硅烷偶联剂的应用大致可以归纳为以下几个方面:1、用于玻璃纤维行业。处理和改善玻璃纤维的表面可以改善玻璃纤维和树脂的粘结性能,并大大提高玻璃纤维增强复合材料的强度,电气,耐水性,耐候性和其他性能。2、用于塑料和复合材料行业。无机填料可以预先进行表面处理,或者生产甲基三甲氧基硅烷直接添加到树脂中。3、用于胶水行业,密封胶,胶粘剂等行业。生产甲基三甲氧基硅烷可以提高它们的粘结强度,耐水性,耐候性和其他性能。4、用于铸造行业。它可以改善有机和无机材料的表面性能,并增强填料与树脂之间的粘合力。5、用于涂料工业。增强风干涂膜对难以附着的基材(特别是环氧、醇酸、聚氨酯、丙烯酸和其他脂质体系)的附着力,大大提高其耐水性和耐盐雾性。
有两种方法可以使用生产甲基三甲氧基硅烷: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。大多数生产甲基三甲氧基硅烷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。
鉴于夏季起泡的原因,基本上有以下三种类型,并有特定的解决方案。1.基材的水分导致起泡;夏天南部多雨。如果在雨后室外进行施工,则在界面干湿时会直接注入胶水。2.基板温度过高;在夏季高温下,建筑基材的表面温度会更高,并且当生产甲基三甲氧基硅烷固化时,粘合材料的温度不能超过50°C。3.未固化的玻璃胶暴露在阳光下;通常,生产甲基三甲氧基硅烷在固化之前不能暴露在阳光下,特别是如果在注入胶水后立即将其暴露在阳光下,会在胶接点内部引起蜂窝状气泡,从而导致胶接点的外部凸。
硅烷偶联剂是通过在氯铂酸的催化下,添加氯仿硅(HSiCl3)和具有反应性基团的不饱和烯烃而得到的,然后进行醇解。生产甲基三甲氧基硅烷本质上是具有有机官能团的硅烷的一种。在其分子中,它还具有可与无机材料和有机材料化学键合的反应基团,用于化学键合。可以用通式Y(CH2)nSiX3表示,其中n = 0〜3; X-可水解基团;可以与树脂反应的Y-有机官能团。 X通常为氯基,甲氧基,乙氧基,甲氧基乙氧基,乙酰氧基等。当这些基团水解时,形成硅烷醇(Si(OH)3),其与生产甲基三甲氧基硅烷形成硅氧烷。 Y是乙烯基,氨基,环氧基,甲基丙烯酰氧基,巯基或脲基。这些反应性基团可以与有机物质反应而键合。
国外情况:国外相关研究很早就开始了。美国辛辛那提大学的Van Ooij W J教授首先将生产甲基三甲氧基硅烷用于金属预处理。他已经在1990年代开始进行研究尝试,并获得了大量研究成果和zhuanli。国内情况:近年来,中国也开始研究和使用硅烷偶联剂来处理金属树脂涂料体系。徐毅研究了乙烯基三乙氧基硅烷和环氧三乙氧基硅烷的水解和包覆过程。我国于1950年在中国科学院化学研究所研制出KH-550,KH-560,KH-570,KH-590等型号的生产甲基三甲氧基硅烷,并投入生产相继。后来,氨基硅烷和改性氨基硅烷相继出现。后来,开发了耐热硅烷,阳离子硅烷,重氮和叠氮化硅烷。现在,我们国内的硅烷生产商发展迅速,许多品种摆脱了对进口的依赖。
(1)硅烷偶联剂的改性;利用生产甲基三甲氧基硅烷的双重反应功能,有机基团的一端与白炭黑表面的羟基反应,另一端与橡胶等高分子大分子链反应。(2)醇酯法改性;在白色炭黑的表面上,脂肪醇与生产甲基三甲氧基硅烷反应以除去水分子,并且硅烷醇基被烷氧基取代。(3)聚合物接枝改性;聚合物接枝改性是指在一定条件下通过化学反应将聚合物接枝到白炭黑的表面。(4)聚合物涂层改性;涂层改性是一种常用的表面改性技术,即用不同化学组成的涂层覆盖二氧化硅表面,从而减少羟基之间的相互作用,降低表面能并改善分散性。(5)其他修改方法;除上述表面改性方法外,还可以通过乳液聚合,无机表面涂层改性和超声改性来改性二氧化硅。