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二氧化硅具有親水性的主要原因是二氧化硅的表面被硅烷醇包圍,所選的生產(chǎn)丙基三甲氧基硅烷通常是易于與二氧化硅表面上的羥基反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì),并且當(dāng)使用生產(chǎn)丙基三甲氧基硅烷有機物作為改性劑時,改性效果更好。常用的修飾符如下:(1)有機硅鹵素化合物:例如二甲基二氯硅烷和三甲基氯硅烷。(2)有機硅有機化合物:例如聚二甲基硅氧烷(PDMS),六甲基二硅氧烷(MM),八甲基三硅氧烷(MDM)。(3)醇類化合物:如丁醇,戊醇,線性庚醇等。(4)硅氮烷化合物:如六甲基二硅氮烷等。(5)有機聚合物:如聚乙烯醇。(6)硅烷偶聯(lián)劑:包括六甲基二硅氮烷,六甲基乙基硅氮烷,乙烯基乙氧基硅烷,三甲基乙氧基硅烷,甲基三甲氧基硅烷等。
1、干法;這是使用較廣泛的非金屬礦物粉末表面改性工藝。當(dāng)前用于非金屬礦物填料和顏料,原因是干法工藝簡單,操作靈活,投資少,改性劑適應(yīng)性好。(1)間歇干燥過程;其特點是可以在較大范圍內(nèi)靈活調(diào)節(jié)表面改性時間,但生產(chǎn)丙基三甲氧基硅烷顆粒表面改性劑難以均勻涂覆,單位產(chǎn)品消耗大,生產(chǎn)效率低,勞動強度大。(2)連續(xù)修改過程;它的特點是粉末和表面改性劑的分散性更好,生產(chǎn)丙基三甲氧基硅烷顆粒表面涂層均勻,單位產(chǎn)品的改性劑消耗量少,勞動強度低,生產(chǎn)效率高,適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。2、濕表面有機改性工藝;3、機械化學(xué)/化學(xué)涂料復(fù)合改性工藝;4、無機沉淀反應(yīng)/化學(xué)涂料復(fù)合改性工藝;5、物理涂層/化學(xué)涂層復(fù)合改性工藝。
僅使用生產(chǎn)丙基三甲氧基硅烷的轉(zhuǎn)化膜產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化膜薄,耐腐蝕性差。盡管它們可以改善涂層和金屬基材之間的結(jié)合力,但金屬基材在涂層之前容易生銹。該轉(zhuǎn)化涂層層難以滿足各工序之間的防銹要求,因此有必要添加其他成膜材料以進行復(fù)合以改善轉(zhuǎn)化膜性能的所有方面。可以添加成膜材料,例如氟鋯酸,硼酸鹽和鉬酸鹽等。由于這些物質(zhì)大多數(shù)是水溶性無機物質(zhì),因此不能直接與硅烷偶聯(lián)劑混溶,因此需要水作為載體生產(chǎn)丙基三甲氧基硅烷與無機物共存,需要將油溶性硅烷偶聯(lián)劑加入水中進行水解處理。如果不進行水解處理,硅烷偶聯(lián)劑將像小油珠一樣漂浮在水溶液中,并且不能均勻地分散在水溶液中,這將大大降低硅烷偶聯(lián)劑的作用。
首先,弱酸性和弱堿性水溶液可以促進硅烷偶聯(lián)劑的水解。一水溶液的pH值使生產(chǎn)丙基三甲氧基硅烷更易于水解??梢酝ㄟ^添加乙酸,氨和其他物質(zhì)來調(diào)節(jié)其基團對水溶液的pH值影響較弱的硅烷,以調(diào)節(jié)水溶液的pH值,從而使硅烷偶聯(lián)劑更易于水解。偶聯(lián)劑的水解速率顯著提高。其次,當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑水解時,將產(chǎn)生一定量的甲醇,乙醇和與水混溶的其他溶劑。這取決于硅烷結(jié)構(gòu)中的X基團。如果預(yù)先將生產(chǎn)丙基三甲氧基硅烷添加到水溶液中以進行水解,則此時產(chǎn)生的溶劑將使硅烷偶聯(lián)劑更充分地分散在水溶液中并使水解溶液更穩(wěn)定。如果事先將少量乙醇添加到水溶液中,然后進行乙烯基硅烷的水解,則油珠狀硅烷偶聯(lián)劑將更易與水溶液混溶,并且不易因沉淀而沉淀出來。
丙烯酸乳液是水性涂料的主要成膜物質(zhì)之一,在水性涂料的原料中占很大比例。它主要用于建筑,防水,包裝,紡織,水性油墨和拼圖膠等行業(yè)。它是一種無毒,無刺激,環(huán)保且具有出色的物理和化學(xué)特性的環(huán)?;瘜W(xué)原料。 2019年,全球生產(chǎn)丙基三甲氧基硅烷的生產(chǎn)能力約為630萬噸,丙烯酸乳液的需求約為650萬噸??傮w情況供不應(yīng)求。未來幾年生產(chǎn)丙基三甲氧基硅烷的市場規(guī)模將繼續(xù)增長,預(yù)計到2025年將達到894萬噸。預(yù)計到2020年,國內(nèi)涂料市場將超過2800萬噸,涂料行業(yè)丙烯酸乳液的市場需求約為350萬噸。在未來幾年中,預(yù)計我國丙烯酸乳液行業(yè)的市場規(guī)模將繼續(xù)增加。
生產(chǎn)丙基三甲氧基硅烷具有將材料泵送到反應(yīng)液體上的思想,這不僅有效地解決了由于反應(yīng)器每單位體積的熱交換面積太小而導(dǎo)致的溫度延遲的問題,而且由于抽氣裝置的設(shè)計,可以避免反應(yīng)液底部泄漏引起的安全隱患;應(yīng)用外部熱交換器冷卻外部循環(huán)內(nèi)部溫度的技術(shù)方案,其產(chǎn)生的明顯有益效果包括以下三個方面:1.對外回路進行內(nèi)部冷卻,可使反應(yīng)液溫度迅速降至目標溫度,使放熱反應(yīng)可控;2.反應(yīng)液從頂部抽出的設(shè)計可以避免反應(yīng)器底部泄漏引起的潛在安全隱患;3.生產(chǎn)丙基三甲氧基硅烷由于縮短了進料時間和反應(yīng)時間,對提高生產(chǎn)效率更有利。