硅烷偶联剂
是一类分子中同时含有两种不同化学性质的有机硅化合物,用以改善聚合物与无机物实际粘接强度。这既可能是指真正粘接力的提高,也可能是指浸润性、流变性和其它操作性能的改进。偶联剂还可能对界面区域产生改性作用,德固赛硅烷偶联剂以增强有机相与无机相的边界层。
因此,硅烷偶联剂广泛运用于胶黏剂、涂料和油墨、橡胶、铸造、玻璃纤维、电缆、纺织、塑料、填料、表面处理等行业。
德固赛硅烷偶联剂
硅烷偶联剂
是一类分子中同时含有两种不同化学性质的有机硅化合物,用以改善聚合物与无机物实际粘接强度。这既可能是指真正粘接力的提高,也可能是指浸润性、流变性和其它操作性能的改进。偶联剂还可能对界面区域产生改性作用,德固赛硅烷偶联剂以增强有机相与无机相的边界层。
因此,硅烷偶联剂广泛运用于胶黏剂、涂料和油墨、橡胶、铸造、玻璃纤维、电缆、纺织、塑料、填料、表面处理等行业。
德固赛硅烷偶联剂其经典产物可用通式XSiR3表示。
式中,X为非水解基团,包括链烯基(主要为Vi)以及末端带有Cl、NH2等官能团的烃基,即碳官能基;R为可水解基团,包括OMe、OEt等。
X中所带的官能团容易和有机聚合物中的官能团,如OH、NH2、COOH等反应,从而使硅烷和有机聚合物连接;能团水解时,则Si-R转化成Si-OH,并副生HR,如MeOH、EtOH等。硅烷在橡胶中主要指轮胎加工用途,复合材料中主要指对材料中无机材料和有机材料之间进行界面处理用途,粘合剂则主要指室温硫化硅橡胶使用的交联剂以及其他非硅类粘合剂的应用,塑料主要是指聚烯烃加工用途。而Si-OH既可与其他分子中的Si-OH或被处理基材表面的Si-OH发生缩合脱水反应形成Si-O-Si键结合,甚至还可与某些氧化物反应,生成稳定的Si-O键合,从而使硅烷得以和无机物或金属连接。
环保型德固赛硅烷偶联剂对金属的作用
随着汽车、飞机、船舶、家电等行业的发展,对金属零件表面耐腐蚀、耐高温、磨损、、防辐射、导电、导磁、绝缘、装饰等特殊性能的要求更加广泛,德固赛硅烷偶联剂促使金属表面处理技术迅速发展起来。
国内用于金属表面处理的主要方法是磷化法,由于磷化法高能耗、高污染、高成本,逐步被硅烷表面处理技术取代,硅烷处理技术正在不断地被研发、成熟完善和应用。硅烷处理与传统的磷化法相比具有以下优点:无有害重金属离子,不含磷,无需加温且硅烷处理过程不产生沉渣,处理时间短,控制简便;可省去表调工序,槽液可重复使用;有效地提高了涂料对基材的附着力;可共线处理铁板、镀锌板、铝板等多种基材。4、系统检漏或因其他原因打开之后,应使用抽真空或惰性气体吹扫的方法将系统中的空气吹扫干净。因此,新型的环保、节能、低排放、低使用成本的硅烷金属表面处理技术成为国内外技术人员研究的重点。
硅烷偶联剂是一类具有有机官能团的含硅化合物。其分子式可用通式Y(CH2)nSiX3表示,此处n=0-3;X通常是氯基、乙氧基、甲氧乙氧基、乙酰氧基等,这些基团水解时即生成硅羟基,而与无机物质结合,形成硅氧烷。不仅用于硅器件和硅集成电路,也用于化合物半导体器件(碳化硅等)。Y是乙烯基、氨基、环氧基、甲酰氧基、巯基或脲基,这些有机官能团可与有机物质反应。当硅官能团水解时,则Si-X转化成Si-OH,并副生HX。Si-OH既可与其它分子中的Si-OH或被处理基材表面的Si-OH发生缩合脱水反应形成Si-O-Si键结合,甚至还可与某些氧化物(如氧化铝、氧化铁、氧化锆、氧化钛、氧化镍等)反应,生成稳定的Si-O键合,从而使硅烷得以和无机物或金属连接。利用硅烷的这一特性,可将其应用于金属防锈及防氧化,Mg、Al、Cr、Fe、Zn等金属经硅烷处理后,德固赛硅烷偶联剂可大大提高其抗腐蚀性能。
德固赛硅烷偶联剂在橡胶业的应用
20世纪70年代, 日本首先将热硫化除有机硅弹性体乳液和酸乳液拼混使用外,近来开发的有机硅一酸共聚改性的硅丙建筑乳胶漆在高层次建筑涂料中极具竞争优势和发展前景。由此,人们想到了在低交联度的清漆中加入用硅烷偶联剂表面处理的胶体二氧化硅,这种表面有反应性的微粒可以提高清漆的抗划伤。为紧随国际建筑涂料的水平,我国已经开发出超耐候、耐水性、耐污染、高光泽的有机硅一酸乳胶漆,主要满足建筑外墙装饰及户外设备防护和装饰用环保型防污涂料。该乳胶漆的基料是有机硅改性酸树脂,配上可以与基料交联固化的活性助剂,德固赛硅烷偶联剂使产品具有良好的贮存稳定性,涂覆后可在室温下交联固化,形成三维结构高分子。合成工艺示意图见图2。
(HTV)硅橡胶用于导电硅橡胶按键这一生产领域。由于基础聚合物的低表面能和高的渗透力,德固赛硅烷偶联剂使其对多数无机、金属和塑料基材具有良好的湿润能力,从而对基材能产生良好黏附性。在硅橡胶按键上印刷文字和符号主要的材料是有机硅涂料(或油墨)。因此以HTV硅橡胶、缩合型室温硫化(RTV)硅橡胶和加成型液体硅橡胶为基料,配以填料、颜料、助剂和溶剂等制备的透明(清漆)或不透明的有色涂料(色漆)开始规模生产。它们是继硅树脂涂料后又开发的一类新型有机硅涂料,德固赛硅烷偶联剂主要用作绝缘憎水涂层、耐烧蚀涂层、电子元器件内保护涂料、印刷、电子材料表面涂覆等,现在使用较广的有瓷绝缘子防污闪涂料、各类按键涂料(或油墨)和电子器件的表面涂料等。
硅橡胶涂料分为导电油墨、丝网印刷油墨、移印油墨、喷涂和刷涂涂料、消光涂料和涂料等。
我国主要的三类德固赛硅烷偶联剂
一是含硫硅烷,2013年