硅烷偶聯(lián)劑是一種硅烷,在分子中包含兩個不同的化學性質(有機官能團和可水解基團)。分子結構通常為:YR-Si(Men)X4-n-1(其中Y為有機官能團,R為可水解的硅官能團)。通過使用現(xiàn)貨硅烷交聯(lián)劑可以在無機物和有機物之間的界面之間建立“分子橋”,以將性質非常不同的兩種材料連接在一起,從而形成有機基體-硅烷偶聯(lián)劑-無機基體的粘結層。改善復合材料的性能并增加粘結強度。典型的現(xiàn)貨硅烷交聯(lián)劑包括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。
有三種用現(xiàn)貨硅烷交聯(lián)劑處理玻璃纖維的方法:預處理,后處理和遷移。偶聯(lián)劑預處理方法可以提高纖維與樹脂之間的潤濕性,增加界面之間的結合力,降低生產成本,提高生產效率。然而,在使用后處理方法或遷移方法之后,玻璃布的潤濕性沒有顯著改善。現(xiàn)貨硅烷交聯(lián)劑后處理的方法是先用熱處理去除玻璃纖維中的紡織上漿劑,熱處理后纖維的強度會降低;然后浸漬偶聯(lián)劑以增加表面活性基團。偶聯(lián)劑遷移方法是將偶聯(lián)劑直接添加到樹脂配方中。在浸漬期間,處理劑從樹脂膠“遷移”到玻璃纖維表面的作用被用來與玻璃纖維表面相互作用。共同作用。
1、簡單攪拌。操作簡單,但效果不是很令人滿意。2、溶膠-凝膠法。根據反應前體的不同,可將其分為幾類,例如在有機聚合物存在下形成無機相網絡;在現(xiàn)貨硅烷交聯(lián)劑相存在下有機單體的聚合;同時在有機相和無機相之間形成互穿網絡。這種過程比較復雜,但是效果更好。3、以膠體SiO2顆粒為核,通過常規(guī)乳液聚合制備核-殼結構復合乳液,這是核-殼聚合工藝的延伸。4、現(xiàn)貨硅烷交聯(lián)劑通過偶聯(lián)劑與乳液結合。此過程簡單實用,需要深化和完善。本文選擇表面處理劑-硅烷偶聯(lián)劑制備有機-無機雜化涂料。工藝簡單,反應條件溫和,易于控制。進行了更系統(tǒng)的工藝條件測試,并更改了工藝參數以實現(xiàn)涂層性能的定制。
國外情況:國外相關研究很早就開始了。美國辛辛那提大學的Van Ooij W J教授首先將現(xiàn)貨硅烷交聯(lián)劑用于金屬預處理。他已經在1990年代開始進行研究嘗試,并獲得了大量研究成果和zhuanli。國內情況:近年來,中國也開始研究和使用硅烷偶聯(lián)劑來處理金屬樹脂涂料體系。徐毅研究了乙烯基三乙氧基硅烷和環(huán)氧三乙氧基硅烷的水解和包覆過程。我國于1950年在中國科學院化學研究所研制出KH-550,KH-560,KH-570,KH-590等型號的現(xiàn)貨硅烷交聯(lián)劑,并投入生產相繼。后來,氨基硅烷和改性氨基硅烷相繼出現(xiàn)。后來,開發(fā)了耐熱硅烷,陽離子硅烷,重氮和疊氮化硅烷?,F(xiàn)在,我們國內的硅烷生產商發(fā)展迅速,許多品種擺脫了對進口的依賴。
硅烷偶聯(lián)劑是通過在氯鉑酸的催化下,添加氯仿硅(HSiCl3)和具有反應性基團的不飽和烯烴而得到的,然后進行醇解。現(xiàn)貨硅烷交聯(lián)劑本質上是具有有機官能團的硅烷的一種。在其分子中,它還具有可與無機材料和有機材料化學鍵合的反應基團,用于化學鍵合??梢杂猛ㄊ結(CH2)nSiX3表示,其中n = 0?3; X-可水解基團;可以與樹脂反應的Y-有機官能團。 X通常為氯基,甲氧基,乙氧基,甲氧基乙氧基,乙酰氧基等。當這些基團水解時,形成硅烷醇(Si(OH)3),其與現(xiàn)貨硅烷交聯(lián)劑形成硅氧烷。 Y是乙烯基,氨基,環(huán)氧基,甲基丙烯酰氧基,巰基或脲基。這些反應性基團可以與有機物質反應而鍵合。
當在金屬表面上形成硅烷膜時,由于硅烷溶液中的SiOH基與金屬表面上的MeOH基縮合,因此在界面上會形成牢固的Si-O-Me共價鍵。該鍵與Si-O-Si鍵一起在界面區(qū)域或“界面層”中形成新的結構。以鋁為例,顯示了現(xiàn)貨硅烷交聯(lián)劑處理后金屬的表面結構??梢钥闯?,界面層主要包括Al-O-Si鍵和Si-O-Si鍵,其化學成分類似于(Al2O3)x·(xSiO2)y。研究表明,界面層的形成為良好保護金屬表面奠定了重要基礎。隨著現(xiàn)貨硅烷交聯(lián)劑的耐水性的提高,膜中的水量大大減少,從而防止了Si-O-Al共價鍵的水解,在界面處保持了良好的粘合強度,并進一步確保了硅烷的防腐性能。硅烷膜。