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有兩種方法可以使用現(xiàn)貨氨基硅烷:一種是將硅烷配制成水溶液,用它來處理無機(jī)粉末,然后將其與有機(jī)聚合物或樹脂基材混合,即預(yù)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(jī)粉末和有機(jī)聚合物基礎(chǔ)材料混合,即遷移法。大多數(shù)現(xiàn)貨氨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(shí)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(huì)促進(jìn)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(huì)發(fā)生自縮合而失效。
現(xiàn)貨氨基硅烷行業(yè)是技術(shù)密集型和資本密集型行業(yè),進(jìn)入壁壘很高。目前參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的公司包括國際化工巨頭,例如美國的空氣化工產(chǎn)品公司,日本的三菱瓦斯化學(xué)公司,德國的巴斯夫等。這些公司技術(shù)相對(duì)先進(jìn),產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,占據(jù)了大多數(shù)高端市場(chǎng)。國內(nèi)企業(yè)主要是民營企業(yè),大多數(shù)產(chǎn)能較小,因此主要集中在低端市場(chǎng),面臨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。國內(nèi)企業(yè)通過技術(shù)引進(jìn),吸收和自主創(chuàng)新,掌握了核心技術(shù)和產(chǎn)品轉(zhuǎn)化能力,依靠產(chǎn)品的高性價(jià)比優(yōu)勢(shì)和本土化優(yōu)勢(shì),逐步擠占了國際化工巨頭的市場(chǎng)份額??傮w而言,現(xiàn)貨氨基硅烷是市場(chǎng)化程度較高的開放型產(chǎn)業(yè)。
加工對(duì)象的單位比表面積的反應(yīng)點(diǎn)數(shù)和現(xiàn)貨氨基硅烷覆蓋的表面厚度是決定基材表面硅化所需偶聯(lián)劑數(shù)量的關(guān)鍵因素。為了獲得單分子層的覆蓋率,首先需要確定襯底的SiOH含量。眾所周知,大多數(shù)硅質(zhì)基材的SiOH含量為4-12 / m2,因此,如果均勻分布,則1摩爾的現(xiàn)貨氨基硅烷可以覆蓋約7500m2的基材。對(duì)于具有多個(gè)可水解基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑,由于自縮合反應(yīng)的緣故,計(jì)算精度會(huì)受到一定程度的影響。如果使用Y3SiX處理基板,則可以獲得與計(jì)算值一致的單層覆蓋率。但是,由于Y 3 SiX價(jià)格昂貴并且覆蓋物的耐水解性差,因此沒有實(shí)用價(jià)值。另外,基板表面上的Si-OH的數(shù)量也隨加熱條件而變化。如果用堿性清潔劑處理基材表面,則會(huì)形成硅烷醇陰離子。
首先,弱酸性和弱堿性水溶液可以促進(jìn)硅烷偶聯(lián)劑的水解。一水溶液的pH值使現(xiàn)貨氨基硅烷更易于水解??梢酝ㄟ^添加乙酸,氨和其他物質(zhì)來調(diào)節(jié)其基團(tuán)對(duì)水溶液的pH值影響較弱的硅烷,以調(diào)節(jié)水溶液的pH值,從而使硅烷偶聯(lián)劑更易于水解。偶聯(lián)劑的水解速率顯著提高。其次,當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑水解時(shí),將產(chǎn)生一定量的甲醇,乙醇和與水混溶的其他溶劑。這取決于硅烷結(jié)構(gòu)中的X基團(tuán)。如果預(yù)先將現(xiàn)貨氨基硅烷添加到水溶液中以進(jìn)行水解,則此時(shí)產(chǎn)生的溶劑將使硅烷偶聯(lián)劑更充分地分散在水溶液中并使水解溶液更穩(wěn)定。如果事先將少量乙醇添加到水溶液中,然后進(jìn)行乙烯基硅烷的水解,則油珠狀硅烷偶聯(lián)劑將更易與水溶液混溶,并且不易因沉淀而沉淀出來。
基于酸改性的硅酸鈉水溶液的無機(jī)涂料具有較低的成本,并保持了現(xiàn)貨氨基硅烷的某些其他性能。但是,由于具有建筑和裝飾效果,盡管有應(yīng)用,但在數(shù)量和范圍上與前兩者相比要少得多,由水泥和苯乙烯-丙烯酸乳液制成的無機(jī)涂料的應(yīng)用較少。功能性無機(jī)建筑涂料,即防霉涂料,防火涂料,隔熱涂料和防凝涂料等,是使用廣泛的無機(jī)防火涂料,例如LG鋼結(jié)構(gòu)防火和隔熱涂料涂料(不可膨脹),E-60膨脹型無機(jī)阻燃涂料等已被廣泛使用;其次,無機(jī)防霉涂料由于其固有的優(yōu)異的防霉性能也得到了一定程度的使用。盡管現(xiàn)貨氨基硅烷和無機(jī)隔熱涂料具有良好的性能,但由于用量少,因此使用不多。
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