硅烷偶联剂是一种硅烷,在分子中包含两个不同的化学性质(有机官能团和可水解基团)。分子结构通常为:YR-Si(Men)X4-n-1(其中Y为有机官能团,R为可水解的硅官能团)。通过使用现货硅烷偶联剂可以在无机物和有机物之间的界面之间建立“分子桥”,以将性质非常不同的两种材料连接在一起,从而形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的粘结层。改善复合材料的性能并增加粘结强度。典型的现货硅烷偶联剂包括A151(乙烯基三乙氧基硅烷),A171(乙烯基三甲氧基硅烷),A172(乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷)等。
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教授首先将现货硅烷偶联剂用于金属预处理。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等型号的现货硅烷偶联剂,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)硅烷偶联剂的种类;根据分子结构中的不同R基团,硅烷偶联剂可分为氨基硅烷,环氧硅烷,硫代硅烷,甲基丙烯酰氧基硅烷,乙烯基硅烷,脲基硅烷和异氰酸酯硅烷。(2)现货硅烷偶联剂的适用对象;它对含有更多硅酸的石英粉,玻璃纤维,白炭黑等效果很好。它对高岭土,水合氧化铝和氧化效果很好。镁也是有效的,但是对于不含游离酸的钛酸钙无效。(3)现货硅烷偶联剂的选择;但是,在选择硅烷偶联剂对无机粉末的表面进行改性时,需要考虑聚合物粘合剂的种类。
1、基材表面清洁方法不当,清洁溶剂不当;2、底材表面不够清洁,不能满足现货硅烷偶联剂的要求;底材表面不易挥发,干燥;3、底漆使用不当或底漆在使用前已过期;4、底材表面底漆过多,施涂密封胶时底材表面不挥发,干燥;5、施加密封剂期间,接口中的密封剂未完全压实;6、密封胶与基材之间的接触面积太小,以至于无法确保密封胶与基材之间的粘附力(不合理的界面设计);7、现货硅烷偶联剂在固化过程中会受到外界影响,例如风荷载,基材的热膨胀和收缩等;8、施工期间,环境温度低于5℃,这会导致基材表面凝结和结露。
有两种方法可以使用现货硅烷偶联剂: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。大多数现货硅烷偶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。