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。生產丙基三甲氧基硅烷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),其與生產丙基三甲氧基硅烷形成硅氧烷。 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。
使用有機硅烷偶聯(lián)劑后提高的結合強度是一系列復雜因素的結合,例如潤濕,表面能,邊界層吸附,極性吸附,酸堿相互作用等。預先選擇的有機硅烷偶聯(lián)劑可以遵循以下規(guī)則:不飽和聚酯可以選擇乙烯基,環(huán)氧和甲基丙烯酰基類有機硅烷偶聯(lián)劑;環(huán)氧樹脂應選擇環(huán)氧基或氨基型生產丙基三甲氧基硅烷;酚醛樹脂應使用氨基或脲基有機硅烷偶聯(lián)劑;烯烴聚合物應使用乙烯基型有機硅烷偶聯(lián)劑;硫磺硫化橡膠應使用巰基型有機硅烷偶聯(lián)劑。選擇生產丙基三甲氧基硅烷的一般原則。
首先,弱酸性和弱堿性水溶液可以促進硅烷偶聯(lián)劑的水解。一水溶液的pH值使生產丙基三甲氧基硅烷更易于水解。可以通過添加乙酸,氨和其他物質來調節(jié)其基團對水溶液的pH值影響較弱的硅烷,以調節(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,當硅烷偶聯(lián)劑水解時,將產生一定量的甲醇,乙醇和與水混溶的其他溶劑。這取決于硅烷結構中的X基團。如果預先將生產丙基三甲氧基硅烷添加到水溶液中以進行水解,則此時產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。
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(jù)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;在生產丙基三甲氧基硅烷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、生產丙基三甲氧基硅烷通過偶聯(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(shù)以實現(xiàn)涂層性能的定制。
有兩種方法可以使用生產丙基三甲氧基硅烷: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)生產丙基三甲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。