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硅烷偶联剂涂料

硅烷偶联剂涂料

    发布时间:2022-08-12

    内容简介:然后广泛应用于橡胶、塑料、填充复合材料、环氧包装材料、弹性体、涂料、粘合剂和密封剂。硅烷偶联剂的主要应用领域之一是对有机聚合物中使用的无机填料的处理。在填料聚合物中,硅烷偶联剂可以有效地处理它。随着高性能和高功能复合材料的快速发展,对硅烷偶联剂的性能和使用技术提出了更高的要求。...

硅烷偶联剂是由美国联合碳化合物公司和道康宁公司于20世纪40年代首次开发的。它最初被用作玻璃纤维增强塑料中玻璃纤维的表面处理剂。随后,由于硅烷偶联剂的独特性能和显著的改性效果,以及新产品的不断出现,其应用领域得到了扩大。然后广泛应用于橡胶、塑料、填充复合材料、环氧包装材料、弹性体、涂料、粘合剂和密封剂。
硅烷偶联剂的主要应用领域之一是对有机聚合物中使用的无机填料的处理。后者可以用硅烷偶联剂处理,将其亲水性表面转化为亲水性表面,可以防止系统中的颗粒聚集和快速聚合物增稠,提高有机聚合物对增强填料的润湿性。碳官能硅烷还可以使强化填料与聚合物牢固结合。
硅烷偶联剂的使用主要包括表面预处理和直接添加。前者是填料表面用稀释的偶联剂处理,后者是预混树脂和填料时添加偶联剂的原始溶液。
硅烷偶联剂被制溶液,有利于硅烷偶联剂在材料表面的分散。溶剂是由水和酒精制成的溶液。溶液通常是硅烷(20%)、醇(72%)和水(8%)。醇通常是乙醇(对乙氧基硅烷)、甲醇(对甲氧基硅烷)和异丙醇(对不溶于乙醇的硅烷)和甲醇);硅烷的水解率和pH值相关,中性慢。一些酸和一些碱非常快,所以通常需要调整溶液pH值。除了氨基硅烷,还可以在其他硅烷中加入少量乙酸,以便在其他硅烷中加入少量乙酸pH值调整为4-5。因为氨基硅烷是碱性的,所以不需要调整。硅烷硅烷水解后不能长时间保存,所以尽可能在一小时内制备和使用。
丙基三乙氧基硅烷分子式
硅烷偶联剂溶液也广泛应用于涂料到了广泛的应用。当涂层中含有少量的硅烷偶联溶剂时,硅烷会迁移到涂层和基底之间的界面,与无机表面的水反应,水解形成硅烷醇基,然后形成氢键和基底表面的羟基键-Si-M(M为无机表面),硅烷分子之间的硅烷醇基团收缩并低聚,形成覆盖底物表面的网络结构膜。
即使在水浸条件下,硅烷偶联剂改性涂层也能很好地附着在各种无机基材的表面。在涂层基材与基材之间的边界层中,硅烷与涂层基材相互作用,形成网状结构,其中硅烷与涂层基材相互渗透,增强了其内聚力和耐水性的稳定性,并能承受作为低模量涂层基材的应力,从而显著提高了对基材的附着力。
硅烷偶联剂处理颜料或填料,使其容易被基材弄湿。颜料或填料在基材中分散稳定,防止沉淀和团聚。用硅烷偶联剂修饰填料表面后,涂料的粘度大大降低。即使颜料或填料的数量增加,也不会影响涂层的流动,这可以增加涂层的产量,降低生产成本。
大多数含有硅和氢氧化铝的矿物很容易与烷基硅烷、二氧化硅(烟雾和沉淀物)、玻璃珠、石英、沙子、滑石、云母、粘土和硅酸钙结合使用。在填料聚合物中,硅烷偶联剂可以有效地处理它。氢氧化镁、氧化铁、氧化铜和氧化锡等其他金属氢氧化物的处理效果良好。
随着高性能和高功能复合材料的快速发展,对硅烷偶联剂的性能和使用技术提出了更高的要求。例如,需要多功能硅烷才能使偶联剂适应多种树脂。为了消除填料本身的性能(酸度、碱度等)对复合材料的影响,需要能够钝化填料表面的硅烷。
如今,单次使用硅烷偶联剂正朝着同时使用多种化合物的方向发展。此外,通过现代分析和测试方法,研究复合材料的界面特性及其改性技术,可以进一步提高硅烷偶联剂的应用效果。

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