常用硅烷偶聯(lián)劑種類和用量對改性鋁性能的影響

為了研究硅烷偶聯(lián)劑種類和用量對改性鋁性能的影響，南京能德新材料公司針對不同種類的硅烷偶聯(lián)劑改性處理顏料鋁做了實驗。

通過實驗，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；相比其他三種硅烷偶聯(lián)劑，而經(jīng)常用硅烷偶聯(lián)劑WD-60表面改性后的顏料鋁，能大部分懸浮在水性體系中，親水性較好，光澤性略有降低但不明顯。本研究初步選用WD-60硅烷偶聯(lián)劑作為鋁顏料表面改性劑。五是為解決表面改性中產(chǎn)生的假團(tuán)聚和硬團(tuán)聚體，一定要進(jìn)行有效的分級，應(yīng)有專用的分級設(shè)備進(jìn)行配套。

硅烷偶聯(lián)劑的用量以其在水解溶液中的濃度來表示。

通過實驗可以表明，當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑含量較少時，顏料鋁部分漂浮于水面，因為WD-60未能完全包覆于鋁表面形成致密親水性包覆膜層；當(dāng)WD-60含量較高時，鋁顏料發(fā)生部分沉淀，顏料光澤性明顯降低，因為顏料表面過多的硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生縮聚反應(yīng)導(dǎo)致團(tuán)聚下沉。常用硅烷偶聯(lián)劑試驗現(xiàn)象表明：經(jīng)用量為5%的WD-60硅烷偶聯(lián)劑包覆改性后的顏料鋁在水性體系中分散穩(wěn)定性明顯提高，顏料外觀基本沒有發(fā)生變化。端硅烷聚醚是以硅烷氧基封端聚醚的長鏈結(jié)構(gòu)，不會像聚氨酯密封膠含有毒性的異酸酯基團(tuán)和游離異酸酯。

常用硅烷偶聯(lián)劑改性硅微粉使用注意事項

常用硅烷偶聯(lián)劑硅微粉表面改性主要是為了解決3個問題：

一是分散問題；

二是與有機(jī)高分子材料界面結(jié)合的問題；

三是功能化及專用化問題。

要想做好硅微粉表面改性，一定要以表面改性的機(jī)理為依據(jù)，認(rèn)真了解表面改性劑的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，同時考慮下游有機(jī)高分子制品的基材、主體配方及技術(shù)要求，經(jīng)綜合考慮選擇合理的改性劑，在此基礎(chǔ)上確定表面改性工藝和設(shè)備。

硅烷偶聯(lián)劑是硅微粉表面改性的改性劑，可將硅微粉親水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H有機(jī)性表面，常用硅烷偶聯(lián)劑還可提高有機(jī)高分子材料對其粉體的潤濕性，并通過官能團(tuán)使硅微粉與有機(jī)高分子材料實現(xiàn)牢固的共價鍵界面結(jié)合。

但是，硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用效果與選用的種類、用量、水解情況、基材特性、有機(jī)高分子材料的應(yīng)用場合、方法及條件等有關(guān)。在這個網(wǎng)絡(luò)中，有很多有機(jī)反應(yīng)點,是由烷氧基硅烷的R基團(tuán)帶來的。所以要使用好硅烷偶聯(lián)劑，就要對其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及與硅微粉作用的機(jī)理等進(jìn)行認(rèn)真的研究，這樣才能正確的選擇和使用好硅烷偶聯(lián)劑，設(shè)計和制造出工藝合理的表改性設(shè)備。

常用硅烷偶聯(lián)劑硅微粉的未來發(fā)展趨勢

目前，國產(chǎn)的活性硅微粉產(chǎn)品因其只用硅偶聯(lián)劑簡單的混合處理，常用硅烷偶聯(lián)劑效果不夠理想，粉體與樹脂混合時很容易團(tuán)聚，而國外有許多專利提出了對硅微粉的活性處理，例如德國專利提出用聚硅烷和硅微粉混合，并在紫外線照射下攪拌，獲得活性硅微粉；日本專家提出硅烷二醇衍生物處理硅微粉，并在常用硅烷偶聯(lián)劑混合過程中加入催化劑，使偶聯(lián)劑對粉體的包裹均勻，從而能使環(huán)氧樹脂能與硅微粉達(dá)到理想的結(jié)合效果。硅烷作為含硅薄膜和涂層的應(yīng)用已從傳統(tǒng)的微電子產(chǎn)業(yè)擴(kuò)展到鋼鐵、機(jī)械、化工和光學(xué)等各個領(lǐng)域。

因此，我國硅微粉生產(chǎn)廠家在表面改性的道路上道遠(yuǎn)，不僅需要上游偶聯(lián)劑廠家的密切配合，更需要下游應(yīng)用廠家的通力合作。只要解決改性的技術(shù)難題，活性硅微粉的市場將非常值得期待。

常用硅烷偶聯(lián)劑在金屬表面的工藝

硅烷處理技術(shù)正是利用了硅烷偶聯(lián)劑的特殊性能。在金屬表面的成膜過程為：

(1)硅烷偶聯(lián)劑經(jīng)水解后，形成具有疏水和親水結(jié)構(gòu)的硅醇；

(2) 常用硅烷偶聯(lián)劑通過分子間脫水縮合形成有序的低聚物；

(3) 低聚物與金屬表面上的羥基形成氫鍵；

(4) 常用硅烷偶聯(lián)劑由于分子內(nèi)脫水，部分形成共價鍵后，緊密排列在金屬表面，形成一層致密的硅烷膜。