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,从而打开了现货氨基硅烷偶联剂的实际应用历史,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,现货氨基硅烷偶联剂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、简单搅拌。操作简单,但效果不是很令人满意。2、溶胶-凝胶法。根据反应前体的不同,可将其分为几类,例如在有机聚合物存在下形成无机相网络;在现货氨基硅烷偶联剂相存在下有机单体的聚合;同时在有机相和无机相之间形成互穿网络。这种过程比较复杂,但是效果更好。3、以胶体SiO2颗粒为核,通过常规乳液聚合制备核-壳结构复合乳液,这是核-壳聚合工艺的延伸。4、现货氨基硅烷偶联剂通过偶联剂与乳液结合。此过程简单实用,需要深化和完善。本文选择表面处理剂-硅烷偶联剂制备有机-无机杂化涂料。工艺简单,反应条件温和,易于控制。进行了更系统的工艺条件测试,并更改了工艺参数以实现涂层性能的定制。
1、硅烷偶联剂。现货氨基硅烷偶联剂是一种辅助剂,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,现货氨基硅烷偶联剂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。
二氧化硅具有亲水性的主要原因是二氧化硅的表面被硅烷醇包围,所选的现货氨基硅烷偶联剂通常是易于与二氧化硅表面上的羟基反应的化学物质,并且当使用现货氨基硅烷偶联剂有机物作为改性剂时,改性效果更好。常用的修饰符如下:(1)有机硅卤素化合物:例如二甲基二氯硅烷和三甲基氯硅烷。(2)有机硅有机化合物:例如聚二甲基硅氧烷(PDMS),六甲基二硅氧烷(MM),八甲基三硅氧烷(MDM)。(3)醇类化合物:如丁醇,戊醇,线性庚醇等。(4)硅氮烷化合物:如六甲基二硅氮烷等。(5)有机聚合物:如聚乙烯醇。(6)硅烷偶联剂:包括六甲基二硅氮烷,六甲基乙基硅氮烷,乙烯基乙氧基硅烷,三甲基乙氧基硅烷,甲基三甲氧基硅烷等。
(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,建议使用现货氨基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氨基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。
加入交联剂(催化剂),填料等后,可用于粘结或密封。为了改善某些现货氨基硅烷偶联剂性能,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。现货氨基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。