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硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用大致可以歸納為以下幾個方面:1、用于玻璃纖維行業(yè)。處理和改善玻璃纖維的表面可以改善玻璃纖維和樹脂的粘結(jié)性能,并大大提高玻璃纖維增強復(fù)合材料的強度,電氣,耐水性,耐候性和其他性能。2、用于塑料和復(fù)合材料行業(yè)。無機填料可以預(yù)先進(jìn)行表面處理,或者生產(chǎn)甲基三甲氧基硅烷直接添加到樹脂中。3、用于膠水行業(yè),密封膠,膠粘劑等行業(yè)。生產(chǎn)甲基三甲氧基硅烷可以提高它們的粘結(jié)強度,耐水性,耐候性和其他性能。4、用于鑄造行業(yè)。它可以改善有機和無機材料的表面性能,并增強填料與樹脂之間的粘合力。5、用于涂料工業(yè)。增強風(fēng)干涂膜對難以附著的基材(特別是環(huán)氧、醇酸、聚氨酯、丙烯酸和其他脂質(zhì)體系)的附著力,大大提高其耐水性和耐鹽霧性。
有兩種方法可以使用生產(chǎn)甲基三甲氧基硅烷:一種是將硅烷配制成水溶液,用它來處理無機粉末,然后將其與有機聚合物或樹脂基材混合,即預(yù)處理方法。該方法具有良好的表面改性處理效果,是常用的表面改性方法。另一種方法是將硅烷與無機粉末和有機聚合物基礎(chǔ)材料混合,即遷移法。大多數(shù)生產(chǎn)甲基三甲氧基硅烷需要在使用前制備為水溶液,即使事先將其水解也是如此。水解時間取決于硅烷偶聯(lián)劑的類型和溶液的pH值。在配置期間,通常將水溶液的pH值控制在3-5之間。pH值高于5或低于3會促進(jìn)聚合物的形成。因此,所制備和水解的硅烷偶聯(lián)劑不能放置太久,否則會發(fā)生自縮合而失效。
鑒于夏季起泡的原因,基本上有以下三種類型,并有特定的解決方案。1.基材的水分導(dǎo)致起泡;夏天南部多雨。如果在雨后室外進(jìn)行施工,則在界面干濕時會直接注入膠水。2.基板溫度過高;在夏季高溫下,建筑基材的表面溫度會更高,并且當(dāng)生產(chǎn)甲基三甲氧基硅烷固化時,粘合材料的溫度不能超過50°C。3.未固化的玻璃膠暴露在陽光下;通常,生產(chǎn)甲基三甲氧基硅烷在固化之前不能暴露在陽光下,特別是如果在注入膠水后立即將其暴露在陽光下,會在膠接點內(nèi)部引起蜂窩狀氣泡,從而導(dǎo)致膠接點的外部凸。
硅烷偶聯(lián)劑是通過在氯鉑酸的催化下,添加氯仿硅(HSiCl3)和具有反應(yīng)性基團(tuán)的不飽和烯烴而得到的,然后進(jìn)行醇解。生產(chǎn)甲基三甲氧基硅烷本質(zhì)上是具有有機官能團(tuán)的硅烷的一種。在其分子中,它還具有可與無機材料和有機材料化學(xué)鍵合的反應(yīng)基團(tuán),用于化學(xué)鍵合。可以用通式Y(jié)(CH2)nSiX3表示,其中n = 0?3; X-可水解基團(tuán);可以與樹脂反應(yīng)的Y-有機官能團(tuán)。 X通常為氯基,甲氧基,乙氧基,甲氧基乙氧基,乙酰氧基等。當(dāng)這些基團(tuán)水解時,形成硅烷醇(Si(OH)3),其與生產(chǎn)甲基三甲氧基硅烷形成硅氧烷。 Y是乙烯基,氨基,環(huán)氧基,甲基丙烯酰氧基,巰基或脲基。這些反應(yīng)性基團(tuán)可以與有機物質(zhì)反應(yīng)而鍵合。
國外情況:國外相關(guān)研究很早就開始了。美國辛辛那提大學(xué)的Van Ooij W J教授首先將生產(chǎn)甲基三甲氧基硅烷用于金屬預(yù)處理。他已經(jīng)在1990年代開始進(jìn)行研究嘗試,并獲得了大量研究成果和zhuanli。國內(nèi)情況:近年來,中國也開始研究和使用硅烷偶聯(lián)劑來處理金屬樹脂涂料體系。徐毅研究了乙烯基三乙氧基硅烷和環(huán)氧三乙氧基硅烷的水解和包覆過程。我國于1950年在中國科學(xué)院化學(xué)研究所研制出KH-550,KH-560,KH-570,KH-590等型號的生產(chǎn)甲基三甲氧基硅烷,并投入生產(chǎn)相繼。后來,氨基硅烷和改性氨基硅烷相繼出現(xiàn)。后來,開發(fā)了耐熱硅烷,陽離子硅烷,重氮和疊氮化硅烷?,F(xiàn)在,我們國內(nèi)的硅烷生產(chǎn)商發(fā)展迅速,許多品種擺脫了對進(jìn)口的依賴。
(1)硅烷偶聯(lián)劑的改性;利用生產(chǎn)甲基三甲氧基硅烷的雙重反應(yīng)功能,有機基團(tuán)的一端與白炭黑表面的羥基反應(yīng),另一端與橡膠等高分子大分子鏈反應(yīng)。(2)醇酯法改性;在白色炭黑的表面上,脂肪醇與生產(chǎn)甲基三甲氧基硅烷反應(yīng)以除去水分子,并且硅烷醇基被烷氧基取代。(3)聚合物接枝改性;聚合物接枝改性是指在一定條件下通過化學(xué)反應(yīng)將聚合物接枝到白炭黑的表面。(4)聚合物涂層改性;涂層改性是一種常用的表面改性技術(shù),即用不同化學(xué)組成的涂層覆蓋二氧化硅表面,從而減少羥基之間的相互作用,降低表面能并改善分散性。(5)其他修改方法;除上述表面改性方法外,還可以通過乳液聚合,無機表面涂層改性和超聲改性來改性二氧化硅。