硅烷偶聯(lián)劑種類在零件中的應(yīng)用

硅烷還有一潛在應(yīng)用是制造陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)零件尤其是使用硅烷制造硅化物( Si3N4 , SiC等) 微粉技術(shù)越來(lái)越受重視。美、日等國(guó)正在花成億美元開發(fā)用硅、氮化硅和碳化硅微粉制造耐高溫、高強(qiáng)度、高化學(xué)穩(wěn)定性陶瓷。使用硅烷氣相反應(yīng)的方法制備的微粉純度較高, 粒度細(xì)而勻, 可使陶瓷零部件性能大大提高。硅烷偶聯(lián)劑種類其應(yīng)用領(lǐng)域極廣, 例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的閥門和透平增壓器轉(zhuǎn)子已實(shí)用化, 高速軸承和刀具已商品化, 用于內(nèi)燃機(jī)可使工作溫度高達(dá)1400℃ , 大大提高熱機(jī)效率, 硅烷偶聯(lián)劑種類適用多種燃料, 延長(zhǎng)使用壽命; 此外還可作為火箭的隔熱瓦和隱身保護(hù)層。隨著硅烷偶聯(lián)劑種類它在玻璃纖維增強(qiáng)材料中的應(yīng)用，合成的種類日益繁多，應(yīng)用范圍也日益擴(kuò)大。

我國(guó)主要的三類硅烷偶聯(lián)劑種類

一是含硫硅烷，2013年中國(guó)含硫硅烷產(chǎn)量約為6.5萬(wàn)噸（折純），占總產(chǎn)量的46.4%。該類硅烷偶聯(lián)劑種類產(chǎn)品主要用于汽車輪胎制造，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品近年來(lái)技術(shù)水平不斷提高，已通過(guò)世界主要輪胎公司的各類認(rèn)證，在國(guó)外市場(chǎng)開拓方面已經(jīng)不存在技術(shù)壁壘，加之國(guó)外生產(chǎn)成本較高，因此國(guó)內(nèi)產(chǎn)品出口量連續(xù)增長(zhǎng)；因此，硅烷偶聯(lián)劑廣泛運(yùn)用于膠黏劑、涂料和油墨、橡膠、鑄造、玻璃纖維、電纜、紡織、塑料、填料、表面處理等行業(yè)。

二是交聯(lián)劑產(chǎn)品，2013年產(chǎn)量約為3.95萬(wàn)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。我國(guó)是世界上較大的有機(jī)硅室溫膠消費(fèi)國(guó)，近年來(lái)我國(guó)有機(jī)硅室溫膠產(chǎn)銷增長(zhǎng)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(jià)原料，湖北新藍(lán)天等民營(yíng)企業(yè)抓住機(jī)遇，擴(kuò)大生產(chǎn)，國(guó)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；如果系統(tǒng)中的任何部分有死角或可能殘留硅烷的地方，必須抽真空循環(huán)吹掃。

三是其他功能性硅烷產(chǎn)品，2013年我國(guó)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(jì)3.57萬(wàn)噸，約占總產(chǎn)量的25.2%。由于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)不斷提高，常規(guī)硅烷產(chǎn)品價(jià)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(guó)硅烷品種進(jìn)一步豐富，產(chǎn)量連續(xù)提高。為了研究硅烷偶聯(lián)劑種類和用量對(duì)改性鋁性能的影響，南京能德新材料公司針對(duì)不同種類的硅烷偶聯(lián)劑改性處理顏料鋁做了實(shí)驗(yàn)。

現(xiàn)階段我國(guó)實(shí)際可生產(chǎn)的硅烷約有300種，硅烷偶聯(lián)劑種類根據(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(guó)硅烷產(chǎn)品品種結(jié)構(gòu)（按產(chǎn)量）。

硅烷偶聯(lián)劑種類在金屬表面的工藝

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(guò)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) 硅烷偶聯(lián)劑種類通過(guò)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) 硅烷偶聯(lián)劑種類由于分子內(nèi)脫水，部分形成共價(jià)鍵后，緊密排列在金屬表面，形成一層致密的硅烷膜。