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面改性、玻纖和金(jin)屬防腐蝕表面處理、涂料和密封劑(ji)增粘劑(ji),可大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)提(ti)升材料性能,它的種類也眾多,主要可分(fen)為三(san)大(da)(da)(da)類:
1、含硫硅烷偶聯劑
汽車工(gong)業(ye)的(de)發展(zhan),促(cu)進了橡(xiang)(xiang)膠(jiao)工(gong)業(ye)的(de)發展(zhan),順(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)由(you)于(yu)具有(you)優異的(de)耐(nai)寒性(xing)、耐(nai)磨(mo)性(xing)、耐(nai)老化及(ji)彈性(xing)而(er)用于(yu)生產輪胎(tai)。但順(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)抗(kang)撕裂性(xing)能較差,抗(kang)滑性(xing)能不好,所以常需在順(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)中填(tian)充一定量(liang)的(de)白炭(tan)黑。但白炭(tan)黑表面能大,易團聚,在有(you)機(ji)相中難以浸潤和(he)分散,因(yin)此必須對其進行表面改性(xing)。
目(mu)前(qian)輪胎工業中使用(yong)最(zui)多(duo)的(de)表面(mian)改(gai)性劑(ji)多(duo)為含硫硅烷偶聯(lian)(lian)劑(ji)。含硫硅烷偶聯(lian)(lian)劑(ji)通過結構中硫與橡膠結合(he),烷氧基與白炭黑表面(mian)的(de)硅羥基結合(he),形(xing)成(cheng)牢固的(de)網絡結構,極大地降低輪胎的(de)滾動阻力。
2、氨基類硅烷偶聯劑
作為通用(yong)型偶(ou)(ou)聯劑(ji)(ji),氨基硅(gui)烷類(lei)(lei)偶(ou)(ou)聯劑(ji)(ji)幾乎能與各(ge)種聚合物樹脂發生偶(ou)(ou)聯作用(yong)。由于游離氨基的存在(zai),此類(lei)(lei)硅(gui)烷偶(ou)(ou)聯劑(ji)(ji)堿性(xing)大,具有(you)較高的反應活性(xing),且成型材料的撓曲強(qiang)度隨著氨基的增加(jia)也(ye)相應增加(jia),此類(lei)(lei)硅(gui)烷偶(ou)(ou)聯劑(ji)(ji)的缺點(dian)在(zai)于使(shi)用(yong)過程(cheng)中容易(yi)發生過早反應而(er)達不到(dao)預期效果。
γ-脲基(ji)丙基(ji)三乙(yi)氧(yang)基(ji)硅烷(A-1160)作為(wei)一種新型的(de)含脲基(ji)硅烷偶聯劑,是一種pH值在(zai)7左(zuo)右(you)的(de)中性水溶性化合物(wu),可以同大部分樹(shu)脂在(zai)低溫下進(jin)行活性稍有降低的(de)反應,同時(shi)保(bao)持一定的(de)極限工作性能。
作(zuo)為耐熱型硅烷偶聯劑的代表品種,Y-5475和(he)Y-5669由于(yu)硅原子(zi)與(yu)苯環的結合,其耐熱溫度(du)較(jiao)傳(chuan)統產品高(gao)60~100℃。
3、環氧基類硅烷偶聯劑
傳統硅(gui)烷(wan)偶(ou)(ou)聯(lian)劑(ji)易與水發生預交聯(lian)反應的(de)(de)缺陷,限制了其在聚(ju)酯材料中的(de)(de)應用(yong)。隨著研究技術的(de)(de)發展,3-(2,3-環(huan)氧(yang)(yang)(yang)丙氧(yang)(yang)(yang))丙基三(san)甲氧(yang)(yang)(yang)基硅(gui)烷(wan)(A-187)為(wei)代表的(de)(de)環(huan)氧(yang)(yang)(yang)型(xing)硅(gui)烷(wan)偶(ou)(ou)聯(lian)劑(ji)在室(shi)溫(wen)條件(jian)下(xia),儲存(cun)12個月(yue)以上仍(reng)保持(chi)良好的(de)(de)物理性(xing)能和(he)粘附力,因而在水性(xing)體性(xing)中表現出(chu)較好的(de)(de)長期儲存(cun)穩定性(xing)。
除了以上幾(ji)種比較常(chang)用外,硅烷偶(ou)(ou)(ou)(ou)聯(lian)劑還有乙(yi)烯(xi)基(ji)(ji)硅烷偶(ou)(ou)(ou)(ou)聯(lian)劑、巰(qiu)基(ji)(ji)硅烷偶(ou)(ou)(ou)(ou)聯(lian)劑、甲基(ji)(ji)丙烯(xi)酰氧基(ji)(ji)硅烷偶(ou)(ou)(ou)(ou)聯(lian)劑等。
二、不同種類硅烷偶聯劑的選用原則
硅(gui)烷(wan)偶聯劑的種類眾(zhong)多,選(xuan)用(yong)時應(ying)根據應(ying)用(yong)領域和需要(yao)選(xuan)擇合(he)適類型的產品,具體(ti)的選(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(fan)(fan)應性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)烷(wan)基或芳基時(shi)(shi),對極(ji)性(xing)(xing)(xing)樹(shu)脂(zhi)(zhi)是不起作用(yong)(yong)的(de)(de)(de),但(dan)(dan)可用(yong)(yong)于非(fei)極(ji)性(xing)(xing)(xing)樹(shu)脂(zhi)(zhi),如硅(gui)橡膠、聚(ju)苯乙烯(xi)等的(de)(de)(de)膠接(jie)中(zhong)。當Y含(han)反(fan)(fan)應性(xing)(xing)(xing)官能基,要注(zhu)意它與(yu)所用(yong)(yong)樹(shu)脂(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)反(fan)(fan)應性(xing)(xing)(xing)及相容性(xing)(xing)(xing)。當Y含(han)氨(an)基時(shi)(shi),是屬(shu)于催化(hua)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de),能在酚(fen)醛(quan)、脲醛(quan)、三聚(ju)氰胺甲(jia)醛(quan)的(de)(de)(de)聚(ju)合中(zhong)作催化(hua)劑(ji),也可作為環氧和聚(ju)氨(an)酯樹(shu)脂(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)固(gu)化(hua)劑(ji),這時(shi)(shi)偶(ou)聯(lian)劑(ji)完全參與(yu)反(fan)(fan)應,形(xing)成(cheng)新鍵。氨(an)基硅(gui)烷(wan)類的(de)(de)(de)偶(ou)聯(lian)劑(ji)是屬(shu)于通(tong)用(yong)(yong)型(xing)的(de)(de)(de),幾乎(hu)能與(yu)各(ge)種樹(shu)脂(zhi)(zhi)起偶(ou)聯(lian)作用(yong)(yong),但(dan)(dan)聚(ju)酯樹(shu)脂(zhi)(zhi)例外。