硅烷偶联剂使用方法
硅烷偶联剂处理粉体工艺
硅烷偶联剂处理粉体工艺主要包括以下步骤：
1.将硅烷偶联剂加入到适当的稀释液和助剂中，混合配成处理液。
2.将需要处理的粉体（如石英粉、二氧化硅粉体等）加入到反应釜或反应罐中。
3.将处理液喷洒到粉体上，并进行加热反应或浸泡。
4.反应一定时间后，将粉体进行脱水处理，如使用高速搅拌、加热烘干等方法。
通过硅烷偶联剂处理，可以改善粉体的表面性能，提高其与高聚物或树脂等材料的相容性和亲和力，使其更均匀地分散在基体中，从而提高填充体系的强度、模量等性能。
这种处理工艺在塑料、橡胶、电线电缆、医药、涂料、油漆、日用化工等行业中得到广泛应用。
以上信息仅供参考，具体的处理工艺可能因粉体种类、硅烷偶联剂种类和工艺条件等因素而有所不同。
建议在实际应用中，根据具体情况选择合适的处理工艺和参数。
kh560硅烷偶联剂使用方法
kh560硅烷偶联剂使用方法KH560硅烷偶联剂是一种常用的表面处理剂，广泛应用于橡胶、塑料、涂料、玻璃纤维等材料的改性加工中。
它能够改善材料的界面相容性，增强材料的耐候性、耐热性和耐化学性能，提高材料的机械强度和耐磨性，同时还能提高材料的表面光泽和附着力。
因此，正确的使用方法对于发挥KH560硅烷偶联剂的最大效果至关重要。
首先，使用KH560硅烷偶联剂前，需要将其充分搅拌均匀，确保其成分均匀分布。
在使用过程中，应根据实际需要确定添加量，一般情况下，KH560硅烷偶联剂的添加量为材料总重量的0.5%~2%。
过量添加会导致材料性能下降，因此需要严格控制添加量。
其次，KH560硅烷偶联剂的使用方法取决于具体的材料和加工工艺。
在橡胶、塑料和涂料等材料中的应用，一般是将KH560硅烷偶联剂与材料进行混合搅拌，使其充分分散在材料中。
在玻璃纤维增强塑料的制备中，通常是将KH560硅烷偶联剂溶解在有机溶剂中，然后与树脂进行共混，最终制备成型。
此外，使用KH560硅烷偶联剂时需要注意其溶解性和稳定性。
通常情况下，KH560硅烷偶联剂可溶于醇、醚、酮和芳烃等有机溶剂中，但不溶于水。
在使用过程中，应选择合适的溶剂，并严格控制溶解温度和时间，以确保其稳定性和活性。
最后，使用完KH560硅烷偶联剂后，应及时清洗设备和工具，避免残留物污染下一次生产。
同时，应将剩余的KH560硅烷偶联剂密封保存，避免受潮和受热，以免影响其使用效果。
综上所述，KH560硅烷偶联剂的使用方法包括充分搅拌均匀、严格控制添加量、根据材料和工艺选择合适的使用方法、注意溶解性和稳定性、及时清洗设备和保存剩余产品。
只有严格按照正确的使用方法，才能发挥KH560硅烷偶联剂的最大效果，提高材料的性能和附着力，实现材料的改性加工目的。
硅烷偶联剂使用方法
硅烷偶联剂使用方法
1.准备工作
在使用硅烷偶联剂之前，需要进行一些准备工作。
首先，应对硅烷偶
联剂进行充分的摇匀，使其均匀混合。
其次，应选择适当的助剂和溶剂，
以促进硅烷偶联剂的溶解和反应。
此外，还应准备好适当的设备和工具，
包括搅拌器、计量器、容器等。
2.表面处理
3.硅烷偶联剂的涂覆
将硅烷偶联剂均匀涂覆在待处理材料的表面上。
可以使用喷涂、刷涂、浸涂等方法进行涂覆。
在涂覆时要注意控制涂覆剂的用量和均匀性，确保
涂覆层的均匀和一致。
4.反应和固化
涂覆完成后，硅烷偶联剂开始与材料发生反应和固化。
这个过程中的
时间和温度可以根据具体的硅烷偶联剂和材料的特性进行调控。
通常情况下，要避免过高的温度和过长的反应时间，以免影响材料的性能。
5.后处理
在反应和固化完成之后，可以进行一些后处理工作，以改善材料的性
能和外观。
例如，可以进行表面处理、抛光、喷涂等。
这些工作可以进一
步提高产品的质量和使用性能。
6.质量检验
最后，应对材料进行质量检验，以确保产品符合要求。
可以使用物理
性能测试、化学分析、显微镜观察等方法进行检验。
根据检验结果进行调
整和改进，以提高产品的质量和使用效果。
总结：
硅烷偶联剂的使用方法包括准备工作、表面处理、涂覆、反应和固化、后处理以及质量检验等。
通过正确操作和控制，可以提高材料的性能和产
品质量。
然而，不同的硅烷偶联剂和材料可能有不同的要求和操作方式，
因此在使用之前应根据具体情况进行试验和调整。
硅烷偶联剂的使用方法
硅烷偶联剂的使用方法硅烷偶联剂是一种重要的有机硅化合物，具有良好的耐热性、耐候性、电绝缘性等特点，广泛应用于涂料、塑料、橡胶、纺织品、电子材料等工业领域。
硅烷偶联剂的主要作用是在有机基质与无机基质之间建立稳定的界面结合，以提高复合材料的性能。
1.表面处理：在使用硅烷偶联剂之前，需要对基质表面进行预处理。
一般来说，基质表面应保持干燥、无油污和灰尘，以保证硅烷偶联剂能够充分与基质表面接触。
2.稀释：将硅烷偶联剂与有机溶剂按照一定比例混合并搅拌均匀。
这样可以方便硅烷偶联剂的涂布和扩散，提高接触面积，增加反应效果。
3.涂布：采用刷涂、喷涂、浸渍等方法将稀释后的硅烷偶联剂涂覆在基质表面。
刷涂适用于较小面积和精细加工的部件，而喷涂适用于较大面积和批量生产。
浸渍则适用于对材料要求不高的产品。
4.干燥和烘烤：涂布后，将基质置于空气中自然干燥，或者采用加热烘烤的方式促进硅烷偶联剂与基质的反应。
根据硅烷偶联剂的不同，烘烤温度和时间也有所区别，一般在100摄氏度以上热处理。
5.储存和使用：硅烷偶联剂在储存和使用过程中需要注意防潮、密封和避免高温。
一般应存放在阴凉干燥处，避免与空气中的水分接触。
而按照应用领域的不同，硅烷偶联剂的使用方法还有一些特别的要点：1.对于涂料，硅烷偶联剂可以用作附着力促进剂。
在一般的处理方法后，与涂料配方中的颜料、填料和树脂一起混合使用，提高涂层与底材之间的粘结性能。
2.对于塑料，硅烷偶联剂可以作为改性剂。
一般是将硅烷偶联剂与塑料原料一同加入到挤出机或注塑机中进行加工。
硅烷偶联剂会与塑料颗粒发生反应，在塑料表面形成一层致密的硅氧化物覆盖层，提高塑料的强度、硬度和耐热性能。
3.对于橡胶，硅烷偶联剂可以作为增强剂。
硅烷偶联剂与填充剂如炭黑颗粒反应生成硅氧化物覆盖层，提高填充剂与橡胶的相容性和分散性，从而改善橡胶的拉伸性能、耐磨性和耐候性。
4.对于纺织品，硅烷偶联剂可以作为阻燃剂。
硅烷偶联剂可以通过反应或吸附等方式降低纺织品的可燃性，提高纤维的防火性能，延缓燃烧速度，减少烟雾和有害气体的产生。
硅烷偶联剂的用法简介(三)
硅烷偶联剂的用法简介（三）硅烷偶联剂的使用方法使用硅烷偶联剂有两种基本的途径。
硅烷可以用于无机材料与树脂混合前的无机材料的表面处理，或者硅烷直接加入有机树脂中。
1/无机的材料的表面处理在无机材料被加入有机材料之前，有两种通用方法可以用于无机填充材料表面的处理。
1.1湿法通过用硅烷偶联剂稀释液混合无机材料浆由混合无机的材料浆，可以得到一个高度均一和精桷的无机材料的表面处理。
1.2干法高剪切、高速率的混合器被用于将硅烷偶联剂将无机材料分散进入无机材料。
硅烷通常以纯的或以浓缩液的形式使用。
与湿方法相比，干法最常适用于大规模生产中，在一个相对小的时间内处理大量的填充材料并且产生相对微乎其微的混合垃圾。
，但是这种方法更难得到均一处理。
2/有机材料中的添加与无机材料表面处理方法相比较，向有机材料中加入硅烷在工业中应用更加广泛因为其优秀的加工效率，虽然可能更加困难。
有两种通用的方法。
2.1整体混合法这种方法涉及将硅烷偶联剂与由无机材料和有机材料一起混合的合成物配方进行简单的搅拌。
2.2母料法在这个方法中硅烷偶联剂首先加入少量有机树脂材料形成所谓的母料。
通常以小球的形式或大颗粒的形式，当生产合成材料时，在小团或的表格大小粒,当生产合成的材料时，母料可以和有机材料小球一起很容易地添加。
3/硅烷偶联剂溶液的制备我们知道硅烷偶联剂在使用时，硅烷偶联剂溶液需要进行稀释，这些溶液制备方法如下：硅烷通常用水稀释成约0.1~2%的浓度，如果使用硅烷是不溶于水的，推荐与0.1~2.0%的乙酸水溶液或乙醇水溶液（乙酸、乙醇、水一起）联合使用，乙酸用于控制水解速率，PH值的调整极大影响硅烷醇的稳定性。
（1）将乙酸加入水中制备最终浓度为0.1~2%的水溶液。
如果硅烷溶解性更好，推荐使用更低浓度的乙酸溶液。
对于氨基硅烷，无需添加乙酸。
（2）将硅烷偶联剂滴入乙酸水溶液并混合至最终浓度为0.1~2.0%。
缓慢滴加硅烷，快速搅拌水溶液，这样可以防止生成凝胶。
硅烷偶联剂使用方法
硅烷偶联剂是由硅氯仿（HSiCl3）和带有反应性基团的不饱和烯烃在铂氯酸催化下加成，再经醇解而得。
硅烷偶联剂实质上是一类具有有机官能团的硅烷，在其分子中同时具有能和无机质材料（如玻璃、硅砂、金属等）化学结合的反应基团及与有机质材料（合成树脂等）化学结合的反应基团。
通式如图，此处，n=0～3；X－可水解的基团；Y一有机官能团，能与树脂起反应。
X 通常是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基等，这些基团水解时即生成硅醇（Si(OH)3）,而与无机物质结合,形成硅氧烷。
Y是乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基或脲基。
这些反应基可与有机物质反应而结合。
因此，通过使用硅烷偶联剂，可在无机物质和有机物质的界面之间架起"分子桥"，把两种性质悬殊的材料连接在一起提高复合材料的性能和增加粘接强度的作用。
硅烷偶联剂的这一特性最早应用于玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）上，作玻璃纤维的表面处理剂，使玻璃钢的机械性能、电学性能和抗老化性能得到很大的提高,在玻璃钢工业中的重要性早已得到公认。
目前，硅烷偶联剂的用途已从玻璃纤维增强塑料（FRP）扩大到玻璃纤维增强热塑性塑料（FRTP）用的玻璃纤维表面处理剂、无机填充物的表面处理剂以及密封剂、树脂混凝土、水交联性聚乙烯、树脂封装材料、壳型造型、轮胎、带、涂料、胶粘剂、研磨材料（磨石）及其它的表面处理剂。
在硅烷偶联剂这两类性能互异的基团中，以Y基团最重要、它对制品性能影响很大，起决定偶联剂的性能作用。
只有当Y基团能和对应的树脂起反应，才能使复合材料的强度提高。
一般要求Y基团要与树脂相容并能起偶联反应。
编辑本段|回到顶部应用领域硅烷偶联剂的应用大致可归纳为三个方面：（一）用于玻璃纤维的表面处理，能改善玻璃纤维和树脂的粘合性能，大大提高玻璃纤维增强复合材料的强度、电气、抗水、抗气候等性能，即使在湿态时，它对复合材料机械性能的提高，效果也十分显著。
目前，在玻璃纤维中使用硅烷偶联剂已相当普遍，用于这一方面的硅烷偶联剂约占其消耗总量的50％，其中用得较多的品种是乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。
硅烷偶联剂
偶联剂
亲无机物 的基团
亲有机物 的基团
降低合成树脂熔体的粘度
，改善填充剂的分散度以 提高加工性能
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3
二、偶联剂的作用
偶联剂被称作“分子桥”，用以改善无机物与有机物之间的界面作用， 从而大大提高复合材料的性能，如物理性能、电性能、热性能、旋光性能 等。
偶联剂在复合材料中的作用在于它既能与增强材料表面的某些基团反 应，又能与基体树脂反应，在增强材料与树脂基体之间形成一个界面层， 界面层能传递应力，从而增强了增强材料与树脂之间粘合强度，提高了复 合材料的性能，同时还可以防止其它介质向界面渗透，改善了界面状态， 有利于制品的耐老化、耐应力及电绝缘性能。
硅烷偶联剂
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1
主讲内容
偶联剂 硅烷偶联剂定义与结构 硅烷偶联剂作用机理 有机硅烷偶联剂的选择原则 硅烷偶联剂的种类及应用 硅烷偶联剂使用方法
整理课件
2
偶联剂
一、偶联剂定义 偶联剂（ Coupling agent），又称表面改性劑。在塑料配混中，改善合成树脂 与无机填充剂或增强材料的界面性能的一种塑料添加剂。
硅烷偶联剂结构
结构通式为YnSiX（4-n）；
1.通式中n为0～3的整数；
2. X为可水基团，遇水溶液、空气中的水分或无机物表面吸附的水分均可引起分解， 与无机物表面有较好的反应性。典型的X基团有烷氧基、芳氧基、酰基、氯基等； 最常用的则是甲氧基和乙氧基;
3. Y为非水解的、可与高分子聚合物结合的有机官能团。如乙烯基、乙氧基、氨基、 环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基等，与各种合成树脂、橡胶有较强的亲和力或反应 能力。
整理课件
6
常用的代表性硅烷偶联剂
偶联剂名称
乙烯基三氯硅烷 乙烯基三乙氧基硅烷 乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷
混凝土中添加硅烷偶联剂的效果及使用方法
混凝土中添加硅烷偶联剂的效果及使用方法一、前言混凝土是现代建筑中最基础也是最重要的材料之一，其性能直接影响到建筑的质量和使用寿命。
在混凝土的生产过程中，添加一定量的硅烷偶联剂可以显著提高混凝土的性能和耐久性，本文将详细介绍添加硅烷偶联剂的效果与使用方法。
二、硅烷偶联剂的作用硅烷偶联剂是一种有机硅化合物，它通过在混凝土中形成化学键的方式，将混凝土内部的水泥石颗粒和骨料颗粒等材料表面与混凝土中的氢氧根离子（OH-）发生反应，形成化学键，从而达到增强混凝土的目的。
硅烷偶联剂具有以下四个作用：1. 促进混凝土的致密化：硅烷偶联剂可以填充混凝土中的微孔，促进混凝土的致密化，降低混凝土的渗透性和吸水率，提高混凝土的耐久性。
2. 提高混凝土的强度和硬度：硅烷偶联剂可以与混凝土中的水泥石颗粒和骨料颗粒形成化学键，增强混凝土的内聚力和剪切强度，提高混凝土的强度和硬度。
3. 提高混凝土的耐久性：硅烷偶联剂可以填充混凝土中的微裂缝，防止水分、氧气、二氧化碳等有害物质的侵入，从而提高混凝土的抗风化和耐久性。
4. 增加混凝土的黏着力：硅烷偶联剂可以使混凝土表面形成一层亲水性的涂层，提高混凝土的黏着力，从而提高混凝土与金属、玻璃等材料的粘结强度。
三、硅烷偶联剂的使用方法硅烷偶联剂可以通过以下几个步骤进行使用：1. 确定添加量：硅烷偶联剂的添加量一般为混凝土总水泥用量的1%~3%，具体添加量可以根据混凝土的强度等级、施工条件和要求等因素进行调整。
2. 混合原材料：将硅烷偶联剂与混凝土的原材料（水泥、骨料、砂等）一起混合均匀，注意硅烷偶联剂的添加应在混合过程的后期进行，以免影响混凝土的均匀性。
3. 搅拌混合：将混合好的原材料进行搅拌混合，注意搅拌的时间和速度应适宜，以免过度搅拌导致混凝土的塑性降低。
4. 浇筑施工：将混合好的混凝土进行浇筑施工，注意在施工过程中应注意混凝土的均匀性和密实性，以免出现空鼓、裂缝等问题。
四、硅烷偶联剂的效果添加硅烷偶联剂可以显著提高混凝土的性能和耐久性，其主要效果包括以下几个方面：1. 提高混凝土的强度和硬度：硅烷偶联剂可以与混凝土中的水泥石颗粒和骨料颗粒形成化学键，增强混凝土的内聚力和剪切强度，提高混凝土的强度和硬度。
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硅烷偶联剂kh550使用方法硅烷偶联剂的使用方法主要有表面预处理法和直接加入法，前者是用稀释的偶联剂处理填料表面，后者是在树脂和填料预混时，加入偶联剂原液。
硅烷偶联剂配成溶液，有利于硅烷偶联剂在材料表面的分散，溶剂是水和醇配制成的溶液，溶液一般为硅烷（20%），醇（72%），水（8%），醇一般为乙醇（对乙氧基硅烷）、甲醇（对甲氧基硅烷）及异丙醇（对不易溶于乙醇、甲醇的硅烷）；因硅烷水解速度与PH值有关，中性最慢，偏酸、偏碱都较快，因此一般需调节溶液的PH值、除氨基硅烷外，其他硅烷可加入少量醋酸，调节PH值至4-5，氨基硅烷因具碱性，不必调节。
因硅烷水解后，不能久存，最好现配现用，适宜在一小时用完。
下面是一些具体应用，以供用户参考：（1）、预处理填料法：将填料放入固体搅拌机（高速固体搅拌机HENSHEL（亨舍尔）或V型固体搅拌机等），并将上述硅烷溶液直接喷洒在填料上并搅拌，转速越高，分散效果越好。
一般搅拌在10-30分钟（速度越慢，时间越长），填料处理后应在120℃烘干（2小时）。
（2）、硅烷偶联剂水溶液（玻纤表面处理剂）：玻纤表面处理剂常含有：成膜剂、抗静电剂、表面活性剂、偶联剂、水。
偶联剂用量一般为玻纤表面处理剂总量的0.3%-2%，将5倍水溶液首先用有机酸或盐将PH调至一定值，在充分搅拌下，加入硅烷直到透明，然后加入其余组份，对于难溶的硅烷，可用异丙醇助溶。
在拉丝过程中将玻纤表面处理剂在玻纤上干燥，除去溶剂及水份即可。
（3）、底面法：将5%-20%的硅烷偶联剂的溶液同上面所述，通过涂、刷、喷，浸渍处理基材表面，取出室温晾干24小时，最好在120℃下烘烤15分钟。
（4）、直接加入法：硅烷亦可直接加入“填料/树脂”的混合物中，在树脂及填料混合时，硅烷可直接喷洒在混料中。
偶联剂的用量一般为填料量的0.1%-2%，（根据填料直径尺寸决定）。
然后将加入硅烷的树脂/填料进行模型（挤出、注塑、涂覆等）。
大致的填料直径和使用硅烷的比例如下：填料尺寸使用硅烷比例60目0.1%，100目0.25%，200目0.5%，300目0.75%，400目1.0%，500目以上1.5%常用硅烷醇/水溶液所需PH值：产品名称处理时的溶剂适宜PH 值KH-550乙醇/水：9.0~10.0偶联剂是一种重要的、应用领域日渐广泛的处理剂,主要用作高分子复合材料的助剂。
偶联剂分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团,一个是亲无机物的基团,易与无机物表面起化学反应;另一个是亲有机物的基团,能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。
因此偶联剂被称作“分子桥”,用以改善无机物与有机物之间的界面作用,从而大大提高复合材料的性能,如物理性能、电性能、热性能、光性能等。
偶联剂用于橡胶工业中,可提高轮胎、胶板、胶管、胶鞋等产品的耐磨性和耐老化性能,并且能减小ＮＲ用量,从而降低成本。
偶联剂的种类繁多,主要有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铬络合物及其它高级脂肪酸、醇、酯的偶联剂等,目前应用范围最广的是硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。
1硅烷偶联剂硅烷偶联剂是人们研究最早、应用最早的偶联剂。
由于其独特的性能及新产品的不断问世,使其应用领域逐渐扩大,已成为有机硅工业的重要分支。
它是近年来发展较快的一类有机硅产品,其品种繁多,结构新颖,仅已知结构的产品就有百余种。
1945年前后由美国联碳(ＵＣ)和道康宁(ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇ)等公司开发和公布了一系列具有典型结构的硅烷偶联剂;1955年又由ＵＣ公司首次提出了含氨基的硅烷偶联剂;从1959年开始陆续出现了一系列改性氨基硅烷偶联剂;20世纪60年代初期出现的含过氧基硅烷偶联剂和60年代末期出现的具有重氮和叠氮结构的硅烷偶联剂,又大大丰富了硅烷偶联剂的品种。
近几十年来,随着玻璃纤维增强塑料的发展,促进了各种偶联剂的研究与开发。
改性氨基硅烷偶联剂、过氧基硅烷偶联剂和叠氮基硅烷偶联剂的合成与应用就是这一时期的主要成果。
我国于20世纪60年代中期开始研制硅烷偶联剂。
首先由中国科学院化学研究所开始研制γ官能团硅烷偶联剂,南京大学也同时开始研制α官能团硅烷偶联剂[1]。
1.1结构和作用机理硅烷偶联剂的通式为ＲｎＳｉＸ(4-ｎ),式中Ｒ为非水解的、可与高分子聚合物结合的有机官能团。
根据高分子聚合物的不同性质,Ｒ应与聚合物分子有较强的亲和力或反应能力,如甲基、乙烯基、氨基、环氧基、巯基、丙烯酰氧丙基等。
Ｘ为可水解基团,遇水溶液、空气中的水分或无机物表面吸附的水分均可引起分解,与无机物表面有较好的反应性。
典型的Ｘ基团有烷氧基、芳氧基、酰基、氯基等;最常用的则是甲氧基和乙氧基,它们在偶联反应中分别生成甲醇和乙醇副产物。
由于氯硅烷在偶联反应中生成有腐蚀性的副产物氯化氢,因此要酌情使用。
近年来,相对分子质量较大和具有特种官能团的硅烷偶联剂发展很快,如辛烯基、十二烷基,还有含过氧基、脲基、羰烷氧基和阳离子烃基硅烷偶联剂等。
Ｌａｗｒｅｎｃｅ等利用硅烷偶联剂对碳纤维表面进行处理,偶联剂中的甲基硅烷氧端基水解生成的硅羟基与碳纤维表面的羟基官能团进行键合,结果复合材料的拉伸强度和模量提高,空气孔隙率下降[2]。
早在1947年美国ＪｏｈｎｓＨｏｐｋｉｎｓ大学的ＷｉｔｔＲＷ等在一份报告中指出,在对烷基氯硅烷偶联剂处理玻璃纤维表面的研究中发现,用含有能与树脂反应的硅烷基团处理玻璃纤维制成聚酯玻璃钢,其强度可提高2倍以上[3]。
他们认为,用烷基氯硅烷水解产物处理玻璃纤维表面,能与树脂产生化学键。
这是人们第一次从分子的角度解释表面处理剂在界面中的状态。
硅烷偶联剂由于在分子中具有这两类化学基团,因此既能与无机物中的羟基反应,又能与有机物中的长分子链相互作用起到偶联的功效,其作用机理大致分以下3步:(1)Ｘ基水解为羟基;(2)羟基与无机物表面存在的羟基生成氢键或脱水成醚键[4];(3)Ｒ基与有机物相结合。
1.2应用在使用硅烷偶联剂时,为获得较佳的效果,需对每一个特定的应用场合进行试验预选。
表1示出了根据一般规律及试验经验所归纳的不同材料用硅烷偶联剂。
硅烷偶联剂一般要用水和乙醇配成很稀的溶液(质量分数为0.005～0.02)使用,也可单独用水溶解,但要先配成质量分数为0.001的醋酸水溶液,以改善溶解性和促进水解;还可配成非水溶液使用,如配成甲醇、乙醇、丙醇或苯的溶液;也能够直接使用。
硅烷偶联剂的用量与其种类和填料表面积有关,即硅烷偶联剂用量(ｇ)=[填料用量(ｇ)×填料表面积(ｍ2·ｇ-1)]/硅烷最小包覆面积(ｍ2·ｇ-1)。
如果填料表面积不明确,则硅烷偶联剂的加入量可确定为填料量的1%左右。
硅烷偶联剂的选用颗粒状或粉状填料可用偶联剂溶液浸渍,然后用离心分离机或压滤机将溶液滤去,再将填料加热、干燥、粉碎。
如果用来制造补强复合材料或玻璃钢,可用连续法先将玻璃纤维或玻璃布浸渍偶联剂溶液,然后干燥、浸树脂、干燥,再加热层压而成玻璃钢板。
以上做法称为表面预处理法,都是先将无机材料或被粘物的表面用偶联剂溶液预处理,然后再与有机树脂接触、压合、粘合、成型,其中阳离子型硅烷偶联剂在兼具降低粘度和起偶联作用方面最有效。
硅烷偶联剂的应用十分广泛,主要有以下几方面。
(1)用作表面处理剂,以改善室温固化硅橡胶与金属的粘合性能;(2)用于无机填料填充塑料时,可以改善其分散性和粘合性;(3)用作增粘剂,在水电站工程中提高水泥与环氧树脂的粘合性;(4)用作密封剂,具有耐水、耐高温、耐气候等性能,用于氟橡胶与金属的粘合密封;(5)用作单组分硅橡胶的交联剂;(6)用作难粘材料聚烯烃(如ＰＥ,ＰＰ)和特种橡胶(如硅橡胶、ＥＰＲ、ＣＲ、氟橡胶)的粘合促进剂。
2钛酸酯偶联剂钛酸酯偶联剂最早出现于20世纪70年代。
1974年12月美国Ｋｅｎｒｉｃｈ石油化学公司报道了一类新型的偶联剂,它对许多干燥粉体有良好的偶联效果。
此后加有钛酸酯偶联剂的无机物填充聚烯烃复合材料相继问世。
目前钛酸酯偶联剂已成为复合材料不可缺少的原料之一。
2.1结构和作用机理(1)结构钛酸酯偶联剂按其化学结构可分为4类[5]:单烷氧基脂肪酸型、磷酸酯型、螯合型和配位体型。
钛酸酯偶联剂的分子式为:Ｒ—Ｏ—ＴｉＯ—Ｘ—Ｒ′—Ｙ)ｎ,具有如下功能[5]。
①通过Ｒ基与无机填料表面的羟基反应,形成偶联剂的单分子层,从而起化学偶联作用。
填料界面上的水和自由质子(Ｈ+)是与偶联剂起作用的反应点。
②—Ｏ—能发生各种类型的酯基转化反应,由此可使钛酸酯偶联剂与聚合物及填料产生交联,同时还可与环氧树脂中的羟基发生酯化反应。
③Ｘ是与钛氧键连接的原子团,或称粘合基团,决定着钛酸酯偶联剂的特性。
这些基团有烷氧基、羧基、硫酰氧基、磷氧基、亚磷酰氧基、焦磷酰氧基等。
④Ｒ′是钛酸酯偶联剂分子中的长链部分,主要是保证与聚合物分子的缠结作用和混溶性,提高材料的冲击强度,降低填料的表面能,使体系的粘度显著降低,并具有良好的润滑性和流变性能。
⑤Ｙ是钛酸酯偶联剂进行交联的官能团,有不饱和双键基团、氨基、羟基等。
⑥ｎ反映了钛酸酯偶联剂分子含有的官能团数。
(2)作用机理1977年,ＭｏｎｔｅＳＪ等提出钛酸酯偶联剂能在填料表面形成单分子膜。
ＨａｎＣＤ等[6,7]提出偶联剂在填充体系中具有增塑作用和界面粘合作用。
钛酸酯偶联剂能在无机物界面与自由质子(Ｈ+)反应,形成有机单分子层。
由于界面不形成多分子层及钛酸酯偶联剂的特殊化学结构,生成的较低表面能使粘度大大降低。
用钛酸酯偶联剂处理过的无机物是亲水和亲有机物的。
将钛酸酯偶联剂加入聚合物中可提高材料的冲击强度,填料添加量可达50%以上,且不会发生相分离。
以上是单分子层理论,还有化学键理论、浸润效应和表面能理论、可变形层理论、约束层理论、酸碱反应理论等。
钛酸酯偶联剂的作用机理较为复杂,到目前为止人们已进行了相当多的研究,提出了多种理论,但至今尚无完整统一的认识。
2.2应用钛酸酯偶联剂的预处理法有两种:①溶剂浆液处理法,即将钛酸酯偶联剂溶于大量溶剂中,与无机填料接触,然后蒸去溶剂;②水相浆料处理法,即采用均化器或乳化剂将钛酸酯偶联剂强制乳化于水中,或者先将钛酸酯偶联剂与胺反应,使之生成水溶性盐后,再溶解于水中处理填料。
钛酸酯偶联剂可先与无机粉末或聚合物混合,也可同时与二者混合,但一般多采用与无机物混合法。
在使用钛酸酯偶联剂时要注意以下几点。
(1)用于胶乳体系中,首先将钛酸酯偶联剂加入水相中,有些钛酸酯偶联剂不溶于水,需通过采用季碱反应、乳化反应、机械分散等方法使其溶于水。
(2)钛酸酯用量的计算公式为:钛酸酯用量=[填料用量(ｇ)×填料表面积(ｍ2·ｇ-1)]/钛酸酯的最小包覆面积(ｍ2·ｇ-1)。