偶联剂在高岭土中的应用

硅烷偶联剂简介:

偶联剂也称表面处理剂或促粘剂,分子结构特含有两类性质不同的化学基团:一是亲无机基团,另一是亲有机基团。

(RO)X-M-Ay

RO代表易水解或交换反应的短链烷氧基。M代表中心原子,可以是硅、钛、铝、硼等。A代表与中心原子结合稳定的较长链亲有机基团。如酯酰基(—CR-),长链烷氧基(RO—),磷酸酯酰基等。

硅烷偶联剂应用机理:

用偶联剂对填充表面进行处理时,其两类基团通过化学反应或物理化学反应,一端与填料表面结合,另一端与高分子树脂结合(缠绕或反应),使表面性质悬殊的无机填料与高分子基料两相较好的互溶。

填料经过偶联剂表面处理后,有改善填料体系流变性和提高物理力学性能的效果。

硅烷偶联剂高岭土中的应用指导

高岭土是粘土中的一种,是一种水合硅酸铝矿物质,其分子式可表示为:
Al2O3.2SiO2.2H2O
一般高岭土中含SiO2 40~50%,Al2O3 30~40%,Fe2O3 1.2-2.0% , 烧失量为11-12%。此外还有微量Ti、Ca、Mg、K、Na等金属元素的氧化物。
它的单晶是一种双层水合硅酸铝,一层是SiO2是氧化铝,通过化学结合而成,具有六角形片状构型,在水中PH值略呈酸性,但其耐碱性在大多数情况下仍然很好。

高岭土中的结合水在1000℃以上高温时才会失去,但高岭土极易吸潮,在使用前必须加以干燥。
高岭土颗粒具有极强的结团倾向,颗粒粒径越小越显著,为了使高岭土上的颗粒在塑中分散,对高岭土要进行表面处理。表面处理也可有效的抑制其酸性活化点。

偶联剂对高岭土表面的改性处理(活化改性)

矿物的表面改性(含高岭土)主要是依靠化学改性剂在矿物表面的吸附,包裹等来实现因此表面化学改性对矿物表面活化改性处理具有决定性作用。

高岭土应用在不同领域所选择的对应偶联剂

a. 橡胶填充

当采用过氧化物时,选用含乙烯基或其他不饱和键的硅烷偶联剂(A-151、KH-570、Si-69)英国瓷土公司的研究表明,在粘土表面吸附或反应的硅烷形态取决于粘土表 面上的羟基浓度,如果硅烷吸附到已加热至脱羟化湿度(550℃)以上的高岭土表面,则可获得更显著的改性效果。

b、用硅烷偶联剂Si-69干法改性高岭土制成的橡胶补强剂,其补强效果接近或达到白碳黑水平。

c.用KH-550、KH-570、HD-201处理的高岭土不但可以提高橡胶电缆的机械物理性能,而且可以改善其电绝缘性能,尤其是在潮湿环境或寒冷环境下。

e、高岭土KH-550处理后,填充尼龙的,其抗冲强度、韧性均高于纯尼龙。

f、经硅烷偶联剂改性的高岭土在有机分散介质中的填充量可大幅度提高,尽管不同的偶联剂对提高幅度的影响不同,但均显著高于未处理或仅表面涂覆处理(如脂肪酸法处理)的相 应填料填充量(指达到同样体系的粘度时)。

液体石蜡处理高岭土:

液体石蜡;高岭土=60:60(质量分)加入1.2%的HD-T201 填料液体石蜡体系原来粘度(Pa.S)>100,添加为后体系粘度为0.5750 Pa.Sg、经硅烷偶联剂 (KH-550,KH-560,KH-792)处理过的高岭土应用于涂料或胶粘剂行业中可显著降低涂料体系的体系粘度,触变性和抗剥离力。在胶粘剂体系中可显著提高粘结强度、耐气候、耐酸耐碱性等。