一、硅烷偶聯劑有哪些分類
硅烷偶聯劑廣泛應用于納米(mi)顆(ke)粒的表面改(gai)性、玻纖和(he)金屬防腐蝕表面處理、涂料和(he)密封劑增粘劑,可大(da)大(da)提升材料性能,它的種類(lei)也眾多,主要可分為三大(da)類(lei):
1、含硫硅烷偶聯劑
汽車工業的發(fa)展(zhan),促(cu)進了橡膠(jiao)工業的發(fa)展(zhan),順(shun)丁(ding)(ding)橡膠(jiao)由于具(ju)有(you)優異的耐(nai)(nai)寒性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)(nai)磨性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)(nai)老化及彈性(xing)(xing)(xing)而用于生產(chan)輪胎(tai)。但順(shun)丁(ding)(ding)橡膠(jiao)抗(kang)撕裂性(xing)(xing)(xing)能(neng)較差,抗(kang)滑性(xing)(xing)(xing)能(neng)不好,所以常需在順(shun)丁(ding)(ding)橡膠(jiao)中填(tian)充一定量的白(bai)炭(tan)黑。但白(bai)炭(tan)黑表面能(neng)大(da),易(yi)團聚,在有(you)機相中難以浸潤和分(fen)散,因此必須對其進行表面改性(xing)(xing)(xing)。
目前輪胎(tai)工業中使用最(zui)多(duo)的表(biao)面改(gai)性劑(ji)多(duo)為(wei)含硫(liu)硅(gui)烷偶(ou)聯劑(ji)。含硫(liu)硅(gui)烷偶(ou)聯劑(ji)通過(guo)結構(gou)中硫(liu)與(yu)橡膠結合,烷氧基(ji)與(yu)白炭黑表(biao)面的硅(gui)羥基(ji)結合,形成(cheng)牢(lao)固的網絡結構(gou),極大地(di)降低輪胎(tai)的滾動(dong)阻力。
2、氨基類硅烷偶聯劑
作為(wei)通用型偶(ou)聯(lian)劑,氨(an)基硅(gui)烷(wan)類(lei)偶(ou)聯(lian)劑幾乎能與各種聚合物樹(shu)脂發生(sheng)偶(ou)聯(lian)作用。由于(yu)游離氨(an)基的(de)存(cun)在(zai),此(ci)(ci)類(lei)硅(gui)烷(wan)偶(ou)聯(lian)劑堿性大,具有較高的(de)反應活性,且(qie)成型材料的(de)撓曲強(qiang)度隨著氨(an)基的(de)增加也相應增加,此(ci)(ci)類(lei)硅(gui)烷(wan)偶(ou)聯(lian)劑的(de)缺(que)點在(zai)于(yu)使(shi)用過程中容(rong)易發生(sheng)過早(zao)反應而達不到預(yu)期效果。
γ-脲基丙(bing)基三乙氧基硅烷(A-1160)作(zuo)為一種新型(xing)的(de)含脲基硅烷偶聯劑,是一種pH值在7左(zuo)右的(de)中(zhong)性(xing)水(shui)溶性(xing)化合物,可以同大部分樹(shu)脂在低(di)溫(wen)下進(jin)行活性(xing)稍有降低(di)的(de)反(fan)應,同時(shi)保持一定的(de)極限(xian)工作(zuo)性(xing)能。
作(zuo)為耐熱(re)型硅(gui)烷偶聯(lian)劑的代表品種,Y-5475和(he)Y-5669由(you)于(yu)硅(gui)原(yuan)子與苯環的結合,其耐熱(re)溫度較傳統產品高60~100℃。
3、環氧基類硅烷偶聯劑
傳(chuan)統硅烷(wan)偶聯(lian)劑易與水(shui)(shui)發生(sheng)預(yu)交聯(lian)反應的(de)缺陷(xian),限(xian)制了(le)其在(zai)(zai)聚酯材(cai)料中的(de)應用。隨著研究技術的(de)發展(zhan),3-(2,3-環(huan)氧丙(bing)(bing)氧)丙(bing)(bing)基(ji)三甲氧基(ji)硅烷(wan)(A-187)為代表的(de)環(huan)氧型硅烷(wan)偶聯(lian)劑在(zai)(zai)室溫條(tiao)件下,儲(chu)存12個月以上仍保持良好(hao)的(de)物理性(xing)(xing)能(neng)和粘附力(li),因而在(zai)(zai)水(shui)(shui)性(xing)(xing)體性(xing)(xing)中表現出(chu)較好(hao)的(de)長期儲(chu)存穩定性(xing)(xing)。
除了以上幾(ji)種(zhong)比較常用外,硅烷(wan)偶(ou)(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)還(huan)有乙(yi)烯基硅烷(wan)偶(ou)(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)、巰(qiu)基硅烷(wan)偶(ou)(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)、甲基丙烯酰氧(yang)基硅烷(wan)偶(ou)(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)等。
二、不同種類硅烷偶聯劑的選用原則
硅烷偶聯(lian)劑的(de)(de)種類眾(zhong)多,選用時應根(gen)據應用領域和需(xu)要選擇合適類型的(de)(de)產品,具體(ti)的(de)(de)選用原則是:
在硅烷偶聯劑的兩類性能互異的基團中,以Y基團最重要,它直接決定硅烷偶聯劑的應用效果。只有當Y基團能和對應的基體樹脂起反應時,才能提高有機膠粘劑的粘接強度。一般要求Y基團能與樹脂相溶并能起偶聯反應,所以對于不同的樹脂,必須選擇含適當Y基團的硅烷偶聯劑。
當(dang)Y為無反應(ying)性(xing)(xing)的(de)烷基或芳基時,對極性(xing)(xing)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)是(shi)不起作用(yong)的(de),但可(ke)用(yong)于(yu)非極性(xing)(xing)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi),如硅(gui)橡(xiang)膠、聚(ju)(ju)苯乙烯等的(de)膠接中(zhong)(zhong)。當(dang)Y含反應(ying)性(xing)(xing)官能基,要注(zhu)意它與(yu)所(suo)用(yong)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)的(de)反應(ying)性(xing)(xing)及相容性(xing)(xing)。當(dang)Y含氨基時,是(shi)屬于(yu)催化性(xing)(xing)的(de),能在酚醛(quan)、脲(niao)醛(quan)、三聚(ju)(ju)氰(qing)胺(an)甲(jia)醛(quan)的(de)聚(ju)(ju)合中(zhong)(zhong)作催化劑(ji),也可(ke)作為環氧和聚(ju)(ju)氨酯樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)的(de)固(gu)化劑(ji),這時偶聯劑(ji)完全參與(yu)反應(ying),形成新鍵。氨基硅(gui)烷類的(de)偶聯劑(ji)是(shi)屬于(yu)通用(yong)型的(de),幾乎能與(yu)各種(zhong)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)起偶聯作用(yong),但聚(ju)(ju)酯樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)例(li)外。