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我國主要的三類硅烷偶聯(lián)劑kh560
一是含硫硅烷,2013年中國含硫硅烷產(chǎn)量約為6.5萬噸(折純),占總產(chǎn)量的46.4%。硅烷偶聯(lián)劑對金屬表面改性技術(shù)正成為一種新型的磷化法替代技術(shù),具有巨大的潛力。該類硅烷偶聯(lián)劑kh560產(chǎn)品主要用于汽車輪胎制造,國內(nèi)產(chǎn)品近年來技術(shù)水平不斷提高,已通過世界主要輪胎公司的各類認(rèn)證,在國外市場開拓方面已經(jīng)不存在技術(shù)壁壘,加之國外生產(chǎn)成本較高,因此國內(nèi)產(chǎn)品出口量連續(xù)增長;
二是交聯(lián)劑產(chǎn)品,2013年產(chǎn)量約為3.95萬噸,約占總產(chǎn)量的28.2%。主要產(chǎn)品包括肟基,三乙酰氧基,硅酸酯和三乙氧基等幾大類。因此硅烷偶聯(lián)劑kh560對于不同的基材或處理的對象,選擇合適的硅烷偶聯(lián)劑是至關(guān)重要的。我國是世界上較大的有機(jī)硅室溫膠消費(fèi)國,近年來我國有機(jī)硅室溫膠產(chǎn)銷增長較快;加之有機(jī)硅單體和多晶硅生產(chǎn)迅速增加,為交聯(lián)劑行業(yè)提供了大量廉價原料,湖北新藍(lán)天等民營企業(yè)抓住機(jī)遇,擴(kuò)大生產(chǎn),國內(nèi)硅烷交聯(lián)劑生產(chǎn)規(guī)模因此快速放大,目前也開始大量出口;
三是其他功能性硅烷產(chǎn)品,2013年我國氨基、環(huán)氧基、乙烯基和酰氧基硅烷及其他功能性硅烷產(chǎn)量合計3.57萬噸,約占總產(chǎn)量的25.2%。一般硅微粉類礦物粉體的Si-OH含量為4-12個μm2,1mol的硅烷偶聯(lián)劑可以覆蓋約7500m2的粉體表面積。由于國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)不斷提高,常規(guī)硅烷產(chǎn)品價格下滑,龍頭企業(yè)在實(shí)現(xiàn)一體化的基礎(chǔ)上,下大力氣開發(fā)功能性硅烷產(chǎn)品,使得我國硅烷品種進(jìn)一步豐富,產(chǎn)量連續(xù)提高。
現(xiàn)階段我國實(shí)際可生產(chǎn)的硅烷約有300種,硅烷偶聯(lián)劑kh560根據(jù)官能團(tuán)不同,主要分為含硫、交聯(lián)劑、氨基、環(huán)氧基、乙烯基、酰氧基等大類,其余如飽和烷烴、α硅烷以及硅烷二次加工產(chǎn)品也有很多種類,但產(chǎn)量均不大。2013年中國硅烷產(chǎn)品品種結(jié)構(gòu)(按產(chǎn)量)。
?硅烷偶聯(lián)劑kh560表面改性工藝的確定原則
根據(jù)所選用的硅烷偶聯(lián)劑與硅微粉反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行確定:
一是首先要將硅微粉進(jìn)行動態(tài)加熱到100-110℃,此時以霧化法加入水解后的硅烷偶聯(lián)劑或復(fù)合偶聯(lián)劑。
二是在硅烷偶聯(lián)劑與反應(yīng)過程中應(yīng)保持一定的反應(yīng)時間,因不同的反應(yīng)時間其改性的效果是不同的。這一加熱反應(yīng)過程是硅烷偶聯(lián)劑kh560脫水、縮合與固化,以使硅烷偶聯(lián)劑與硅微粉形成穩(wěn)定和牢固的共價鍵結(jié)合。
三是經(jīng)偶聯(lián)劑改性的粉體,都會產(chǎn)生假結(jié)顆粒和縮合后產(chǎn)生的硬顆粒,給產(chǎn)品質(zhì)量帶來了很大的影響,所以硅烷偶聯(lián)劑kh560一定要進(jìn)行有效分級,只有這樣才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
新型多功能硅烷偶聯(lián)劑kh560在粉體材料中運(yùn)用的理論與實(shí)踐
對于復(fù)合材料來說,顆粒與樹脂之間的界面往往是應(yīng)力集中點(diǎn)和微裂紋發(fā)起點(diǎn),為了進(jìn)一步改善界面,提高材料整體性能,需要采用偶聯(lián)劑對其表面進(jìn)行改性。偶聯(lián)劑種類繁多,硅烷偶聯(lián)劑正是其中之一。
硅烷偶聯(lián)劑(簡稱“SCA”或“硅烷”)是能同時與極性物質(zhì)和非極性物質(zhì)產(chǎn)生一定結(jié)合力,把兩種性質(zhì)完全不同的材料連接在一起的化合物硅,其通式可表示為R-SiX3。通過實(shí)驗(yàn),我們得知未改性的顏料鋁具有疏水性,無法分散在水性體系中,全部漂浮于水面。身為偶聯(lián)劑中被應(yīng)用得早、廣泛的一員,硅烷偶聯(lián)劑發(fā)展至今已有近70年的歷史,幾乎可以與任何一種材料交聯(lián),包括熱固性材料、熱塑性材料、橡膠及無機(jī)材料等,因此應(yīng)用十分廣泛。
但隨著現(xiàn)代復(fù)合材料研究的不斷發(fā)展,對硅烷偶聯(lián)劑性能要求越來越高,不同功能、不同要求的新產(chǎn)品被陸續(xù)被研制和開發(fā)出來。其新型多功能硅烷便是其中一員,具有如下優(yōu)勢:
①硅烷偶聯(lián)劑kh560和無機(jī)填料的表面包覆率更高;
②和有機(jī)樹脂的相容性更廣;
③硅烷偶聯(lián)劑kh560功能特點(diǎn)更明顯;
④填料添加量更大,使下游客戶的生產(chǎn)成本降低更明顯。
硅烷偶聯(lián)劑kh560作用及功能
硅烷作用的機(jī)理和功能
當(dāng)有機(jī)材料和無機(jī)材料共混時,有機(jī)硅在兩種材料表面顯示出親和力。有機(jī)硅的這種雙向功能,被稱為硅烷分子的雙向反應(yīng)。通過熱分解或與其它氣體的化學(xué)反應(yīng),可由硅烷制得單晶硅、多晶硅、非晶硅、金屬硅化物、氮化硅、碳化硅、氧化硅等一系列含硅物質(zhì)。硅烷通過化學(xué)作用,在有機(jī)物和無機(jī)物兩種材料的縫隙間搭起了橋梁。由于硅烷的作用,兩種材料形成了持久的化學(xué)粘接,因此提高了礦物復(fù)合材料的耐久性能。當(dāng)有許多其它材料共混時,硅烷被稱為偶聯(lián)劑,是具用雙向反應(yīng)的材料,在不同材料間搭起橋梁。