道康宁硅烷偶联剂在表面处理行业应用
有机硅烷表面预处理:在金属表面预处理工艺中,随着环保压力的逐渐增大,含有硅烷的前处理产品代替传统磷化工艺是今后世界的发展趋势。硅烷前处理技术做为磷化替代技术之一,将会引起更广泛的关注。
有机硅烷复合钝化:硅烷偶联剂在提高复合材料的耐蚀性能方面的显著效果,早已得到确认,国内许多大型钢铁公司已从国外引进了无铬钝化生产线,该类型的硅烷复合钝化膜
道康宁硅烷偶联剂
道康宁硅烷偶联剂在表面处理行业应用
有机硅烷表面预处理:在金属表面预处理工艺中,随着环保压力的逐渐增大,含有硅烷的前处理产品代替传统磷化工艺是今后世界的发展趋势。硅烷前处理技术做为磷化替代技术之一,将会引起更广泛的关注。
有机硅烷复合钝化:硅烷偶联剂在提高复合材料的耐蚀性能方面的显著效果,早已得到确认,国内许多大型钢铁公司已从国外引进了无铬钝化生产线,该类型的硅烷复合钝化膜耐蚀性虽不能超过铬酸协钝化膜,但其综合性能十分优越,是今后无铬钝化重点发展方向。
含有机硅烷涂料:从分子设计层面进一步完善硅烷体系,针对不同的涂料体系开发出不同功能官能团的硅烷,可以拓展硅烷在涂料与涂装行业的应用范围;道康宁硅烷偶联剂深入开展在环保无铬涂料领域的应用研究,可代替许多传统含铬的涂料,道康宁硅烷偶联剂适应人类与环境的可持续发展。这一加热反应过程是道康宁硅烷偶联剂脱水、缩合与固化,以使硅烷偶联剂与硅微粉形成稳定和牢固的共价键结合。
我国主要的三类道康宁硅烷偶联剂
一是含硫硅烷,2013年含硫硅烷产量约为6.5万吨(折纯),占总产量的46.4%。偶联剂还可能对界面区域产生改性作用,道康宁硅烷偶联剂以增强有机相与无机相的边界层。该类道康宁硅烷偶联剂产品主要用于汽车轮胎制造,国内产品近年来技术水平不断提高,已通过世界主要轮胎公司的各类认证,在国外市场开拓方面已经不存在技术壁垒,加之国外生产成本较高,因此国内产品出口量连续增长;
二是交联剂产品,2013年产量约为3.95万吨,约占总产量的28.2%。硅微粉表面改性设备的选择,应根据其表面改性机理所确定的加工工艺为基准,选择和配套无污染的表面改性设备。主要产品包括肟基,三乙酰氧基,硅酸酯和三乙氧基等几大类。我国是世界上较大的有机硅室温胶消费国,近年来我国有机硅室温胶产销增长较快;加之有机硅单体和多晶硅生产迅速增加,为交联剂行业提供了大量廉价原料,湖北新蓝天等民营企业抓住机遇,扩大生产,国内硅烷交联剂生产规模因此放大,目前也开始大量出口;
三是其他功能性硅烷产品,2013年我国氨基、环氧基、乙烯基和酰氧基硅烷及其他功能性硅烷产量合计3.57万吨,约占总产量的25.2%。端硅烷聚醚粘度低,具有良好的作业性,无需使用有机溶物调节配方的工艺操作性能,因此,硅烷改性聚醚胶可以完全做到不添加任何有机溶物,其总挥发性有机物(VOC)很低。由于国内生产技术不断提高,常规硅烷产品价格下滑,在实现一体化的基础上,下大力气开发功能性硅烷产品,使得我国硅烷品种进一步丰富,产量连续提高。
现阶段我国实际可生产的硅烷约有300种,道康宁硅烷偶联剂根据官能团不同,主要分为含硫、交联剂、氨基、环氧基、乙烯基、酰氧基等大类,其余如饱和烷烃、α硅烷以及硅烷二次加工产品也有很多种类,但产量均不大。2013年硅烷产品品种结构(按产量)。
道康宁硅烷偶联剂表面改性工艺的确定原则
根据所选用的硅烷偶联剂与硅微粉反应的机理进行确定:
一是首先要将硅微粉进行动态加热到100-110℃,此时以雾化法加入水解后的硅烷偶联剂或复合偶联剂。
二是在硅烷偶联剂与反应过程中应保持一定的反应时间,因不同的反应时间其改性的效果是不同的。这一加热反应过程是道康宁硅烷偶联剂脱水、缩合与固化,以使硅烷偶联剂与硅微粉形成稳定和牢固的共价键结合。
三是经偶联剂改性的粉体,都会产生假结颗粒和缩合后产生的硬颗粒,给产量带来了很大的影响,所以道康宁硅烷偶联剂一定要进行有效分级,只有这样才能保证产品的质量。
道康宁硅烷偶联剂在金属表面的工艺
硅烷处理技术正是利用了硅烷偶联剂的特殊性能。在金属表面的成膜过程为:
(1)硅烷偶联剂经水解后,形成具有疏水和亲水结构的硅醇;
(2) 道康宁硅烷偶联剂通过分子间脱水缩合形成有序的低聚物;
(3) 低聚物与金属表面上的羟基形成氢键;
(4) 道康宁硅烷偶联剂由于分子内脱水,部分形成共价键后,紧密排列在金属表面,形成一层致密的硅烷膜。
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