硅烷偶联剂应用探讨

硅烷在表面处理行业的应用现状
硅烷偶联剂的发展与应用

硅烷简介：有机硅烷又称硅烷偶联剂(silane coupling agents，简称SCA)，用硅烷偶联剂进行金属预处理是近年来新兴的表面处理工艺，由于其无毒性、无污染、适用广泛、成本低、对有机涂层有优异的粘接性能等优点而引起国内外学者们的关注，有机硅烷处理工艺有望取代传统的磷化、铬酸盐钝化等对环境容易造成污染的处理工艺。

硅烷的历史：早在上世纪40年代，Johns Hopkins大学的Ralph K Witt等人在一份写给海军军械局的“秘密”报告中指出，用烯丙基三乙氧基硅烷处理玻璃纤维而制成的不饱和聚酷复合材料的强度为采用乙基三氯硅烷处理玻璃纤维时的两倍，从而开创了硅烷偶联剂实际应用的历史，并极大地刺激了硅烷偶联剂的研究与发展。

硅烷的应用：硅烷偶联剂作为连接两种不同性质材料的“分子桥”已经在复合材料、涂料、胶粘剂等行业中得到了广泛的应用。随着它在玻璃纤维增强材料中的应用，合成的种类日益繁多，应用范围也日益扩大。现在，硅烷偶联剂基本上适用于所有无机材料和有机材料的连接表面，已经被广泛应用在汽车、航空、电子和建筑等行业中。

硅烷偶联剂的种类
几种常用的有机硅烷

硅烷偶联剂国内外现状
国外情况：国外相关研究起步很早，美国辛辛那提大学Van Ooij W J教授最先利用硅烷偶联剂进行金属预处理，他在上世纪90年代就已经开始研究尝试，并取得大量研究成果和专利。他认为SCA水解后产生的硅羟基可与金属表面的羟基反应形成Me-O-Si结构，式中Me指的是金属。他发现在对金属表面进行防腐预处理时，在涂漆或不涂漆情况下都可防止几种腐蚀的发生，他使用BTSE(无有机官能团)等硅烷获得了较好的防腐效果。

国内情况：近年来，国内也相继开始研究并使用硅烷偶联剂处理金属-树脂涂层系统。徐溢 研究了乙烯基三乙氧基硅烷、环氧基三乙氧基硅烷的水解和涂覆工艺，她认为金属表面处理的效果既与硅烷的性质、结构有关，又与金属表面的性质有关。赖琛在金属基耐温防腐涂层制备中，使用了KH-550和KH-602型硅烷对金属基体进行处理，实验结果表明KH-550能明显提高涂膜的耐蚀性能。

国内硅烷产品的工业化生产：我国于1950年在中科院化学所研制成KH-550、KH-560、KH-570、KH-590等型号硅烷偶联剂，并相继投入生产。后来又相继出现了氨基和改性氨基硅烷，以后又开发了耐热硅烷、阳离子硅烷、重氮和叠氮硅烷等。现在，我国内硅烷生产厂家迅速增长，很多品种已经摆脱了对进口的依赖。