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硅烷偶聯劑是什么?使用方法有哪些? |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2016-02-26 10:45:21 瀏覽次數: |
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本文將告訴你硅烷偶聯劑是什么、硅烷偶聯劑種類以及硅烷偶聯劑的使用方法。硅烷偶聯劑又名硅烷處理劑、底涂劑,是一類具有特殊結構的低分子有機硅化合物,也是是應用最廣的偶聯劑。
一、硅烷偶聯劑是什么?
硅烷偶聯劑是一類在分子中同時含有兩種不同化學性質基團的有機硅化合物,其經典產物可用通式YSiX3表示。式中,Y為非水解基團,包括鏈烯基(主要為乙烯基),以及末端帶有Cl、NH2、SH、環氧、N3、(甲基)丙烯酰氧基、異氰酸酯基等官能團的烴基,即碳官能基;X為可水解基團,包括Cl,OMe,OEt,OC2H4OCH3,OSiMe3,及OAc等。由于這一特殊結構,在其分子中同時具有能和無機質材料(如玻璃、硅砂、金屬等)化學結合的反應基團及與有機質材料(合成樹脂等)化學結合的反應基團,可以用于表面處理。
二、硅烷偶聯劑種類
根據分子結構中R基的不同,硅烷偶聯劑可分為氨基硅烷、環氧基硅烷、硫基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、乙烯基硅烷、脲基硅烷以及異氰酸酯基硅烷等。
三、 硅烷偶聯劑使用方法
1、表面預處理法
將硅烷偶聯劑配成0.5~1%濃度的稀溶液,使用時只需在清潔的被粘表面涂上薄薄的一層,干燥后即可上膠。所用溶劑多為水、醇(甲氧基硅烷選擇甲醇,乙氧基硅烷選擇乙醇)、或水醇混合物,并以不含氟離子的水及價廉無毒的乙醇、異丙醇為宜。除氨烴基硅烷外,由其它硅烷偶聯劑配制的溶液均需加入醋酸作水解催化劑,并將pH值調至3.5~5.5。長鏈烷基及苯基硅烷由于穩定性較差,不宜配成水溶液使用。氯硅烷及乙氧基硅烷水解過程中伴隨有嚴重的縮合反應,也不宜配成水溶液或水醇溶液使用,而多配成醇溶液使用。水溶性較差的硅烷偶聯劑,可先加入0.1~0.2%(質量分數)的非離子型表面活性劑,然后再加水加工成水乳液使用。
2、遷移法
將硅烷偶聯劑直接加入到膠粘劑組分中,一般加入量為基體樹脂量的1~5%。涂膠后依靠分子的擴散作用,偶聯劑分子遷移到粘接界面處產生偶聯作用。對于需要固化的膠粘劑,涂膠后需放置一段時間再進行固化,以使偶聯劑完成遷移過程,方能獲得較好的效果。
實際使用時,偶聯劑常常在表面形成一個沉積層,但真正起作用的只是單分子層,因此,偶聯劑用量不必過多。
硅烷偶聯劑的使用方法主要有表面預處理法和直接加入法,前者是用稀釋的偶聯劑處理填料表面,后者是在樹脂和填料預混時,加入偶聯劑的原液。
硅烷偶聯劑配成溶液,有利于硅烷偶聯劑在材料表面的分散,溶劑是水和醇配制成的溶液,溶液一般為硅烷(20%)、醇(72%)、水(8%),醇一般為乙醇(對乙氧基硅烷)甲醇(對甲氧基硅烷)及異丙醇(對不易溶于乙醇、甲醇的硅烷)因硅烷水解速度與PH值有關,中性最慢,偏酸、偏堿都較快,因此一般需調節溶液的PH值,除氨基硅烷外,其他硅烷可加入少量醋酸,調節PH值至4—5,氨基硅烷因具堿性,不必調節。因硅烷水解后,不能久存,最好現配現用,最好在一小時內用完。
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