(A-187)為代(dai)表(biao)的環(huan)(huan)氧型硅烷(wan)偶聯劑在室溫(wen)條(tiao)件下,儲存(cun)12個(ge)月以上仍保(bao)持良(liang)好(hao)的物理性(xing)能和粘附(fu)力(li),因而在水性(xing)體性(xing)中(zhong)表(biao)現出較好(hao)的長(chang)期儲存(cun)穩定性(xing)。
除(chu)了以上幾種比較常用(yong)外,硅(gui)烷(wan)(wan)偶(ou)聯(lian)劑(ji)還(huan)有乙(yi)烯基硅(gui)烷(wan)(wan)偶(ou)聯(lian)劑(ji)、巰基硅(gui)烷(wan)(wan)偶(ou)聯(lian)劑(ji)、甲基丙烯酰氧基硅(gui)烷(wan)(wan)偶(ou)聯(lian)劑(ji)等(deng)。
二、不同種類硅烷偶聯劑的選用原則
硅(gui)烷偶聯劑的種類(lei)眾多(duo),選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)時應(ying)根(gen)據應(ying)用(yong)(yong)(yong)領域和需要選(xuan)(xuan)擇合適類(lei)型的產品,具體(ti)的選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)原則(ze)是:
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)Y為無(wu)反(fan)應性(xing)(xing)的(de)烷(wan)基(ji)或芳基(ji)時(shi),對(dui)極性(xing)(xing)樹脂是不起作用(yong)的(de),但可用(yong)于非極性(xing)(xing)樹脂,如硅橡膠、聚(ju)苯乙烯(xi)等的(de)膠接中。當(dang)Y含反(fan)應性(xing)(xing)官能(neng)基(ji),要注意它與(yu)(yu)所用(yong)樹脂的(de)反(fan)應性(xing)(xing)及(ji)相(xiang)容性(xing)(xing)。當(dang)Y含氨(an)(an)基(ji)時(shi),是屬于催化(hua)性(xing)(xing)的(de),能(neng)在酚醛、脲醛、三聚(ju)氰(qing)胺甲醛的(de)聚(ju)合中作催化(hua)劑(ji),也可作為環氧和聚(ju)氨(an)(an)酯(zhi)樹脂的(de)固化(hua)劑(ji),這時(shi)偶聯(lian)劑(ji)完全參(can)與(yu)(yu)反(fan)應,形成新鍵。氨(an)(an)基(ji)硅烷(wan)類的(de)偶聯(lian)劑(ji)是屬于通用(yong)型的(de),幾(ji)乎能(neng)與(yu)(yu)各種樹脂起偶聯(lian)作用(yong),但聚(ju)酯(zhi)樹脂例外。