早在1940年代,约翰·霍普金斯大学的Ralph K Witt等人在向海军军械局提交的“秘密”报告中指出,玻璃纤维已用烯丙基三乙氧基硅烷处理过。所得的不饱和聚合物复合材料的强度是用乙基三氯硅烷处理的玻璃纤维的强度的两倍,从而打开了生产丙基三乙氧基硅烷的实际应用历史,很大地刺激了硅烷偶联剂的研究和开发。硅烷的应用:硅烷偶联剂作为连接两种性质不同的材料的“分子桥”,已广泛用于复合材料,涂料,胶粘剂和其他行业。随着其在玻璃纤维增强材料中的应用,合成的种类正在增加,并且应用范围也在扩大。现在,生产丙基三乙氧基硅烷基本上可用于所有无机材料和有机材料的连接表面,并已广泛用于汽车,航空,电子和建筑等行业。
1、硅烷偶联剂。生产丙基三乙氧基硅烷是一种辅助剂,可解决无机基材上涂层的更好附着力。然而,其在水中的差的稳定性限制了其在水性涂料工业中的应用。另外,一定的温度可以达到良好的增粘效果,这也限制了其使用范围。2、润湿剂。润湿剂主要是为了改善涂层的润湿性能,以增强附着力。 3、氯化聚烯烃。PP和PE聚烯烃是非吸收性基材。表面光滑且难以粘附。表面处理过程麻烦,并且水性产品的商业化不好。容易缺货等问题限制了其发展。4、交联固化剂。在配方中引入固化剂可以增强成膜性能并改善涂层的附着力。然而,生产丙基三乙氧基硅烷还需要具有反应性基团,并且成品通常具有限制其发展的缺点。5、增粘助剂。引入对基材具有优异粘合性的特性树脂,以改善涂层的粘合性能。
①硅烷偶联剂;硅烷偶联剂是较早开发和使用广泛的偶联剂。对于一般的硅烷偶联剂,因为羟基的数目太少,所以仅当与生产丙基三乙氧基硅烷相似的树脂基团可用于改性时,才难以或不发生与重质碳酸钙表面的偶联反应。②钛酸酯偶联剂;钛酸酯偶联剂主要分为单烷氧基型,焦磷酸单烷氧基型,配位型和螯合型。③铝酸盐偶联剂;与钛酸酯偶联剂相比,生产丙基三乙氧基硅烷具有色浅,无毒,室温下为固体,热稳定性高,使用方便的优点。同时,铝酸盐偶联剂本身具有一定的润滑性。塑性作用,因此对于重质碳酸钙的表面改性,铝酸盐偶联剂的改性效果优于硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。
生产丙基三乙氧基硅烷具有将材料泵送到反应液体上的思想,这不仅有效地解决了由于反应器每单位体积的热交换面积太小而导致的温度延迟的问题,而且由于抽气装置的设计,可以避免反应液底部泄漏引起的安全隐患;应用外部热交换器冷却外部循环内部温度的技术方案,其产生的明显有益效果包括以下三个方面:1.对外回路进行内部冷却,可使反应液温度迅速降至目标温度,使放热反应可控;2.反应液从顶部抽出的设计可以避免反应器底部泄漏引起的潜在安全隐患;3.生产丙基三乙氧基硅烷由于缩短了进料时间和反应时间,对提高生产效率更有利。
硅烷偶联剂在胶粘剂行业中的具体应用如下:1、在结构粘合剂中,金属和非金属键合,如果使用生产丙基三乙氧基硅烷类增粘剂,它可以与金属氧化物缩合或与另一种硅烷醇缩合,从而使硅原子与硅酮的表面紧密接触。2、硅烷已在国内外广泛用作玻璃纤维粘合的处理剂。它可以与界面发生化学反应,从而提高结合强度。3、对于橡胶和其他材料的粘合,硅烷增粘剂具有特殊功能。它明显提高了各种橡胶与其他材料的粘合强度。4、有时可以用生产丙基三乙氧基硅烷解决一般胶粘剂无法解决的粘结问题。