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白炭黑/偶联剂补强橡胶的性能研究

白炭黑/偶联剂补强橡胶的性能研究
白炭黑/偶联剂补强橡胶的性能研究

白炭黑/偶联剂补强橡胶的性能研究

发表日期:2005-08-04 10:28:42

肖建斌,刘锦春,张峰,王波

1.青岛科技大学高分子科学与工程学院,山东青岛 266042;

2.青岛橡六集团有限公司,山东青岛 266043

沉淀法白炭黑作为白色补强填充剂在橡胶工业中应用已有很长时间,它可改善胶料的抗崩花掉块性能,提高橡胶材料与织物和钢丝帘布的粘合性能。与具有相同硬度和耐磨性的炭黑填充胶相比,填充白炭黑可提高胎面胶的抗裂口增长性和撕裂强度,但白炭黑不能完全替代炭黑,其主要原因是填充胶的硫化特性和加工性能不佳,且硫化胶的物理性能较低,这是由于其较弱的聚合物一填料相互作用和较强的填料一填料相互作用所致,二者都与白炭黑的化学性质和表面物理化学性质有关。

白炭黑填充胶的门尼粘度大于炭黑填充胶,这通常是与填料在聚合物母体中的絮凝程度有关。将白炭黑填料网络化程度降至最低,以获得较好的加工性能和物理性能,从热力学观点出发可考虑采取以下两条途径:①改变聚合物体系,以提高白炭黑与聚合物的亲和力;②对白炭黑表面改性,以提高与给定聚合物的相容性。加入偶联剂可作为进一步增强聚合物与白炭黑之间相结合的手段,同时可改善白炭黑填充胶的加工性能。因此研究白炭黑和偶联剂用量与胶料性能之间的关系对扩大白炭黑在橡胶行业中的应用领域具有重要的现实意义。

1 实验

1.1 原材料

NR,1 标准胶,海南农垦橡胶公司产品;高耐磨炭黑N330,青岛德固萨化学有限公司产品;白炭黑,牌号ZEOSIL 155,罗地亚白炭黑青岛有限公司产品;钛酸酯偶联剂(牌号NDZ-101)和多硫硅烷偶联剂Si69,南京曙光化工总厂产品;其它配合剂均为工业级产品。

1.2 仪器与设备

AI-7000S型电子拉力机、GT—M2000-A型硫化仪和GT-7012-D型DIN磨耗机,(台湾)高铁检测仪器有限公司产品;EK-2000M 型门尼粘度计,台湾优肯科技股份有限公司产品;YS-25型压缩疲劳试验机,上海化工机械四厂产品。

1.3 性能测试

各项性能均按相应的国家标准进行测试。

2 结果与讨论

2.1 偶联剂改性白炭黑对NR/BR胶料性能的影响

从表1可以看出,与1#配方胶料相比,2#配方胶料的门尼粘度明显增大,300 定伸应力和拉伸强

度减小;3#配方胶料的物理性能较2#配方虽有所改善,但补强效果不显著;4#配方胶料的物理性能均接近或稍优于1#配方胶料,尤其是硫化胶的撕裂强度提高,压缩生热下降,这对研究低滚动阻力轮胎胶料具有重要的意义。对比3#和4#配方胶料可见,硅烷偶联剂Si69改性白炭黑的综合效果优于钛酸酯偶联剂NDZ-101,这是由于硅烷偶联剂是与橡胶大分子发生反应,而钛酸酯偶联剂是与橡胶分子链发生缠绕,在外力作用下能自由伸缩,因此硅烷偶联剂的补强效果优于钛酸酯偶联剂。

2.2 炭黑N330/白炭黑/硅烷偶联剂Si69并用对NR胶料性能的影响

以白炭黑/炭黑N330并用比和硅烷偶联剂Si69作为两个配方因子,分别研究它们与胶料各项性能指标之间的关系。第一变量因子X 取-1,0和1水平,分别代表炭黑N330/白炭黑并用比50/0,25/25和0/50;第二变量因子X2取-1,0和1水平,分别代表硅烷偶联剂Si69用量0,2.5和5份。试验安排及配方设计如表2所示,胶料性能的试验结果如表3所示。

从表3中的1~3号配方可以看出,在未填充白炭黑的NR胶料中,加入硅烷偶联剂Si69对NR硫化胶的物理性能影响不大,但明显地延长了胶料的焦烧时间和正硫化时间;从4~9号配方可以看出,在填充白炭黑的NR胶料中,随着硅烷偶联剂Si69用量的增大,NR硫化胶的定伸应力、拉伸强度和撕裂强度均增大,耐磨性提高,压缩疲劳温升下降。对比1,4 和7号配方可见,随着白炭黑用量的增大,NR胶料的加工性能和物理性能均呈劣化趋势;对比2,5和8号配方可见,当硅烷偶联剂Si69用量为补强剂用量的5 时,随着白炭黑用量的增大,NR胶料的加工性能和物理性能均略有下降,但分别较1,4和7号配方胶料有所改善;对比3,6和9号配方可见,当硅烷偶联剂Si69用量为补强剂用量的10 时,随着白炭黑用量的增大,NR胶料的加工性能有所下降,但主要物理性能均有所提高,尤其是撕裂强度增大,压缩疲劳温升降低。

2.3 炭黑N330/白炭黑并用比和硅烷偶联剂

Si69用量与NR胶料性能的回归方程式大量的配方实践表明,胶料的各项性能和配方因子之间呈高度相关性,该相关性通常采用多项式回归模型描述:

3 结论(1)在炭黑N330/白炭黑填充NR/BR胶料中加入偶联剂,能够改善胶料的物理性能,其中硅烷偶联剂Si69对白炭黑的改性效果优于钛酸酯偶联剂。(2)在炭黑N330/白炭黑填充NR胶料中加入硅烷偶联剂Si69,可明显提高胶料的撕裂强度,降低胶料的压缩生热;硅烷偶联剂Si69在NR 胶料中的用量以补强剂用量的5 ~10 为宜。(3)建立的数学模型能较好地描述白炭黑/硅烷偶联剂Si69补强NR胶料的各项性能,为预测胶料性能及优化配方提供了理论依据。

硅烷偶联剂的使用方法

一、选用硅烷偶联剂的一般原则 已知,硅烷偶联剂的水解速度取于硅能团Si-X ,而与有机聚合物的反应活性则取于碳官能团C-丫。因此,对于不同基材或处理对象,选择适用的硅烷偶联剂至关重要。选择的方法主要通过试验预选,并应在既有经验或规律的基础上进行。例如,在一般情况下,不饱和聚酯多选用含CH2=CMeC、OOVi 及CH2-CHOCH-2O 的硅烷偶联剂;环氧树脂多选用含CH2- CHCH2及H2N-硅烷偶联剂;酚醛树脂多选用含H2N-及H2NC0NH硅烷偶联剂;聚烯烃选用乙烯基硅烷;使用硫黄硫化的橡胶则多选用烃基硅烷等。由于异种材料间的黏接可度受到一系列因素的影响,诸如润湿、表面能、界面层及极性吸附、酸碱的作用、互穿网络及共价键反应等。因而, 光靠试验预选有时还不够精确,还需综合考虑材料的组成及其对硅烷偶联剂反应的敏感度等。为了提高水解稳定性及降低改性成本,硅烷偶联剂中可掺入三烃基硅烷使用;对于难黏材料,还可将硅烷偶联剂交联的聚合物共用。硅烷偶联剂用作增黏剂时,主要是通过与聚合物生成化学键、氢键;润湿及表面能效应;改善聚合物结晶性、酸碱反应以及互穿聚合物网络的生成等而实现的。增黏主要围绕 3 种体系:即(1)无机材料对有机材料;(2)无机材料对无机材料;(3)有机材料对有机材料。对于第一种黏接,通常要求将无机材料黏接到聚合物上,故需优先考虑硅烷偶联剂中丫与聚合物所含官能团的反应活性;后两种属于同类型材料间的黏接,故硅烷偶联剂自身的反亲水型聚合物以及无机材料要求增黏时所选用的硅烷偶联剂。 二、使用方法 如同前述,硅烷偶联剂的主要应用领域之一是处理有机聚合物使用的无机填料。后者经硅烷偶联剂处理,即可将其亲水性表面转变成亲有机表面,既可避免体系中粒子集结及聚合物急剧稠化,还可提高有机聚合物对补强填料的润湿性,通过碳官能硅烷还可使补强填料与聚合物实现牢固键合。但是,硅烷偶联剂的使用效果,还与硅烷偶联剂的种类及用量、基材的特征、树脂或聚合物的性质以及应用的场合、方法及条件等有关。本节侧重介绍硅烷偶联剂的两种使用方法,即表面处理法及整体掺混法。前法是用硅烷偶联剂稀溶液处理基体表面;后法是将硅烷偶联剂原液或溶液,直接加入由聚合物及填料配成的混合物中,因而特别适用于需要搅拌混合的物料体系。 1、硅烷偶联剂用量计算 被处理物(基体)单位比表面积所占的反应活性点数目以及硅烷偶联剂覆盖表面的厚度是决定基体表面硅基化所需偶联剂用量的关键因素。为获得单分子层覆盖,需先测定基体的Si—OH含量。已知,多数硅质基体的Si —OH含是来4-12 个/卩叭因而均匀分布时,1mol硅烷偶联剂可覆盖约7500m2的基体。具有多个可水解基团的硅烷偶联剂,由于自身缩合反应,多少要影响计算的准确性。若使用丫3SiX处理基体,则可得到与计算值一致的单分子层覆盖。但因丫3SiX价昂,且覆盖耐水解性差,故无实用价值。此外,基体表面的Si-OH数,也随加热条件而变化。例如,常态下Si —OH数为5.3个/卩川硅质基体,经在400C或800C 下加热处理后,则Si —OH值可相应降为2.6个/卩卅或V 1个/卩讥反之,使用湿热盐酸处理基体,则可得到高Si —OH含量;使用碱性洗涤剂处理基体表面,则可形成硅醇阴离子。硅烷偶联剂的可润湿面积(WS,是指ig硅烷偶联剂的溶液所能覆

气相法白炭黑补强作用研究

气相法白炭黑补强作用研究 气相法白炭黑的重要应用领域--复合绝缘子 (广州吉必盛宣传部) 气相法白炭黑是一种重要的无机功能材料,有着广泛的应用,在硅橡胶和特种橡胶中主要用作补强剂,其补强效果甚至超过碳黑。在硅橡胶中加入气相白炭黑后,可使胶料拉伸强度提高20倍左右,撕裂强度提高40倍,且透明度高。气相白炭黑用于丁睛橡胶、羟基丁腈橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶中,制造出的油田用橡胶件的性能,与采用沉淀白炭黑或炭黑的胶料比,具有更高的硬度、拉伸强度,以及较好的耐磨性和较低的水膨胀性。 气相白炭黑对橡胶的补强性能主要取决于白炭黑粒子的大小、结构和表面化学性质。 通常情况下,粒子的大小以平均粒径或比表面积表示,其测定方法有电子显微镜法或BET吸附法。在TEM 电镜下对气相白炭黑进行观察,白炭黑粒子呈球形颗粒,它们并不是以单个的粒子存在,很多个白炭黑粒子聚集成在一起,这些聚集体又附聚在一起形成带空隙的结构,在基料中经分散静止后形成三维网状结构,这种三维网状结构是一种动态的、暂时的结构,在外力的作用下会发生变形,空隙的形状和大小也会随之发生变化,很有“揉性”。在TEM电镜下还可以观察到白炭黑粒子的表面布满了很多微孔,这种微孔从粒子的表面延伸到里面,不过微孔很小,橡胶分子很难进入。 对气相白炭黑进行红外测试,可以发现粒子的表面有大量的硅烷醇基团(SiOH),有两种羟基存在,一是孤立的自由羟基,以一定的间距“联”在颗粒的表面;二是连生的、形成氢键的缔合羟基,在颗粒的内部则是以Si-O-Si结合。由于表面的氢键作用,使之形成的附聚体既发达又牢固。 气相白炭黑在基料中形成的这种三维网状结构起到了骨架作用,从而对硅橡胶和特种橡胶具有很好的补强作用,补强作用的大小与这种网状结构的形状和牢固程度有直接的关系。白炭黑粒径越小,比表面积越大,形成的附聚体的刚性越强,粒子与胶料的接触面大,结合点多,对橡胶的补强性能越好,硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性也高,但弹性下降,因此混炼黏度增大,加工性能恶化。另外,有研究表明,粒子表面微孔太多,造成表面粗糙度大时,对胶料的补强性会有一定的影响,特别是耐磨性降低。 白炭黑表面的羟基数量对白炭黑的使用性能也有较大的影响。羟基数量太少,形成的附聚体刚性降低,对橡胶的补强作用下降。反之,羟基数量太高,导致胶料的黏度升高,甚至出现结构化现象,不利于加工。一般情况下,白炭黑表面羟基的数量都是富裕的。对气相白炭黑的表面改性就是通过一定工艺,选择合适的表面处理剂与二氧化硅表面的羟基反应,以减少并调整表面硅羟基的数量,达到最佳的使用效果。 未改性的气相白炭黑表面呈酸性,在胶料中对硫化体系有较强的吸附作用,延迟硫化,往往需要在胶料中加入活性剂,调整硫化速度。另外,气相白炭黑中杂质的含量也会影响其使用效果,如铁的含量高时,会加速硫化胶的老化。 气相白炭黑对橡胶具有优异的补强作用,但由于价格昂贵,在橡胶行业中仅用于硅橡胶和特种橡胶,在一定程度上也限制了其使用。随着国内气相二氧化硅工业的崛起,生产能力的不断扩大,产品价格的日益合理,完全可能拓宽其应用领域。广州吉必时科技实业有限公司开发了利用有机硅副产物制备气相白炭黑生产工艺,大大降低了生产成本,产品已部分替代进口,取得了良好的经济效益和社会效益,必将对我国有机硅工业和相关行业的发展起到巨大的推动作用。

常用硅烷偶联剂 (2)

常用硅烷偶联剂——K H550、KH560、KH570、KH792、DL602 1.KH550 KH550硅烷偶联剂CAS号:919-30-2 一、国外对应牌号 A-1100(美国联碳),Z-6011(美国道康宁),KBM-903(日本信越)。本品有碱性,通用性强,适用于环氧、PBT、酚醛树脂、聚酰胺、聚碳酸酯等多种热塑性和热固性树脂。 二、化学名称分子式: 名称:γ-氨丙基三乙氧基硅烷 别名:3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺 【3-TriethoxysilylpropylamineAPTES】, γ-氨丙基三乙氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷【3-AminpropyltriethoxysilaneAMEO】 分子式:NH2(CH2)3Si(OC2H5)3 分子量:221.37 分子结构: 三、物理性质:

外观:无色透明液体 密度(ρ25℃):0.946 沸点:217℃ 折光率nD25:1.420 溶解性:可溶于有机溶剂,但丙酮、四氯化碳不适宜作释剂;可溶于水。在水中水解,呈碱性。 本品应严格密封,存放于干燥、阴凉、避光的室内。 四、KH550主要用途: 本品应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、PBT、聚酰胺、聚碳酸酯等热塑性和热固体树脂,能大幅度提高增强塑料的干湿态抗弯强度、抗压强度、剪切强度等物理力学性能和湿态电气性能,并改善填料在聚合物中的润湿性和分散性。 本品是优异的粘结促进剂,可用于聚氨酯、环氧、腈类、酚醛胶粘剂和密封材料,可改善颜料的分散性并提高对玻璃、铝、铁金属的粘合性,也适用于聚氨酯、环氧和丙烯酸乳胶涂料。 在树脂砂铸造中,本品增强树脂硅砂的粘合性,提高型砂强度抗湿性。 在玻纤棉和矿物棉生产中,将其加入到酚醛粘结剂中,可提高防潮性及增加压缩回弹性。 在砂轮制造中它有助于改进耐磨自硬砂的酚醛粘合剂的粘结性及耐水性。 2.KH560

偶联剂的种类、特点及应用

偶联剂的种类、特点及应用 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(DOW CORNING)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 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。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。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。

常用硅烷偶联剂介绍

常用硅烷偶联剂介绍 1. KH550 KH550硅烷偶联剂CAS号:919-30-2 一、国外对应牌号 A-1100(美国联碳),Z-6011(美国道康宁),KBM-903(日本信越)。本品有碱性,通用性强,适用于环氧、PBT、酚醛树脂、聚酰胺、聚碳酸酯等多种热塑性和热固性树脂。 二、化学名称分子式: 名称:γ-氨丙基三乙氧基硅烷 别名:3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺 【3-Triethoxysilylpropylamine APTES】, γ-氨丙基三乙氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷 【3-Aminpropyltriethoxysilane AMEO】分子式:NH2(CH2)3Si(OC2H5)3 分子量:221.37 分子结构: 三、物理性质: 外观:无色透明液体 密度(ρ25℃):0.946 沸点:217℃

折光率nD25: 1.420 溶解性:可溶于有机溶剂,但丙酮、四氯化碳不适宜作释剂;可溶于水。在水中水解,呈碱性。 本品应严格密封,存放于干燥、阴凉、避光的室内。 四、KH550主要用途: 本品应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、PBT、聚酰胺、聚碳酸酯等热塑性和热固体树脂,能大幅度提高增强塑料的干湿态抗弯强度、抗压强度、剪切强度等物理力学性能和湿态电气性能,并改善填料在聚合物中的润湿性和分散性。 本品是优异的粘结促进剂,可用于聚氨酯、环氧、腈类、酚醛胶粘剂和密封材料,可改善颜料的分散性并提高对玻璃、铝、铁金属的粘合性,也适用于聚氨酯、环氧和丙烯酸乳胶涂料。 在树脂砂铸造中,本品增强树脂硅砂的粘合性,提高型砂强度抗湿性。 在玻纤棉和矿物棉生产中,将其加入到酚醛粘结剂中,可提高防潮性及增加压缩回弹性。 在砂轮制造中它有助于改进耐磨自硬砂的酚醛粘合剂的粘结性及耐水性。 2. KH560 一、国外对应牌号:

乙烯基硅烷偶联剂合成方法的研究进展

综 述 ,2007,21(6):360~363SIL ICON E MA TERIAL 乙烯基硅烷偶联剂合成方法的研究进展 徐少华,邓锋杰3,李卫凡,温远庆,李凤仪 (南昌大学化学系,南昌330031) 摘要:介绍了合成乙烯基硅烷偶联剂的方法:直接合成法、有机金属合成法、热缩合法、硅氢加成法、氯代乙基硅烷脱氯化氢法等,并简明地分析了各种方法的优缺点。 关键词:乙烯基硅烷,偶联剂中图分类号:TQ264.1+2 文献标识码:B 文章编号:10094369(2007)0620360204 收稿日期:20070628。 作者简介:徐少华(1977— ),男,硕士生,主要从事有机硅化学和有机合成的研究。3 联系人,E 2mail :fengjiedeng @ncu 1edu 1cn 。 硅烷偶联剂是应用领域较多、使用量较大的偶联剂。在它的分子中,同时存在能与无机材料和有机材料结合的两种不同化学性质的基团。通常,有机材料和无机材料很难结合,硅烷偶联剂的特殊结构使它成为有机材料和无机材料结合的媒介。乙烯基硅烷偶联剂的通式为(C H 2C H )R a Si X 3-a (式中,R 为甲基烷基等;a 为0、1;X 为卤素、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基等),是用途较广的硅烷偶联剂品种之一,可用作玻璃纤维、无机填料的表面处理剂,密封剂、粘接剂、涂料的增黏剂,聚烯烃的交联剂等[1]。随着其用量的扩大,了解并研究它们的合成方法以降低生产成本就显得尤为重要。 1 直接法 直接法是指在较高温度和催化剂存在下直接 反应,生成烃基卤硅烷的方法[2]。此法由美国化学家Rochow 于1941年发现。用此法制备乙烯基硅烷偶联剂时,通常是在加热及铜催化剂存在下,将含有乙烯基的卤代烷与硅粉直接反应(如式1)。 CH 2 CHCl +Si Cu △ (CH 2 CH 2)SiCl 3+(CH 2 CH 2)2SiCl 2 (1) 原苏联有机硅化学家M 1F 1Shoes -Takoskii 等人尝试了各种合成乙烯基氯硅烷的方法,发表了大量的研究报告和专利。对直接法合成乙烯基氯硅烷作出了巨大的贡献。他们发现,用Cu 的 合金(铜镍硅合金、铜硅合金等)为催化剂,在N 2保护下,硅与氯乙烯直接反应合成乙烯基氯硅烷的产率仅有1013%~14%。G.S Popeleva 发现,在氧化铜存在下,氯乙烯和硅块在460℃下接触10~35s ,乙烯基氯硅烷的收率为45%~60%[3]。使用硅镍合金或硅锡合金作催化剂时,虽然可以提高反应活性及产物的收率,但产物收率还是比较低,总收率难以超过50%[4]。 直接法虽然可以用于合成乙烯基硅烷偶联剂;但是由于乙烯基卤化物中的卤原子与双键直接相连,反应活性较差,且副产物多,导致目标产物收率较低。再者反应能耗又大。因此,此法在实际生产中未能获得广泛应用。 2 有机金属合成法 有机金属合成法是以有机金属化合物为媒介,使有机基与硅化合物中的硅原子连接,生成有机硅化合物的方法[5]。它主要包括:格氏试剂法、有机锂法以及钠缩合法等。211 格氏试剂法 格氏试剂法一般是在有机溶剂存在下,将含乙烯基的格氏试剂与含Si —X 键或Si —OR 键的硅烷进行反应,使乙烯基与硅原子相连而得到乙烯基硅烷偶联剂的方法。常用的溶剂有:二甲苯、石油醚、乙醇、四氢呋喃、氯苯以及烷氧基

偶联剂选用规则

怎样选用偶联剂 在选用偶联剂之前,应首先测定所用填充剂的含湿性,根据含湿状态和前述各类钛酸酯的特性决定具体品种,干燥填充剂宜用单烷氧基型,潮湿填充剂可选螯合型或单烷氧基焦磷酸型。 在选用偶联剂时还应考虑聚合物的熔点,结晶度、分子量、极性、芳香性、脂脚性、共聚结构等,对于热固性聚合物还要考虑到其固化温度和固化机理。 填充剂的形状、比表面、湿含量、酸碱性、化学组成等都可影响偶联效果。一般粗粒子填充剂偶联效果不及细粒子好但对超微细(如CaCO3≥2000目)填充剂效果则有相反现象。 偶联剂的用量,一般为处理物重量的0.5--3%,推荐使用量为0.8---1.5%。其用量与效果并非是正比关系,量太多则偶联剂过剩反而使性能下降,(在塑料中使拉伸、抗冲击等指标下降,在涂料中,会使附着力大为降低等)量太少,则因包复不完全,效果不显著。所以在应用时要试验出最佳用量,做到既经济又有效。 由于钛酸酯偶联剂用量少,为使其发挥应有的效果,必须使它在填料(或颜料等处理物)中均匀地分散,否则,达不到偶联效果。 使用方法: 1、混合法: 就是把聚合物、填料或颜料及其它助剂和偶联剂直接混合,此法比较简便,不要增加设备和改变原加工工艺,缺点是分散不够理想,因其它助剂与偶联剂有竞争反应。 2、预处理法: 先把填料或颜料用偶联剂进行预处理,然后再和聚合物及其它助剂进行加工混合。此法有许多优点,特别适用于聚合物组份比较复杂或加工温度比较高的某些工程塑料,可以防止不必要的副反应发生,偶联剂和填料进行预处理后其分解点就大为提高。 本法又可以分为: ①干混合法: 为了使少量钛酸酯均匀地包复在颜、填料表面,一般加入少量稀释剂,和偶联剂的用量比在1比1的情况下,就能够使少量的钛酸酯均匀分布在填料表面,不用稀释剂就不能均匀的包复好填料,此稀释剂可采用原工艺配方中的溶剂、润滑剂。如在塑料工业可选用白油(液体石蜡),在橡胶工业选用机油,在涂料工业选用200#溶剂油或异丙醇等,其处理设备,一般选用高速捏合机,即填料在高速搅出料备用(注意冷却,否则容易引起局部过热使填料变色而且填充性能下降)。 ②湿混合法:

新型硅烷偶联剂YC-618的合成及应用

γ-氨乙基哌嗪基丙基甲基二乙氧基硅烷的合成与应用研究 闫蕾1,杨涛2 (1.浙江省羊毛衫质量检验中心,嘉兴314502; 2.杭州业诚有机硅有限公司,杭州311200)摘要:对氨乙基哌嗪基丙基甲基二乙氧基硅烷的合成方法进行了介绍,探讨了主要反应条件对其性能的影 响,并用红外光谱和核磁共振氢谱对其结构进行了表征。并通过合成的氨基改性硅油,与传统的偶联剂在 后整理应用中进行了比较,发现:对比普通三胺基偶联剂在软滑性有明显提升,而黄变性大大降低;对比 普通哌嗪基偶联剂在蓬松性和滑弹性则有明显提升。 主题词:氨乙基哌嗪硅烷偶联剂氨基改性硅油应用 前言 γ-氨乙基哌嗪基丙基甲基二乙氧基硅烷是一种新型二官能团受阻型三胺基硅烷偶联剂,其分子结构上有别于二乙烯三胺基丙基甲基二甲氧基硅烷(以下简称YC-603)的高反应性,含有伯氨基、仲氨基和叔氨基三种氨基团,同时因哌嗪基的引入,在保持原有YC-603偶联剂滑弹、蓬松性的基础上,极大地降低了织物的黄变性。经其乳液处理过的织物,具有以下特点:柔软及平滑性优于三胺硅油;蓬松及弹性优于哌嗪硅油;而织物整理后黄变性较之二乙烯三胺基偶联剂(YC-603)大大降低,可获得极好的白度;同时由于哌嗪基具有一定的亲水性,其整理液不易粘辊等。 1.合成反应原理 1.1胺化反应式 2.试验 2.1试剂和仪器 原料(胺化) 氯丙基甲基二甲氧基硅烷:纯度≥98% 氯丙基甲基二乙氧基硅烷:纯度≥98% 江苏晨光偶联剂有限公司 氨乙基哌嗪:纯度≥99% 大连连晟贸易有限公司 甲苯:分析纯南京试剂厂 原料(本体聚合) DMC:浙江新安化工集团股份有限公司 四甲基氢氧化铵;AR,市售 γ-氨乙基哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷(YC-618): 工业品,杭州业诚有机硅有限公司 乙酸、异丙醇:AR。西安化学试剂厂 碳酸钠:AR,上试一厂 复合乳化剂:非离子异构十三醇型,自配 织物:针织丝光棉布、桃皮绒坯布、针织全毛织物 仪器(合成及分析)

白炭黑在硅橡胶领域的应用

深圳晨美颜料色母粒有限公司 主要生产塑胶颜料、色母粒、荧光粉、pvc色浆、 pvc/pu色片色砂、、硅胶色胶色母产品 及代客配色/抽粒加工服务。 白炭黑在硅橡胶领域的应用 硅橡胶的结构化,是个常见的问题。白炭黑导致硅橡胶结构化,主要是基于白炭黑与高分子量聚硅氧烷巨量的氢键作用。硅橡胶用补强填充剂按其补强效果的不同可分为补强性填充剂,和非补强性填充剂,前者的直径为10~50nm,比表面积为70~400m2/g,补强效果较好;后者通常为300~10000nm,比表面积在30m2/g以下,补强效果较差。 硅橡胶所用的补强填充剂主要是指合成的二氧化硅,又称白炭黑。而白炭黑分为气相白炭黑和沉淀白炭黑。 气相白炭黑 气相白炭黑粒子的大小、比表面积、表面性质、结构等与原料气体的比例、燃烧速度、SiO2核在燃烧室中停留时间等因素有关。 气相白炭黑粒子越细,它的比表面积就越大,则补强效果就越好,但操作性能就越差。反之它的粒子粗些,比表面积也小,补强效果就差,但操作性就要好一些。 气相白炭黑为硅橡胶最常用的补强剂之一,由它补强的胶料硫化后的机械强度高,电性能好。气相白炭黑并可与其它补强剂或弱补强剂并用,以制取不同使用要求的胶料。 沉淀白炭黑 与用气相白炭黑补强的硅橡胶胶料相比,用沉淀白炭黑补强的胶料机械强度稍低,介电性能,特别是受潮后的介电性能较差,但耐热老化性能较好,混炼胶的成本要低得多。当对制

深圳晨美颜料色母粒有限公司 主要生产塑胶颜料、色母粒、荧光粉、pvc色浆、 pvc/pu色片色砂、、硅胶色胶色母产品 及代客配色/抽粒加工服务。 品的机械强度要求不高时,可用沉淀白炭黑或使之与气相白炭黑并用。沉淀白炭黑的性能受沉淀条件如酸度、温度等的影响。 白炭黑可以通过适宜的化合物对其进行处理而制成一种表面疏水的物质。处理的方法主要有液相法和气相法二种。液相法的条件易于控制,产品质量稳定,处理效果好,但工艺复杂,溶剂需要回收;气相法处理工艺简单,但产品的质量不够稳定,处理效果较差。 表面处理剂 用作表面处理剂的物质原则上能与白炭黑表面的羟基发生作用的,有以下几种: 1)醇类2)氯硅烷类3)烷氧基硅烷4)六甲基二硅醚5)硅氮烷。 白炭黑对硅橡胶的补强机理被认为有以下二种。 a.橡胶被填料粒子吸附填料粒子吸附聚合物,使橡胶分子链段直接固定在填料粒子的附近或者沿着填料表面定向或被填料聚集体滞留。 b.橡胶与填料粒子结合填料粒子与聚合物链段结合产生有效的交联以及聚合物缠结了填料粒子。 基于上述二种作用,使白炭黑对硅橡胶起到补强作用。 白炭黑由于其生产方法不同,其酸碱性是不同的。气相白炭黑呈酸性,沉淀白炭黑呈碱性。最纯的无HCl的气相法白炭黑的pH值为6,这是由于白炭黑表面的羟基在水中离解产生了H+所致。pH值低于4.6时,则是由于高温水解留存下来的HCl引起的。

常用硅烷偶联剂介绍

常用硅烷偶联剂介绍标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

常用硅烷偶联剂介绍 1.KH550 KH550硅烷偶联剂CAS号:919-30-2 一、国外对应牌号 A-1100(美国联碳),Z-6011(美国道康宁),KBM-903(日本信越)。本品有碱性,通用性强,适用于环氧、PBT、酚醛树脂、聚酰胺、聚碳酸酯等多种热塑性和热固性树脂。 二、化学名称分子式: 名称:γ-氨丙基三乙氧基硅烷 别名:3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺 【3-TriethoxysilylpropylamineAPTES】, γ-氨丙基三乙氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷【3-AminpropyltriethoxysilaneAMEO】 分子式:NH 2(CH 2 ) 3 Si(OC 2 H 5 ) 3 分子量:221.37 分子结构: 三、物理性质: 外观:无色透明液体 密度(ρ25℃):0.946

沸点:217℃ 折光率nD25:1.420 溶解性:可溶于有机溶剂,但丙酮、四氯化碳不适宜作释剂;可溶于水。在水中水解,呈碱性。 本品应严格密封,存放于干燥、阴凉、避光的室内。 四、KH550主要用途: 本品应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、PBT、聚酰胺、聚碳酸酯等热塑性和热固体树脂,能大幅度提高增强塑料的干湿态抗弯强度、抗压强度、剪切强度等物理力学性能和湿态电气性能,并改善填料在聚合物中的润湿性和分散性。 本品是优异的粘结促进剂,可用于聚氨酯、环氧、腈类、酚醛胶粘剂和密封材料,可改善颜料的分散性并提高对玻璃、铝、铁金属的粘合性,也适用于聚氨酯、环氧和丙烯酸乳胶涂料。 在树脂砂铸造中,本品增强树脂硅砂的粘合性,提高型砂强度抗湿性。 在玻纤棉和矿物棉生产中,将其加入到酚醛粘结剂中,可提高防潮性及增加压缩回弹性。 在砂轮制造中它有助于改进耐磨自硬砂的酚醛粘合剂的粘结性及耐水性。 2.KH560 一、国外对应牌号: A-187(美国联碳公司)。

硅烷偶联剂使用方法

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

硅橡胶种类、配方、生产工艺及用途

硅橡胶种类、配方、生产工艺及用途 摘要:硅橡胶是一种兼具无机和有机性质的高分子弹性材料,其分子主链由硅原子和氧原子 交替组成(—Si—O—Si—),侧链是与硅原子相连接的碳氢或取代碳氢有机基团,这种基团可以 是甲基、不饱和乙烯基(摩尔分数一般不超过01005) 或其它有机基团,这种低不饱和度的分子 结构使硅橡胶具有优良的耐热老化性和耐候老化性,耐紫外线和臭氧侵蚀。分子链的柔韧性 大,分子链之间的相互作用力弱,这些结构特征使硫化胶柔软而富有弹性,但物理性能较差。关键词:硅橡胶、热硫化型橡胶、工艺流程、特性与功能、应用与发展 1 引言 分类 硅橡胶按其硫化机理不同可分为热硫化型、室温硫化型和加成反应型三大类。这里主要介绍热硫化型橡胶。 特性 (1)耐高、低温性 在所有橡胶中,硅橡胶的工作温度范围最广阔(-100~350℃)。例如,经过适当配合的乙烯基硅橡胶或低苯基硅橡胶,经250℃数千小时或300℃数百小时热空气老化后仍能保持弹性;低苯基硅橡胶硫化胶经350℃数十小时热空气老化后仍 能保持弹性,它的玻璃化温度为-140℃ ,其硫化胶在-70~100℃的温度下仍具有弹性。硅橡胶用于火箭喷管内壁防热涂层时,能耐瞬时数千度的高温。 (2)耐臭氧老化、耐氧老化、耐光老化和耐候老化性能硅橡胶硫化胶在自由状 态下置于室外曝晒数年后,性能无显着变化。 (3) 电绝缘 性能硅橡胶硫化胶的电绝缘性能在受潮、频率变化或温度升高时变化较小,燃烧 后生成的二氧化硅仍为绝缘体。此外,硅橡胶分子结构中碳原子少,而且不用炭黑作填料,因此在电弧放电时不易发生焦烧,在高压场合使用十分可靠。它的耐电晕性和耐电弧性极好,耐电晕寿命是聚四氟乙烯的1000 倍,耐电弧寿命是氟橡胶的20 倍。 (4)特殊的表面性能和生理惰性 硅橡胶的表面能比大多数有机材料小,具有低吸湿性,长期浸于水中吸水率仅为1%左右,物理性能不下降,防霉性能良好,与许多材料不发生粘合,可起隔离作用。硅橡胶无味、无毒,对人体无不良影响,与机体组织反应轻微,具有优良生理惰性和生理老化性。

硅烷偶联剂使用说明

硅烷偶联剂使用说明 一、选用硅烷偶联剂的一般原则 已知,硅烷偶联剂的水解速度取于硅能团Si-X,而与有机聚合物的反应活性则取于碳官能团C-Y。因此,对于不同基材或处理对象,选择适用的硅烷偶联剂至关重要。选择的方法主要通过试验预选,并应在既有经验或规律的基础上进行。例如,在一般情况下,不饱和聚酯多选用含CH2=CMeCOO、Vi及CH2-CHOCH2O-的硅烷偶联剂;环氧树脂多选用含CH2-CHCH2O及H2N-硅烷偶联剂;酚醛树脂多选用含H2N-及H2NCONH-硅烷偶联剂;聚烯烃多选用乙烯基硅烷;使用硫黄硫化的橡胶则多选用烃基硅烷等。由于异种材料间的黏接可度受到一系列因素的影响,诸如润湿、表面能、界面层及极性吸附、酸碱的作用、互穿网络及共价键反应等。因而,光靠试验预选有时还不够精确,还需综合考虑材料的组成及其对硅烷偶联剂反应的敏感度等。为了提高水解稳定性及降低改性成本,硅烷偶联剂中可掺入三烃基硅烷使用;对于难黏材料,还可将硅烷偶联剂交联的聚合物共用。 硅烷偶联剂用作增黏剂时,主要是通过与聚合物生成化学键、氢键;润湿及表面能效应;改善聚合物结晶性、酸碱反应以及互穿聚合物网络的生成等而实现的。增黏主要围绕3种体系:即(1)无机材料对有机材料;(2)无机材料对无机材料;(3)有机材料对有机材料。对于第一种黏接,通常要求将无机材料黏接到聚合物上,故需优先考虑硅烷偶联剂中Y与聚合物所含官能团的反应活性;后两种属于同类型材料间的黏接,故硅烷偶联剂自身的反亲水型聚合物以及无机材料要求增黏时所选用的硅烷偶联剂。 二、使用方法 如同前述,硅烷偶联剂的主要应用领域之一是处理有机聚合物使用的无机填料。后者经硅烷偶联剂处理,即可将其亲水性表面转变成亲有机表面,既可避免体系中粒子集结及聚合物急剧稠化,还可提高有机聚合物对补强填料的润湿性,通过碳官能硅烷还可使补强填料与聚合物实现牢固键合。但是,硅烷偶联剂的使用效果,还与硅烷偶联剂的种类及用量、基材的特征、树脂或聚合物的性质以及应用的场合、方法及条件等有关。本节侧重介绍硅烷偶联剂的两种使用方法,即表面处理法及整体掺混法。前法是用硅烷偶联剂稀溶液处理基体表面;后法是将硅烷偶联剂原液或溶液,直接加入由聚合物及填料配成的混合物中,因而特别适用于需要搅拌混合的物料体系。 1、硅烷偶联剂用量计算 被处理物(基体)单位比表面积所占的反应活性点数目以及硅烷偶联剂覆盖表面的厚度是决定基体表面硅基化所需偶联剂用量的关键因素。为获得单分子层覆盖,需先测定基体的

硅烷偶联剂改性酚醛树脂的合成

CHINA?SYNTHETIC?RESIN?AND?PLASTICS 研究与开发合?成?树?脂?及?塑?料?,?2017,?34(6):?17 酚醛树脂是酚类与醛类在酸性或碱性催化剂作用下形成树脂的统称,是工业化最早的合成高分子材料,具有优异的黏接强度、耐水、耐热、耐磨、耐化学药品腐蚀性及化学稳定性等特点,特别是耐沸水性能最佳。目前,酚醛树脂仍是相当重要的合成高分子材料,特别在生产耐水、耐候性木制品等,具有十分特别的意义。酚醛树脂同样有着一些缺点,颜色太深、脆性易裂等,所以在应用上有着一定的限制[1-4]。许多科研工作者从分子结构、聚合工艺以及共混等方面对其进行了研究,取得了一定的成效[5-9]。由于传统的酚醛树脂在耐热性能和韧性等方面存在缺陷,在很大程度上限制了其进一步应用,而有机硅树脂具有良好的耐热性能和韧性。本工作针对普通酚醛树脂的脆性和耐热性能的不足,采用硅烷偶联剂KH560改性酚醛树脂,在结构中引入Si—O—Si和环氧基,通过优化实验条件,对树脂的性能进行分析,期望改善树脂的耐热性能和韧性,为酚醛树脂的改性提供一种可供选择的参考方法,拓展酚醛树脂的应用领域,对推动酚醛树脂产业发展具有重要的意义。 硅烷偶联剂改性酚醛树脂的合成 游胜勇1,戴润英2*,董晓娜1,李?玲1,陈衍华1,曹?修1 (1.江西省科学院应用化学研究所,江西省南昌市 330029;2.江西农业大学,江西省南昌市 330045) 摘要:以硅烷偶联剂KH560作为改性剂,采用化学合成方法合成了KH560改性酚醛树脂。通过傅里叶变换红外光谱、热重分析以及力学性能测试研究了硅烷偶联剂KH560对酚醛树脂热性能和力学性能的影响。结果表明: 当w(KH560)为2.5%时,改性酚醛树脂在318 ℃时开始分解,树脂质量损失约为17.0%,耐热性能较好;与改性前相 比,改性酚醛树脂的拉伸强度提高了32.9 MPa,冲击强度提高了4.03 kJ/m2,力学性能得到了改善。 关键词:酚醛树脂 硅烷偶联剂 韧性 耐热性能 改性 中图分类号:TB 332文献标识码: B 文章编号:1002-1396(2017)06-0017-03 Synthesis and properties of phenolic resin modi?ed by silane coupling agent You Shengyong1, Dai Runying2, Dong Xiaona1, Li Ling1, Chen Yanhua1, Cao Xiu1 (1. Institute of Applied Chemistry,Jiangxi Academy of Sciences,Nanchang 330029,China; 2. College of Science,Jiangxi Agricultural University,Nanchang 330045,China) Abstract: The phenolic resin was modified by silane coupling agent KH560 to prepare KH560 modified phenolic resin. The effect of KH560 on the thermal and mechanical properties of phenolic resin were investigated by Fourier transform infrared spectroscope, thermogravimetry analyzer, and mechanical property tests. The results show that the phenolic resin decomposes at 318 ℃ when the mass fraction of KH560 modifier is 2.5%, and the mass loss is approximately 17.0%, which represents better thermal resistance. The mechanical properties of the resin modified such as the tensile strength and the impact strength are improved by 32.9 MPa and 4.03 kJ /m2 respectively. Keywords: phenolic resin; silane coupling agent; toughness; heat resistance; modification 收稿日期:2017-08-01;修回日期:2017-09-25。 作者简介:游胜勇,男,1981年生,硕士,2008年毕业于江 西师范大学有机化学专业,研究方向为有机硅新材料加工 与应用。E-mail:ysygood1981@https://www.sodocs.net/doc/0e16848232.html,。 基金项目:江西省科学院预研项目和杰出青年基金项目 (2016-JCQN-02)。 通信联系人。E-mail: runyingdai@https://www.sodocs.net/doc/0e16848232.html,。 *

硅烷偶联剂的产品分类与用途.pdf

硅烷偶联剂介绍

目录 1 硅烷偶联剂 (1) 有机硅烷偶联剂的选择原则 (3) 偶联剂用量 (4) 硅烷偶联剂作用机理 (5) 硅烷偶联剂使用方法 (6) 硅烷偶联剂分类与用途 (7) 硅烷偶联剂A-151 (7) 硅烷偶联剂A-171 (8) 硅烷偶联剂A-172 (9) 硅烷偶联剂KH-540 (9) 硅烷偶联剂KH-550 (10) 硅烷偶联剂KH-551 (10) 硅烷偶联剂KH-560 (11) 硅烷偶联剂KH-570 (12) 硅烷偶联剂KH-580 (13) 硅烷偶联剂KH-602 (13) 硅烷偶联剂KH-791 (14) 硅烷偶联剂KH-792 (15) 硅烷偶联剂KH-901 (16) 硅烷偶联剂KH-902 (16) 硅烷偶联剂nd-22 (17) 硅烷偶联剂ND-42(南大42) (17) 硅烷偶联剂ND-43 (17) 硅烷偶联剂SI-69 (18) 苯基三甲氧基硅烷 (18) 苯基三乙氧基硅烷 (19) 甲基三乙氧基硅烷 (20)

钛酸酯偶联剂 (20) 钛酸酯偶联剂101(钛酸酯TTS) (20) 钛酸酯偶联剂102 (21) 钛酸酯偶联剂105 (21) 有机硅烷偶联剂的选择原则 有机硅烷偶联剂的选择一般凭借对有机硅烷偶联剂侧试数据进行经脸总结,准确.地预测有机硅烷偶联剂是非常困难的。使用有机硅烷偶联剂后增大的键强度是一系列复杂因素的综合,如浸润、表面能、边界层的吸附、极性吸附,酸碱相互作用等. 预选有机硅烷偶联剂可遵循以下规津:不饱和聚醋可选用乙烯纂、环氧基及甲基丙烯陈氧基型有机硅烷偶联剂;环氧树脂宜选用环氧基或氨基型有机硅烷偶联剂;酚醛树脂宜选用氨基或服基型有机硅烷偶联剂;烯烃聚合物宜选用乙烯基型右机硅烷偶联剂;硫磺硫化的橡胶宜选用疏基型有机硅烷偶联剂等, 一、选用硅烷偶联剂的一般原则已知,硅烷偶联剂的水解速度取于硅能团Si-X,而与有机聚合物的反应活性则取于碳官能团C-Y。因此,对于不同基材或处理对象,选择适用的硅烷偶联剂至关重要。选择的方法主要通过试验,预选并应在既有经验或规律的基础上进行。例如,在一般情况下,不饱和聚酯多选用含CH2=CMeCOOVi及CH2-CHOCH2O的硅烷偶联剂:环氧树脂多选用含CH2CHCH2O及H2N硅烷偶联剂:酚醛树脂多选用含H2N及H2NCONH硅烷偶联剂:聚烯烃多选用乙烯基硅烷:使用硫黄硫化的橡胶则多选用烃基硅烷等。由于异种材料间的黏接强度受到一系列因素的影响,诸如润湿、表面能、界面层及极性吸附、酸碱的作用、互穿网络及共价键反应等。因而,光靠试验预选有时还不够精确,还需综合考虑材料的组成及其对硅烷偶联剂反应的敏感度等。为了提高水解稳定性及降低改性成本,硅烷偶联剂中可掺入三烃基硅烷使用;对于难黏材料,还可将硅烷偶联剂交联的聚合物共用。 硅烷偶联剂用作增黏剂时,主要是通过与聚合物生成化学键、氢键;润湿及表面能效应:改善聚合物结晶性、酸碱反应以及互穿聚合物网络的生成等而实现的。增黏主要围绕3种体系:即(1)无机材料对有机材料;(2)无机材料对无机材料;(3)有机材料对有机材料。对于第一种黏接,通常要求将无机材料黏接到聚合物上,故需优先考虑硅烷偶联剂中Y与聚合物所含官能团的反应活性:后两种属于同类型材料间的黏接,故硅烷偶联剂自身的反亲水型聚合物以及无机材料要求增黏时所选用的硅烷偶联剂。 硅烷偶联剂牌号偶联剂应用领 域 偶联剂作用 KH-540 KH-550 胶黏剂行业●提高粘接力及粘接寿命 ●在潮湿和干燥的条件下仍具有良好的粘结效果●更佳的耐溶剂性、提高储存寿命 KH-560 KH-570 KH-792 Si-602 Si-563 KH-540 KH-550 涂料行业●有机聚合物和无机表面之间的附着力促进剂●粘合体系的交联剂和固化剂,共聚单体 ●填料和颜料的分散剂 ●在抗刮和抗腐蚀涂料中充当粘结组分及涂层 KH-560 KH-570 KH-792 Si-602 Si-563 A-151

硅烷偶联剂

硅烷偶联剂 一项目建设的目的: 为减少单一产品的经营风险,改进有机硅主要产品的结构,考虑发展有机硅下游产品——硅烷偶联剂,降低经营风险,在市场占据有利形势。 近几年,由于我国玻纤行业和子午线轮胎生产的快速发展,使得市场对硅烷偶联剂的需求量增长很快。 我国的玻璃纤维产业属于朝阳产业,而随着建筑、机械、电子等玻璃纤维增强复合材料等应用领域的发展,使得我国的玻璃纤维产业正在进入新一轮高速发展期。预计“十一五”期间,玻纤生产量的发展速度将接近10%,2010年我国玻璃纤维量有望达到130万吨,对硅烷偶联剂的需求量将达到18000吨左右;加上橡胶行业及其他行业发展的需求,预计2010年国内硅烷偶联剂总需求量将达到25000吨以上。 目前国内虽有多家硅烷偶联剂生产企业,但绝大多数企业生产规模小,而且产品档次较低,品种规格较少。因此,有条件的地区或企业建设较大型的多功能硅烷偶联剂生产线,提高我国硅烷偶联剂的生产水平是必要的。 二概述 1 基本情况: 硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物,其通式为RSiX3,式中R代表氨基、巯基乙烯基、环氧基、氯丙基、氰基及甲基丙烯酰氧基等基团,这些基团和不同的基体树脂均具有较强的反应能力,x代表能够水解的基团,如卤素、烷氧基、酰氧基等。 硅烷偶联剂是由三氯氢硅(HSiCl3)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。硅烷偶联剂既能与无机物中的羟基又能与有机聚合物中的长分子链相互作用,使两种不同性质的材料偶联起来,从而改善生物材料的各种性能。 2 用途:

硅烷偶联剂的应用大致可归纳为三个方面; (1) 用于玻璃纤维的表面处理。硅烷偶联剂能改善玻璃纤维和树脂的粘合性能,提高玻璃纤维增强复合材料的强度、抗水、抗气候等性能。2004年玻璃纤维使用的硅烷偶联剂约占其消耗总量的50%以上,其中用得较多的品种有乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。 (2) 用于无机填料的表面处理。硅烷偶联剂在对无机填料及树脂进行偶联时可预先对填料进行表面处理,也可直接加入树脂中,以改善填料在树脂中的分散性及粘合力,提高工艺性能和填充塑料(包括橡胶)的机械、电学和耐气候等性能。 (3) 用作密封剂、粘接剂和涂料的增粘剂。硅烷偶联剂能提高它们的粘接强度、耐水、耐气候等性能。硅烷偶联剂往往可以解决某些材料长期以来无法粘接的难题。 3 硅烷偶联剂的品种: 硅烷偶联剂品种很多(常用硅烷偶联剂品种见下表),其中产量最大的是双-[3-(三乙氧基)硅丙基]四硫化物(Si-69或KH-846),它是由三氯氢硅、氯丙烯为原料催化合成γ-氯丙基三氯硅烷(它是生产多种硅烷偶联剂的中间产品),然后进行醇解得到γ-氯丙基三乙氧基硅烷,再与硫化物在一定条件下反应而制得。它是橡胶料行业中得到成功使用的多功能硅烷偶联剂,广泛应用在子线午轮胎及其它橡胶制品中。 目前常用的硅烷偶联剂品种

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