偶聯(lián)劑Si-550
偶聯(lián)劑Si-550是一類具有兩不同性質(zhì)官能團(tuán)的物質(zhì),它們分子中的一部分官能團(tuán)可與有機(jī)分子反應(yīng),另一部分官能團(tuán)可與無(wú)機(jī)物表面的吸附水反應(yīng),形成牢固的粘合。偶聯(lián)劑在復(fù)合材料中的作用在于它既能與增強(qiáng)材料表面的某些基團(tuán)反應(yīng),又能與基體樹脂反應(yīng),在增強(qiáng)材料與樹脂基體之間形成一個(gè)界面層,界面層能傳遞應(yīng)力,從而增強(qiáng)了增強(qiáng)材料與樹脂之間粘合強(qiáng)度,提高了復(fù)合材料的性能,同時(shí)還可以防止不與其它介質(zhì)向界面滲透,改善了界面狀態(tài),有利于制品的耐老化、耐應(yīng)力及電絕緣性能。
化學(xué)名稱:γ―氨丙基三乙氧基硅烷
化學(xué)結(jié)構(gòu)式 :NH2CH2CH2CH2Si(OC2H5)3
對(duì)應(yīng)牌號(hào):中科院KH-550、美國(guó)聯(lián)碳公司A―1100、日本信越KBM-903
典型特征:偶聯(lián)劑Si-550為氨基官能團(tuán)硅烷,呈堿性。外觀為無(wú)色或微黃色透明液體,通用性強(qiáng),可溶于有機(jī)溶劑,但丙酮、四氯化碳不適宜作稀釋劑??扇苡谒?,在水中水解,沸點(diǎn)217℃,密度P25'g/m1 0.946,折光率ND25:1.4205,閃點(diǎn)104℃,分子量221.4 含量≥97%
二、應(yīng)用領(lǐng)域:
1、用于玻璃纖維的表面處理,能改善玻璃纖維和樹脂的粘合性能,大大提高玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度、電氣、抗水、抗氣候等性能,即使在濕態(tài)時(shí),它對(duì)復(fù)合材料機(jī)械性能的提高,效果也十分顯著。目前,在玻璃纖維中使用硅烷偶聯(lián)劑已相當(dāng)普遍,用于這一方面的硅烷偶聯(lián)劑約占其消耗總量的50%,其中用得較多的品種是乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。
2、用于無(wú)機(jī)填料填充塑料??深A(yù)先對(duì)填料進(jìn)行表面處理,也可直接加入樹脂中。能改善填料在樹脂中的分散性及粘合力,改善工藝性能和提高填充塑料(包括橡膠)的機(jī)械、電學(xué)和耐氣候等性能。
3、用作密封劑、粘接劑和涂料的增粘劑,能提高它們的粘接強(qiáng)度、耐水、耐氣候等性能。 硅烷偶聯(lián)劑往往可以解決某些材料長(zhǎng)期以來(lái)無(wú)法粘接的難題。硅烷偶聯(lián)劑作為增粘劑的作用原理在于它本身有兩種基團(tuán);一種基團(tuán)可以和被粘的骨架材料結(jié)合;而另一種基團(tuán)則可以與高分子材料或粘接劑結(jié)合,從而在粘接界面形成強(qiáng)力較高的化學(xué)鍵,大大改善了粘接強(qiáng)度。硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用一般有三種方法:一是作為骨架材料的表面處理劑;二是加入到粘接劑中,三是直接加入到高分子材料中。從充分發(fā)揮其效能和降低成本的角度出發(fā),前兩種方法較好。
三、使用方法
1、表面預(yù)處理法:將硅烷偶聯(lián)劑配成 0.5~1%濃度的稀溶液,使用時(shí)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、或水醇混合物,并以不含氟離子的水及價(jià)廉無(wú)毒的乙醇、異丙醇為宜。除氨烴基硅烷外,由其它硅烷偶聯(lián)劑配制的溶液均需加入醋酸作水解催化劑,并將 pH 值調(diào)至 3.5~5.5。長(zhǎng)鏈烷基及苯基硅烷由于穩(wěn)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(guò)程中伴隨有嚴(yán)重的縮合反應(yīng),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(lián)劑,可先加入 0.1~0.2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))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(lián)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(kuò)散作用,偶聯(lián)劑分子遷移到粘接界面處產(chǎn)生偶聯(lián)作用。對(duì)于需要固化的膠粘劑,涂膠后需放置一段時(shí)間再進(jìn)行固化,以使偶聯(lián)劑完成遷移過(guò)程,方能獲得較好的效果。實(shí)際使用時(shí),偶聯(lián)劑常常在表面形成一個(gè)沉積層,但真正起作用的只是單分子層,因此,偶聯(lián)劑用量不必過(guò)多。硅烷偶聯(lián)劑的使用方法主要有表面預(yù)處理法和直接加入法,前者是用稀釋的偶聯(lián)劑處理填料表面,后者是在樹脂和填料預(yù)混時(shí),加入偶聯(lián)劑的原液。硅烷偶聯(lián)劑配成溶液,有利于硅烷偶聯(lián)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(duì)乙氧基硅烷)甲醇(對(duì)甲氧基硅烷)及異丙醇(對(duì)不易溶于乙醇、甲醇的硅烷)因硅烷水解速度與PH值有關(guān),中性最慢,偏酸、偏堿都較快,因此一般需調(diào)節(jié)溶液的PH值,除
3、底面法:將5%—20%的硅烷偶聯(lián)劑的溶液同上面所述,通過(guò)涂、刷、噴,浸漬處理基材表面,取出室溫晾干24小時(shí),最好在120℃下烘烤15分鐘。
4、直接加入法:硅烷亦可直接加入填料/樹脂的混合物中,在樹脂及填料混合時(shí),硅烷可直接噴灑在混料中。偶聯(lián)劑的用量一般為填料用量的0.1%—2%,(根據(jù)填料直徑尺寸決定)。然后將加過(guò)硅烷的樹脂/填料進(jìn)行模塑(擠出、壓塑、涂覆等)。
四、主要用途及注意事項(xiàng)
1、偶聯(lián)劑550是一種優(yōu)良的玻璃纖維處理劑,提高了復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度,電性能和抗老化性能。在玻纖棉和礦物棉生產(chǎn)中,將其加入到酚醛樹脂粘結(jié)劑中,可提高防潮性及增加壓縮回彈性。還可以用于氨基硅油及其乳液的合成。.
2、偶聯(lián)劑550應(yīng)用于礦物填充的酚醛、聚酯、環(huán)氧、PBT、聚酰胺、碳酸酯等熱塑性和熱固性樹脂,能大幅度提高、增強(qiáng)塑料的干濕態(tài)抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度等物理力學(xué)性能和濕態(tài)電氣性能,并改善填料在聚合物中的潤(rùn)濕性和分散性。
3、偶聯(lián)劑550是優(yōu)異的粘結(jié)促進(jìn)劑,可用于聚氨酯、環(huán)氧、腈類、酚酫膠粘劑和密封材料,可改善顏料的分散性并提高對(duì)玻璃、鋁、鐵金屬的粘合性,也適用于聚氨酯、環(huán)氧和丙烯酸乳膠涂料。
4、偶聯(lián)劑550在砂輪制造中,有助于改進(jìn)耐磨自硬砂的酚醛樹脂粘
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