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,生产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。
首先,弱酸性和弱碱性水溶液可以促进硅烷偶联剂的水解。一水溶液的pH值使生产氨基硅烷偶联剂更易于水解。可以通过添加乙酸,氨和其他物质来调节其基团对水溶液的pH值影响较弱的硅烷,以调节水溶液的pH值,从而使硅烷偶联剂更易于水解。偶联剂的水解速率显着提高。其次,当硅烷偶联剂水解时,将产生一定量的甲醇,乙醇和与水混溶的其他溶剂。这取决于硅烷结构中的X基团。如果预先将生产氨基硅烷偶联剂添加到水溶液中以进行水解,则此时产生的溶剂将使硅烷偶联剂更充分地分散在水溶液中并使水解溶液更稳定。如果事先将少量乙醇添加到水溶液中,然后进行乙烯基硅烷的水解,则油珠状硅烷偶联剂将更易与水溶液混溶,并且不易因沉淀而沉淀出来。
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%。全球生产氨基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,客户将对生产氨基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)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,建议使用生产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生产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。
有三种用生产氨基硅烷偶联剂处理玻璃纤维的方法:预处理,后处理和迁移。偶联剂预处理方法可以提高纤维与树脂之间的润湿性,增加界面之间的结合力,降低生产成本,提高生产效率。然而,在使用后处理方法或迁移方法之后,玻璃布的润湿性没有显着改善。生产氨基硅烷偶联剂后处理的方法是先用热处理去除玻璃纤维中的纺织上浆剂,热处理后纤维的强度会降低;然后浸渍偶联剂以增加表面活性基团。偶联剂迁移方法是将偶联剂直接添加到树脂配方中。在浸渍期间,处理剂从树脂胶“迁移”到玻璃纤维表面的作用被用来与玻璃纤维表面相互作用。共同作用。
丙烯酸乳液是水性涂料的主要成膜物质之一,在水性涂料的原料中占很大比例。它主要用于建筑,防水,包装,纺织,水性油墨和拼图胶等行业。它是一种无毒,无刺激,环保且具有出色的物理和化学特性的环保化学原料。 2019年,全球生产氨基硅烷偶联剂的生产能力约为630万吨,丙烯酸乳液的需求约为650万吨。总体情况供不应求。未来几年生产氨基硅烷偶联剂的市场规模将继续增长,预计到2025年将达到894万吨。预计到2020年,国内涂料市场将超过2800万吨,涂料行业丙烯酸乳液的市场需求约为350万吨。在未来几年中,预计我国丙烯酸乳液行业的市场规模将继续增加。