一、硅烷偶聯劑有哪些分類
硅烷偶聯劑廣泛應用于納米顆粒的表(biao)面改性、玻纖(xian)和金屬防腐蝕(shi)表(biao)面處理、涂料和密(mi)封劑增(zeng)粘劑,可大大提升材料性能,它(ta)的種類也眾多(duo),主要可分為三大類:
1、含硫硅烷偶聯劑
汽車工業(ye)的發展,促進(jin)了橡膠(jiao)工業(ye)的發展,順丁(ding)橡膠(jiao)由于具有優(you)異的耐(nai)寒性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)磨性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)老化及彈性(xing)(xing)(xing)而用于生產輪胎。但順丁(ding)橡膠(jiao)抗撕裂性(xing)(xing)(xing)能(neng)較(jiao)差,抗滑性(xing)(xing)(xing)能(neng)不(bu)好,所以(yi)常(chang)需在順丁(ding)橡膠(jiao)中填充一定量的白(bai)炭黑。但白(bai)炭黑表面能(neng)大,易團聚(ju),在有機相中難以(yi)浸潤(run)和(he)分散,因此(ci)必(bi)須(xu)對其(qi)進(jin)行表面改性(xing)(xing)(xing)。
目前輪胎(tai)工業(ye)中使用最多的(de)(de)表(biao)面(mian)改性(xing)劑多為含硫硅烷偶聯(lian)劑。含硫硅烷偶聯(lian)劑通(tong)過結(jie)構中硫與(yu)橡膠結(jie)合(he),烷氧(yang)基與(yu)白炭(tan)黑表(biao)面(mian)的(de)(de)硅羥基結(jie)合(he),形成牢(lao)固的(de)(de)網絡(luo)結(jie)構,極大地降低輪胎(tai)的(de)(de)滾動阻力。
2、氨基類硅烷偶聯劑
作為通用(yong)型(xing)偶(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑,氨基硅(gui)烷(wan)類偶(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑幾乎能與各種聚合物樹脂發生偶(ou)(ou)聯(lian)(lian)作用(yong)。由于(yu)游離氨基的(de)(de)存在(zai),此(ci)類硅(gui)烷(wan)偶(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑堿性(xing)大,具有較高(gao)的(de)(de)反應活性(xing),且成型(xing)材料的(de)(de)撓(nao)曲強度隨(sui)著氨基的(de)(de)增加(jia)(jia)也相應增加(jia)(jia),此(ci)類硅(gui)烷(wan)偶(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑的(de)(de)缺(que)點在(zai)于(yu)使用(yong)過程中容易(yi)發生過早反應而達(da)不到預(yu)期效果。
γ-脲(niao)基丙基三乙氧基硅烷(A-1160)作為一種(zhong)(zhong)新型的(de)含脲(niao)基硅烷偶聯劑,是一種(zhong)(zhong)pH值在7左右(you)的(de)中性水溶性化合物,可以同大部分樹脂在低(di)溫下進行活性稍有降低(di)的(de)反應,同時保持一定的(de)極(ji)限工(gong)作性能。
作為耐熱型硅烷偶聯劑的代表品(pin)種(zhong),Y-5475和(he)Y-5669由(you)于(yu)硅原子與苯環的結合(he),其耐熱溫度較傳統產品(pin)高60~100℃。
3、環氧基類硅烷偶聯劑
傳統硅(gui)烷(wan)偶聯劑易與(yu)水(shui)(shui)發生(sheng)預交聯反(fan)應的(de)(de)缺(que)陷,限制了其(qi)在(zai)(zai)聚酯材(cai)料中的(de)(de)應用(yong)。隨著研究技術的(de)(de)發展,3-(2,3-環氧丙氧)丙基三(san)甲氧基硅(gui)烷(wan)(A-187)為代表的(de)(de)環氧型硅(gui)烷(wan)偶聯劑在(zai)(zai)室溫條件下,儲(chu)存(cun)12個月以(yi)上仍(reng)保持(chi)良好的(de)(de)物理性(xing)能(neng)和粘附力,因而(er)在(zai)(zai)水(shui)(shui)性(xing)體性(xing)中表現(xian)出較好的(de)(de)長(chang)期儲(chu)存(cun)穩定性(xing)。
除了(le)以上幾種(zhong)比較常用外,硅烷(wan)(wan)偶(ou)聯(lian)劑(ji)還有乙(yi)烯(xi)基硅烷(wan)(wan)偶(ou)聯(lian)劑(ji)、巰基硅烷(wan)(wan)偶(ou)聯(lian)劑(ji)、甲基丙(bing)烯(xi)酰氧(yang)基硅烷(wan)(wan)偶(ou)聯(lian)劑(ji)等。
二、不同種類硅烷偶聯劑的選用原則
硅烷偶聯劑的(de)種類(lei)(lei)眾多,選(xuan)用(yong)時應根據應用(yong)領域和需要選(xuan)擇(ze)合適類(lei)(lei)型的(de)產品,具體的(de)選(xuan)用(yong)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Y為無反應性(xing)(xing)的(de)烷(wan)基(ji)或芳基(ji)時,對極(ji)性(xing)(xing)樹脂是不起作用(yong)(yong)(yong)的(de),但可用(yong)(yong)(yong)于(yu)非極(ji)性(xing)(xing)樹脂,如硅橡膠、聚苯乙烯(xi)等的(de)膠接中(zhong)。當Y含反應性(xing)(xing)官能(neng)基(ji),要注意它與所(suo)用(yong)(yong)(yong)樹脂的(de)反應性(xing)(xing)及相(xiang)容性(xing)(xing)。當Y含氨(an)基(ji)時,是屬(shu)于(yu)催化(hua)性(xing)(xing)的(de),能(neng)在酚醛(quan)、脲(niao)醛(quan)、三聚氰胺甲醛(quan)的(de)聚合(he)中(zhong)作催化(hua)劑,也可作為環(huan)氧(yang)和(he)聚氨(an)酯(zhi)樹脂的(de)固化(hua)劑,這時偶(ou)聯劑完全參與反應,形成新鍵。氨(an)基(ji)硅烷(wan)類的(de)偶(ou)聯劑是屬(shu)于(yu)通用(yong)(yong)(yong)型(xing)的(de),幾(ji)乎能(neng)與各種樹脂起偶(ou)聯作用(yong)(yong)(yong),但聚酯(zhi)樹脂例外(wai)。