涂料油墨助剂硅烷偶联剂钛酸酯偶联剂

涂料油墨助剂硅烷偶联剂钛酸酯偶联剂

偶联剂是一种可以把两种不同性质的物质通过化学或物理作用结合起来的一种改善型助剂，在复合材料中应用较为广泛。偶联剂的亲无机基团与填料表面结合，亲有机基团与高分子树脂缠结或反应，利用其特有的分子桥性能使表面性质相差很大的无机填料与高分子材料相容，从而大大提高复合材料的物理性能、电性能、热性能、光性能等。生产中常用的几类偶联剂按其中心原子的不同，主要分为硅烷类、钛酸酯类、铝酸酯类等。硅烷偶联剂是由硅氯仿（HSiCI3）和带有反应性基团的不饱和烯烃在铂氨酸催化下加成，再经醇解而得。

1、偶联剂应用机理：

偶联剂和表面活性剂的区别：

在涂料制造过程中，需要将属于亲水的极性物质颜、填料分散到属于疏水的非极性物质有机基料中去。为了增加无机物与有机高分子之间的亲合性，一般要用偶联剂或其它表面活性剂等处理无机物的表面，使它由亲水变为疏水性，从而促进无机物和有机物之间的界面结合。

偶联剂和表面活性剂在分子结构和应用性能方面有些相似，但也有差别。二者都是由亲水和疏水两种基团组成。表面活性剂通过分子中亲水基团定向吸附在无机颜、填料表面形成单分子层，这是一种物理吸附现象，从而提高颜填料在基料中的分散性和润湿性，因此仅是物理吸附，所以表面活性剂有迁移现象影响光泽，外观和附着力。偶联剂是通过化学反应和无机颜填料表面进行偶联结合并和高分子基料进行交联，把两种不同性质的物质结合起来，起桥梁作用，从结合强度，提高颜、填料在基料中的分散程序以及降低界面自由能的幅度，偶联剂都大大胜过表面活性剂。

硅烷偶联剂由于其特殊的的结构组成，被成功用于黏结促进剂、表面处理剂已经几十年了现在硅烷偶联剂已经逐渐成为涂料、油墨系统中不可缺少的组成份。无论是作为添加剂或单独涂层底漆，都会赋予涂料、油墨绝佳的性能。硅烷偶联剂是拥有双官能基团的分子结构，可用通式表示为Y(CH2)nSiX3，其中Y表示烷基、苯基以及乙烯基、环氧基、氨基、巯基等有机官能团，常与涂料基体树脂中的有机官能团发生化学结合；X表示氯基、甲氧基、乙氧基等，这些基团易水解成硅醇而与无机物质(玻璃、硅石、金属、粘土等)表面的氧化物或羟基反应，生成稳定的硅氧键。因此，通过硅烷偶联剂偶联剂，可在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”，把两种性质完全不同的材料连接在一起。硅醇官能团和硅烷偶联剂的有机官能团的反应基团可以决定硅烷偶联剂在涂料体系中起什么作用。

硅烷偶联剂在涂料和油墨中的作用：（1）提高涂层附着力。（2）提高涂层的耐久性。（3）提高涂层的耐候性。（4）提高涂层的坚韧性。（5）显著降低填料和颜料的分散粘度，提高颜料分散性

硅烷偶联剂在底漆中的的应用

硅原子的共价键具有结合有机物和无机物独一无二的能力，硅氧内部与生俱来的稳定结构，使其成为高性能涂料底漆的重要组成部分。在底漆中运用硅烷偶联剂偶联剂可以提高其粘连性、保持其湿度、化学性、防紫外线和增强性；改进填料的分散性。烷氧基硅烷偶联剂可以与许多有机树脂相容。事实上，硅烷偶联剂是很强的极性溶剂，硅烷偶联剂的聚合作用又来影响聚合物的相容性和最终性质。在有机聚合物和无机物的表面（比如，颜料、填料和玻璃、金属表面），无机烷氧官能团以共价键的形式偶联的大量有机基。硅烷偶联剂的有机官能团只要找到与其匹配的有机聚合物就会产生绝佳的效果。

一、硅烷偶联剂作为附着力促进剂：当涂料中含有少量硅烷偶联剂偶联溶剂，在其涂布后，硅烷偶联剂会迁移到涂料与底材的界面，与无机表面上的水分反应，水解生成硅醇基，进而与底材表面羟基形成氢键或缩合成—Si—M（M为无机表面），同时硅烷偶联剂各分子间的硅醇基又相互缩合、齐聚形成网状结构的膜覆盖在底材表面。即使在水浸条件下，硅烷偶联剂偶联剂改性的涂料在各种无机底材表面附着良好。在漆基与底材之间的交界层内，硅烷偶联剂与漆基相互作用，形成硅烷偶联剂与漆基相互渗透的网状结构，增强了其内聚力和耐水侵蚀的稳定性，并使应力藉以由模量的底材向低模量的漆基转移，从而显著提高对底材的附着力。 YDH-792（硅烷偶联剂KH-792）丙烯酸、醇酸树脂、环氧树脂、聚酯、聚氨酯、乙烯基底涂：用异丙醇稀释成10％的固体份；添加剂：0.5-3.0％用于各种涂料体系对玻璃、铝材和钢材表面的附着力增进 YDH-570(硅烷偶联剂KH-570) 丙烯酸、醇酸树脂、环氧树脂、聚酯、聚氨酯、乙烯基、不饱和聚酯树脂底涂：在酸性（PH-4.0）水中稀释到0.1％－０.５％；添加剂：0.5-3.0％增进自由基交联的树脂对无机底材的附着力，如：聚酯树脂 YDH-560(硅烷偶联剂KH-560) 丙烯酸、醇酸树脂、环氧树脂、硝化纤维、酚醛、聚酯、聚氨酯、乙烯基底涂：用异丙醇稀释成10％的固体份；添加剂：0.5-3.0％用于各种涂料体系对玻璃、铝材和钢材表面的附着力增进 YDH-171 YDH-151, YDH-172 丙烯酸、醇酸树脂、环氧树脂、聚酯、聚氨酯、乙烯基用于丙烯酸涂料等各种涂料，以及颜料的表面处理

二、硅烷偶联剂作为硬化剂：氨基官能硅烷偶联剂可作为传统的环氧树脂和聚氨基甲酸（乙）酯（一般采用有机硅树脂）硬化剂。它们会有一种额外的作用，就是硅醇基互相反应，生成硅氧键（Si-O-Si），这种过程称之为缩合反应。这种硅烷偶联剂的交联结果，改进了涂层的强度和耐磨性，原因是由于稳定的Si-O-Si硅氧网络造成。五、硅烷偶联剂作为共聚单体有机功能硅烷偶联剂应用于溶剂型树脂合成和溶剂型涂料。有机功能硅烷偶联剂在溶剂型树脂合成中作为共聚单体，在溶剂型涂料中作为交联促进剂以及附着力促进剂，可以达到以下效果： (1)耐侯性 (2)UV稳定性 (3)附着力促进 (4)耐化学品性硅烷偶联剂的有机官能团Y必须和其它单体一起反应。通过硅醇官能团Si-OH和基材粘合，产生交联。

三、硅烷偶联剂应用于乳液合成和水性涂料：随着社会的进步人们生活质量的提高，出于环保的要求，涂料越来越要求用水来作溶剂。虽然硅烷偶联剂在水存在的情况下会产生水解，但这不不是说就完全不能在水性系统中使用。例如：YDH-550氨基硅烷偶联剂是非常好的粘结促进剂和硬化剂，它完全溶于水，在水溶液中十分稳定，且和多种有机树脂相剂。有机功能硅烷偶联剂应用于丙烯酸乳液合成和水性涂料的优点： (1)提高耐水性和耐溶剂性；(2)提高耐擦洗性、耐划伤性和耐磨性； (3)提高耐久性和抗老化性能；(4)提高附着力和硬度。将丙