廣州市龍凱化工有限公司
中文版 | English
垂詢(xún)熱線(xiàn)
020-82028086
硅烷偶聯(lián)劑可提高復合材料的性能和增加粘接強度
編輯:龍凱化工  來(lái)源:www.masfrelief.com  發(fā)表時(shí)間:2023-2-16

  硅烷偶聯(lián)劑: 硅烷偶聯(lián)劑是由硅氯仿(HSiCl3)和帶有反應性基團的不飽和烯烴在鉑氯酸催化下加 成,再經(jīng)醇解而得。硅烷偶聯(lián)劑實(shí)質(zhì)上是一類(lèi)具有有機官能團的硅烷,在其分子中同時(shí)具有能和無(wú)機質(zhì)材料(如玻璃、硅砂、金屬等)化學(xué)結合 的反應基團及與有機質(zhì)材料(合成樹(shù)脂等)化學(xué)結合的反應基團??捎猛ㄊ結(CH2)nSiX3表示,此處,n=0~3;X- 可水解的基團;Y一有機官能團,能與樹(shù)脂起反應。X 通常是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基等, 這些基團水解時(shí)即生成硅醇(Si(OH)3),而與無(wú)機物質(zhì)結合,形成硅氧烷。Y是乙烯基、氨基、環(huán)氧基、甲基丙烯酰氧 基、巰基或脲基。這些反應基可與有機物質(zhì)反應而結合。

  因此,通過(guò)使用硅烷偶聯(lián)劑,可在無(wú)機物質(zhì)和有機物質(zhì)的界面之間架起"分子橋",把兩種性質(zhì)懸殊的材料連接在 一起, 起提高復合材料的性能和增加粘接強度的作用。 硅烷偶聯(lián)劑的這一特性最早應用于玻璃纖維增強塑料(玻璃 鋼)上, 作玻璃纖維的表面處理劑,使玻璃鋼的機械性能、電學(xué)性能和抗老化性能得到很大的提高,在玻璃鋼工業(yè)中 的重要性早已得到公認。

  目前,硅烷偶聯(lián)劑的用途已從玻璃纖維增強塑料(FRP)擴大到玻璃纖維增強熱塑性塑料(FRTP)用的玻璃纖維 表面處理劑、無(wú)機填充物的表面處理劑以及密封劑、 樹(shù)脂混凝土、水交聯(lián)性聚乙烯、樹(shù)脂封裝材料、殼型造型、輪 胎、帶、涂料、膠粘劑、研磨材料(磨石)及其它的表面處理劑。

  在硅烷偶聯(lián)劑這兩類(lèi)性能互異的基團中,以Y基團最重要、它對制品性能影響很大,起決定偶聯(lián)劑的性能作用。 只有當Y基團能和對應的樹(shù)脂起反應, 才能使復合材料的強度提高。一般要求Y基團要與樹(shù)脂相容并能起偶聯(lián)反應。 所以,一定的樹(shù)脂得選擇含適當Y基團的硅烷偶聯(lián)劑。 當Y為無(wú)反應性的烷基或芳基時(shí),對極性樹(shù)脂是不起作用的, 但可用于非極性樹(shù)脂,如硅橡膠、聚苯乙烯等的膠接中。當Y含反應性官能基,要注意它與所用樹(shù)脂的反應性及相容 性。當Y含氨基時(shí),是屬于催化性的,能在酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛的聚合中作催化劑,也可作為環(huán)氧和聚氨酯樹(shù) 脂的固化劑,這時(shí)偶聯(lián)劑完全參與反應,形成新鍵。氨基硅烷類(lèi)的偶聯(lián)劑是屬于通用型的,幾乎能與各種樹(shù)脂起偶聯(lián) 作用,但聚酯樹(shù)脂例外。x 基團的種類(lèi)對偶聯(lián)效果沒(méi)有影響。

  因此,根據Y基團中反應基的種類(lèi),硅烷偶聯(lián)劑也分別稱(chēng)為乙烯基硅烷、氨基硅烷、環(huán)氧基硅烷、巰基硅烷和甲 基丙烯酰氧基硅烷等,這幾種有機官能團硅烷是最常用的硅烷偶聯(lián)劑。

硅烷偶聯(lián)劑的應用大致可歸納為三個(gè)方面:

 ?。ㄒ唬┯糜诓AЮw維的表面處理,能改善玻璃纖維和樹(shù)脂的粘合性能,大大提高玻璃纖維增強復合材料的強度、 電氣、抗水、抗氣候等性能,即使在濕態(tài)時(shí),它對復合材料機械性能的提高,效果也十分顯著(zhù)。
目前,在玻璃纖維中使用硅烷偶聯(lián)劑已相當普遍,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。

 ?。ǘ┯糜跓o(wú)機填料填充塑料??深A先對填料進(jìn)行表面處理,也可直接加入樹(shù)脂中。能改善填料在樹(shù)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)的機械、電學(xué)和耐氣候等性能。

 ?。ㄈ┯米髅芊鈩?、粘接劑和涂料的增粘劑,能提高它們的粘接強度、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(cháng)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;一種基團可以和被粘的骨架材料結合;而另一種基團 則可以與高分子材料或粘接劑結合,從而在粘接界面形成強力較高的化學(xué)鍵,大大改善了粘接強度。硅烷偶聯(lián)劑的應 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。

  ?;柰镵H-570  http://www.masfrelief.com/ShowProducts/?16-1.html