丙烯酸乳液是水性涂料的主要成膜物質之一,在水性涂料的原料中占很大比例。它主要用于建筑,防水,包裝,紡織,水性油墨和拼圖膠等行業(yè)。它是一種無毒,無刺激,環(huán)保且具有出色的物理和化學特性的環(huán)保化學原料。 2019年,全球生產丙基三乙氧基硅烷的生產能力約為630萬噸,丙烯酸乳液的需求約為650萬噸??傮w情況供不應求。未來幾年生產丙基三乙氧基硅烷的市場規(guī)模將繼續(xù)增長,預計到2025年將達到894萬噸。預計到2020年,國內涂料市場將超過2800萬噸,涂料行業(yè)丙烯酸乳液的市場需求約為350萬噸。在未來幾年中,預計我國丙烯酸乳液行業(yè)的市場規(guī)模將繼續(xù)增加。
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教授首先將生產丙基三乙氧基硅烷用于金屬預處理。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等型號的生產丙基三乙氧基硅烷,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。
有兩種方法可以使用生產丙基三乙氧基硅烷:一種是將硅烷配制成水溶液,用它來處理無機粉末,然后將其與有機聚合物或樹脂基材混合,即預處理方法。該方法具有良好的表面改性處理效果,是常用的表面改性方法。另一種方法是將硅烷與無機粉末和有機聚合物基礎材料混合,即遷移法。大多數(shù)生產丙基三乙氧基硅烷需要在使用前制備為水溶液,即使事先將其水解也是如此。水解時間取決于硅烷偶聯(lián)劑的類型和溶液的pH值。在配置期間,通常將水溶液的pH值控制在3-5之間。pH值高于5或低于3會促進聚合物的形成。因此,所制備和水解的硅烷偶聯(lián)劑不能放置太久,否則會發(fā)生自縮合而失效。
鑒于夏季起泡的原因,基本上有以下三種類型,并有特定的解決方案。1.基材的水分導致起泡;夏天南部多雨。如果在雨后室外進行施工,則在界面干濕時會直接注入膠水。2.基板溫度過高;在夏季高溫下,建筑基材的表面溫度會更高,并且當生產丙基三乙氧基硅烷固化時,粘合材料的溫度不能超過50°C。3.未固化的玻璃膠暴露在陽光下;通常,生產丙基三乙氧基硅烷在固化之前不能暴露在陽光下,特別是如果在注入膠水后立即將其暴露在陽光下,會在膠接點內部引起蜂窩狀氣泡,從而導致膠接點的外部凸。
二氧化硅具有親水性的主要原因是二氧化硅的表面被硅烷醇包圍,所選的生產丙基三乙氧基硅烷通常是易于與二氧化硅表面上的羥基反應的化學物質,并且當使用生產丙基三乙氧基硅烷有機物作為改性劑時,改性效果更好。常用的修飾符如下:(1)有機硅鹵素化合物:例如二甲基二氯硅烷和三甲基氯硅烷。(2)有機硅有機化合物: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)醇類化合物:如丁醇,戊醇,線性庚醇等。(4)硅氮烷化合物:如六甲基二硅氮烷等。(5)有機聚合物:如聚乙烯醇。(6)硅烷偶聯(lián)劑: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。