一、硅烷偶聯劑水解是什么意思
硅烷偶聯劑是一類在分子結構中同時含有兩種不同化學性質基團的有機硅化合物,它的主要作用是將有機物與無機物之間的界面結合起來,從而提高材料的性能和穩定性,在應用硅烷偶聯劑時,通常要先將硅烷偶聯劑配制成溶液進行水解,然后再與無機材料表面的活性羥基進行反(fan)應。
之(zhi)所以(yi)要(yao)讓硅烷偶聯(lian)(lian)劑水(shui)解,是因為(wei)單獨使用硅烷偶聯(lian)(lian)劑的(de)(de)轉(zhuan)化(hua)(hua)膜(mo)產(chan)品,其形成(cheng)的(de)(de)轉(zhuan)化(hua)(hua)膜(mo)薄、耐腐蝕性(xing)(xing)(xing)較差,雖然(ran)能夠提升(sheng)涂(tu)料(liao)與金屬基材(cai)的(de)(de)結合力,但是金屬基材(cai)在涂(tu)覆涂(tu)料(liao)前(qian)很容易返銹,這層轉(zhuan)化(hua)(hua)膜(mo)很難滿足工序間的(de)(de)防(fang)銹要(yao)求(qiu),所以(yi)需(xu)要(yao)添(tian)加(jia)其它(ta)的(de)(de)成(cheng)膜(mo)物(wu)(wu)質(zhi)進行(xing)復(fu)配來提升(sheng)轉(zhuan)化(hua)(hua)膜(mo)的(de)(de)各方面性(xing)(xing)(xing)能,可添(tian)加(jia)成(cheng)膜(mo)物(wu)(wu)質(zhi)有氟鋯酸(suan)、硼(peng)酸(suan)鹽、鉬酸(suan)鹽等。由(you)于(yu)這些物(wu)(wu)質(zhi)多為(wei)水(shui)溶(rong)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)無(wu)機物(wu)(wu),它(ta)們與硅烷偶聯(lian)(lian)劑無(wu)法直接混溶(rong),所以(yi)需(xu)要(yao)用水(shui)作為(wei)硅烷偶聯(lian)(lian)劑與無(wu)機物(wu)(wu)共(gong)存的(de)(de)載體,這就需(xu)要(yao)將油溶(rong)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)硅烷偶聯(lian)(lian)劑添(tian)加(jia)到水(shui)中進行(xing)水(shui)解處(chu)理。
如果不進行水(shui)解處理(li)的(de)話,硅烷偶聯劑會(hui)像小油珠一樣漂(piao)浮在水(shui)溶液中,無法均勻的(de)分散(san)到水(shui)溶液中,這將導致硅烷偶聯劑的(de)作用大打折扣。
二、硅烷偶聯劑水解條件有哪些
硅烷偶(ou)聯劑分子(zi)中(zhong)的(de)硅-氧鍵(Si-O)在水或酸的(de)作用下容易(yi)發(fa)生(sheng)水解,一般硅烷偶(ou)聯劑水解需要滿(man)足以下條件:
1、水或酸的存在
水(shui)解(jie)過程中(zhong)需要有水(shui)或酸(suan)的(de)(de)存在(zai),水(shui)可以促使硅鍵的(de)(de)斷(duan)裂,而酸(suan)可以進一步促進水(shui)解(jie)反(fan)應的(de)(de)進行。
2、水解溫度
一般來說,在(zai)溫度(du)較高(gao)的條件下,水(shui)解(jie)反應(ying)(ying)更(geng)為迅速,但過高(gao)的溫度(du)也會導致其他(ta)一些不良效(xiao)應(ying)(ying)。
3、水解時間
水(shui)解(jie)反應的時(shi)(shi)間越長,水(shui)解(jie)程度越高。但水(shui)解(jie)時(shi)(shi)間過長也(ye)不行,硅(gui)烷偶(ou)聯劑水(shui)解(jie)后不能(neng)久存(cun),因(yin)此(ci)要控制好水(shui)解(jie)時(shi)(shi)間。
三、硅烷偶聯劑的水解方法
硅烷偶聯(lian)劑在無助劑的(de)水(shui)(shui)中較難水(shui)(shui)解,水(shui)(shui)解周期很長,在硅烷偶聯(lian)劑水(shui)(shui)解的(de)同時(shi)會伴隨著縮(suo)聚這個副反(fan)應(ying),縮(suo)聚產物(wu)會沉淀在水(shui)(shui)溶液底部,影響(xiang)產品使用效果。為了保證水(shui)(shui)解反(fan)應(ying)正常進行,我們通常使用以下的(de)方(fang)法:
首先,弱酸(suan)(suan)(suan)性(xing)(xing)(xing)與(yu)弱堿性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)水(shui)(shui)溶液都能促進硅(gui)(gui)烷偶(ou)聯(lian)劑(ji)的(de)(de)水(shui)(shui)解,一些自(zi)(zi)身具備酸(suan)(suan)(suan)性(xing)(xing)(xing)基團(tuan)(KH560)或堿性(xing)(xing)(xing)基團(tuan)(KH550)的(de)(de)硅(gui)(gui)烷偶(ou)聯(lian)劑(ji)相對容易水(shui)(shui)解,就是因為(wei)它們自(zi)(zi)身的(de)(de)Y基團(tuan)會影響(xiang)水(shui)(shui)溶液的(de)(de)pH值,讓(rang)硅(gui)(gui)烷偶(ou)聯(lian)劑(ji)更(geng)容易水(shui)(shui)解。自(zi)(zi)身基團(tuan)對水(shui)(shui)溶液pH值影響(xiang)較弱的(de)(de)硅(gui)(gui)烷(如A151)可以通過(guo)添加(jia)醋酸(suan)(suan)(suan)、氨(an)水(shui)(shui)等物質來調整水(shui)(shui)溶液的(de)(de)pH值,讓(rang)硅(gui)(gui)烷偶(ou)聯(lian)劑(ji)更(geng)容易水(shui)(shui)解,如添加(jia)醋酸(suan)(suan)(suan)調整pH值為(wei)弱酸(suan)(suan)(suan)性(xing)(xing)(xing)后再進行硅(gui)(gui)烷偶(ou)聯(lian)劑(ji)A151的(de)(de)水(shui)(shui)解,其水(shui)(shui)解速度有明顯(xian)提升。
其次,在硅烷偶聯劑水(shui)(shui)(shui)解(jie)時會產生(sheng)一定量的(de)(de)甲醇(chun)、乙醇(chun)等可以與水(shui)(shui)(shui)任意混(hun)溶(rong)(rong)的(de)(de)溶(rong)(rong)劑,這是硅(gui)(gui)烷(wan)(wan)結(jie)構中(zhong)的(de)(de)X基(ji)團決(jue)定的(de)(de),如(ru)果在水(shui)(shui)(shui)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)預先添加硅(gui)(gui)烷(wan)(wan)偶聯(lian)劑水(shui)(shui)(shui)解(jie)時會產生(sheng)的(de)(de)溶(rong)(rong)劑,將使硅(gui)(gui)烷(wan)(wan)偶聯(lian)劑更(geng)(geng)充分(fen)(fen)地分(fen)(fen)散在水(shui)(shui)(shui)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong),使水(shui)(shui)(shui)解(jie)液(ye)更(geng)(geng)加穩定。如(ru)預先向水(shui)(shui)(shui)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)添加少量的(de)(de)乙醇(chun)后(hou)再進行乙烯基(ji)硅(gui)(gui)烷(wan)(wan)A151的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)解(jie),油珠狀的(de)(de)硅(gui)(gui)烷(wan)(wan)偶聯(lian)劑與水(shui)(shui)(shui)溶(rong)(rong)液(ye)混(hun)溶(rong)(rong)的(de)(de)更(geng)(geng)快,且(qie)不(bu)易縮聚析出。
此(ci)外,在硅(gui)(gui)烷(wan)偶(ou)(ou)(ou)聯(lian)(lian)(lian)(lian)劑水(shui)解時需要(yao)充(chong)分(fen)地攪拌,讓硅(gui)(gui)烷(wan)偶(ou)(ou)(ou)聯(lian)(lian)(lian)(lian)劑更充(chong)分(fen)的(de)與水(shui)接觸,減少硅(gui)(gui)烷(wan)偶(ou)(ou)(ou)聯(lian)(lian)(lian)(lian)劑分(fen)子(zi)之間因接觸發(fa)生的(de)縮(suo)聚反應,硅(gui)(gui)烷(wan)偶(ou)(ou)(ou)聯(lian)(lian)(lian)(lian)劑一旦縮(suo)聚就很難再(zai)進行水(shui)解了。