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)热固性树脂;玻璃纤维增强环氧树脂,为了满足焊料合金中使用的环氧树脂层压板的电性能和耐热性要求,建议使用现货硅烷偶联剂作为热固性复合材料的树脂改性剂。(2)半导体封装;封装半导体是硅烷偶联剂在环氧模塑化合物中用作半导体密封剂以提高复合材料的耐湿性和电性能的较普遍用途。(3)涂层砂;铸件由耐火骨料(砂)和粘结剂组成。制成的铸件的质量反映了施加在砂粒表面的粘合剂的强度。(4)热塑性的;与热固性树脂相比,在热塑性树脂中使用现货硅烷偶联剂获得的结果通常较低。(5)树脂改性;硅烷偶联剂的使用不限于复合材料的界面。树脂改性可以制造出具有独特和卓越特性的高性能树脂。
基于酸改性的硅酸钠水溶液的无机涂料具有较低的成本,并保持了现货硅烷偶联剂的某些其他性能。但是,由于具有建筑和装饰效果,尽管有应用,但在数量和范围上与前两者相比要少得多,由水泥和苯乙烯-丙烯酸乳液制成的无机涂料的应用较少。功能性无机建筑涂料,即防霉涂料,防火涂料,隔热涂料和防凝涂料等,是使用广泛的无机防火涂料,例如LG钢结构防火和隔热涂料涂料(不可膨胀),E-60膨胀型无机阻燃涂料等已被广泛使用;其次,无机防霉涂料由于其固有的优异的防霉性能也得到了一定程度的使用。尽管现货硅烷偶联剂和无机隔热涂料具有良好的性能,但由于用量少,因此使用不多。
由于其结构特征,表面活性剂具有独特的化学性质,可以广泛用于各个领域。从下游需求市场来看,洗涤剂是表面活性剂重要的应用领域,占51%,其次是化妆品,纺织和食品工业,分别占11%,8%和6%。全球现货硅烷偶联剂消费市场主要分布在中国,美国,欧洲发达地区和南美大国。从年消费量的角度来看,亚洲所占比例较大,约占全球消费市场的40%,其中中国的消费量约占17%。北美和欧洲共同占据了全球市场的一半左右。随着精细化学品的发展,客户将对现货硅烷偶联剂的性能提出更高的要求,以及更加多样化和具体的要求。未来,表面活性剂行业将朝着更加专业化和定制化的发展方向发展。
(1)硅烷偶联剂的改性;利用现货硅烷偶联剂的双重反应功能,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,脂肪醇与现货硅烷偶联剂反应以除去水分子,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。
加入交联剂(催化剂),填料等后,可用于粘结或密封。为了改善某些现货硅烷偶联剂性能,可添加其他一些树脂,例如环氧树脂,聚酯树脂和酚醛树脂进行改性。改性方法包括共混改性和共缩聚改性。改性的有机硅树脂在固化条件,操作技术和粘附性方面具有不同程度的改善。用酚醛树脂改性后,体系的固化温度降低,粘合强度提高,并且使用温度不降低。现货硅烷偶联剂制备改性有机硅树脂粘合剂时,应严格注意改性材料的添加量。通常存在量的各种改性剂,过多或过少都会不利于粘结和密封效果。