硅烷偶联剂应用特性介绍

硅烷偶联剂介绍:

硅烷偶联剂是由硅氯仿(HSiCI3)和带有反应性基团的不饱和烯烃在铂氯酸催化下加成,再经醇解而得。

硅烷偶联剂实质上是一类具有有机官能团的硅烷,在其分子中同时具有能和无机质材料化学结合的反应基团及与有机质材料化学结合的反应基团。

通式为  Y(CH2)nSiX3,n=0~3;X为可水解的基团;Y为有机官能团,能与树脂起反应。

X通常是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基等,这些基团水解时即生成硅醇(Si(OH)3),而与无机物质结合,形成硅氧烷。

根据Y基团中反应基的种类,硅烷偶联剂也分别称为乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷等。这些反应基可与有机物质反应而结合。因此,通过使用硅烷偶联剂,可在无机物质和有机物质的界面之间架起”分子桥”,把两种性质悬殊的材料连接在一起提高复合材料的性能和增加粘接强度的作用。

国内有KH550,KH540,KH560,KH570,KH792,KH602,A171,A151,A 172等型号。

硅烷偶联剂选用原则:

硅烷偶联剂含有两类性能互异的基团中,以Y基团最重要、它对制品性能影响很大,起决定偶联剂的性能作用。只有当Y基团能和对应的树脂起反应,才 能使复合材料的强度提高。-般要求Y基团要与树脂相容并能起偶联反应,所以对于不同的树脂,必须选择含适当Y基团的硅烷偶联剂。

当Y为无反应性的烷基或芳基时,对极性树脂是不起作用的,但可用于非极性树脂,如硅橡胶、聚苯乙烯等的胶接中。

当Y含反应性官能基,要注意它与所用树脂的反应性及相容性。

当Y含氨基时,是属于催化性的,能在酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛的聚合中作催化剂,也可作为环氧和聚氨酯树脂的固化剂,这时偶联剂完全参与反应,形成新键。

硅烷偶联剂使用方法:

(1)表面预处理法将硅烷偶联剂配成0.5~ 1%浓度的稀溶液,使用时只需在清洁的被粘表面徐上薄薄的一层,干燥后即可上胶。所用溶剂多为水、醇、或水醇混合物,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。长链烷基及苯基硅烷由于稳定性较差,不宜配成水溶液使用。氯硅烷及乙氧基硅烷水解过程中伴随有严重的缩合反应,也不宜配成水溶液或水醇溶液使用,而多配成醇溶液使用。
水溶性较差的硅烷偶联剂,可先加入0.1~0.2%(质量 分数)的非离子型表面活性剂,然后再加水加工成水乳液使用。

硅烷水解后,不能久存,最好现配现用,最好在一小时内用完。

(2)迁移法将硅烷偶联剂直接加入到胶粘剂组分中,一般加入量为基体树脂量的1~5%。涂胶后依靠分子的扩散作用,偶联剂分子迁移到粘接界面处产生偶联作用。对于需要固化的胶粘剂,涂胶后需放置一段时间再进行固化,以使偶联剂完成迁移过程,方能获得较好的效果。

实际使用时,偶联剂常常在表面形成一个沉积层,但真正起作用的只是单分子层,因此,偶联剂用量不必过多。

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