硅烷偶联剂是一种同时包含两种化学性质不同的有机硅化合物的分子,用于提高聚合物与无机物的实际结合强度。这可能意味着真正的附着力增加,或者润湿性,流变性和其他处理性能得到改善。偶联剂还可以修饰界面区域以增强有机相和无机相之间的边界层。因此,生产硅烷交联剂被广泛用于胶粘剂,涂料和油墨,橡胶,铸件,玻璃纤维,电缆,纺织品,塑料,填料,表面处理等行业。硅烷交联剂是指含有两个或多个硅官能团的硅烷,它们可以在线性分子之间架桥,从而多个线性分子或微分支的大分子与聚合物可以相互键结和交叉连接成三维网络结构,促进或介导聚合物分子链之间共价键或离子键的形成。生产硅烷交联剂用于水性压敏胶,水性丙烯酸胶粘剂,涂料,皮革涂饰剂等。
有两种方法可以使用生产硅烷交联剂:一种是将硅烷配制成水溶液,用它来处理无机粉末,然后将其与有机聚合物或树脂基材混合,即预处理方法。该方法具有良好的表面改性处理效果,是常用的表面改性方法。另一种方法是将硅烷与无机粉末和有机聚合物基础材料混合,即迁移法。大多数生产硅烷交联剂需要在使用前制备为水溶液,即使事先将其水解也是如此。水解时间取决于硅烷偶联剂的类型和溶液的pH值。在配置期间,通常将水溶液的pH值控制在3-5之间。pH值高于5或低于3会促进聚合物的形成。因此,所制备和水解的硅烷偶联剂不能放置太久,否则会发生自缩合而失效。
首先,弱酸性和弱碱性水溶液可以促进硅烷偶联剂的水解。一水溶液的pH值使生产硅烷交联剂更易于水解。可以通过添加乙酸,氨和其他物质来调节其基团对水溶液的pH值影响较弱的硅烷,以调节水溶液的pH值,从而使硅烷偶联剂更易于水解。偶联剂的水解速率显着提高。其次,当硅烷偶联剂水解时,将产生一定量的甲醇,乙醇和与水混溶的其他溶剂。这取决于硅烷结构中的X基团。如果预先将生产硅烷交联剂添加到水溶液中以进行水解,则此时产生的溶剂将使硅烷偶联剂更充分地分散在水溶液中并使水解溶液更稳定。如果事先将少量乙醇添加到水溶液中,然后进行乙烯基硅烷的水解,则油珠状硅烷偶联剂将更易与水溶液混溶,并且不易因沉淀而沉淀出来。
当在金属表面上形成硅烷膜时,由于硅烷溶液中的SiOH基与金属表面上的MeOH基缩合,因此在界面上会形成牢固的Si-O-Me共价键。该键与Si-O-Si键一起在界面区域或“界面层”中形成新的结构。以铝为例,显示了生产硅烷交联剂处理后金属的表面结构。可以看出,界面层主要包括Al-O-Si键和Si-O-Si键,其化学成分类似于(Al2O3)x·(xSiO2)y。研究表明,界面层的形成为良好保护金属表面奠定了重要基础。随着生产硅烷交联剂的耐水性的提高,膜中的水量大大减少,从而防止了Si-O-Al共价键的水解,在界面处保持了良好的粘合强度,并进一步确保了硅烷的防腐性能。硅烷膜。