硅烷偶聯(lián)劑kh570的發(fā)展與應用

硅烷偶聯(lián)劑的發(fā)展與應用

硅烷簡介：有機硅烷又稱硅烷偶聯(lián)劑(silane coupling agents，簡稱SCA)，用硅烷偶聯(lián)劑進行金屬預處理是近年來新興的表面處理工藝，硅烷偶聯(lián)劑kh570由于其安全性、無污染、適用廣泛、成本低、對有機涂層有優(yōu)異的粘接性能等優(yōu)點而引起國內外學者們的關注，有機硅烷處理工藝有望取代傳統(tǒng)的磷化、鉻酸鹽鈍化等對環(huán)境容易造成污染的處理工藝。硅烷化在減少單位面積消耗量的同時，在處理時間上也比磷化有較大幅度的縮短，因此，硅烷化處理在生產成本方面有明顯的優(yōu)勢。

硅烷的歷史：早在上世紀40年代，Johns Hopkins大學的Ralph K Witt等人在一份寫給軍械局的“秘密”報告中指出，用烯丙基三乙氧基硅烷處理玻璃纖維而制成的不飽和聚酷復合材料的強度為采用硅烷處理玻璃纖維時的兩倍，從而開創(chuàng)了硅烷偶聯(lián)劑實際應用的歷史，并極大地刺激了硅烷偶聯(lián)劑的研究與發(fā)展。使用硅烷氣相反應的方法制備的微粉純度較高,粒度細而勻,可使陶瓷零部件性能大大提高。

硅烷的應用：硅烷偶聯(lián)劑作為連接兩種不同性質材料的“分子橋”已經在復合材料、涂料、膠粘劑等行業(yè)中得到了廣泛的應用。隨著硅烷偶聯(lián)劑kh570它在玻璃纖維增強材料中的應用，合成的種類日益繁多，應用范圍也日益擴大。硅烷特殊注意事項（僅供參考）:1、硅烷偶聯(lián)劑kh570系統(tǒng)溫度不可低于-170℉(-112℃)，否則可能會吸入空氣形成爆性混合物?，F(xiàn)在，硅烷偶聯(lián)劑基本上適用于所有無機材料和有機材料的連接表面，已經被廣泛應用在汽車、航空、電子和建筑等行業(yè)中。

我國主要的三類硅烷偶聯(lián)劑kh570

一是含硫硅烷，2013年中國含硫硅烷產量約為6.5萬噸（折純），占總產量的46.4%。由于基礎聚合物的低表面能和高的滲透力，硅烷偶聯(lián)劑kh570使其對多數無機、金屬和塑料基材具有良好的濕潤能力，從而對基材能產生良好黏附性。該類硅烷偶聯(lián)劑kh570產品主要用于汽車輪胎制造，國內產品近年來技術水平不斷提高，已通過世界主要輪胎公司的各類認證，在國外市場開拓方面已經不存在技術壁壘，加之國外生產成本較高，因此國內產品出口量連續(xù)增長；

二是交聯(lián)劑產品，2013年產量約為3.95萬噸，約占總產量的28.2%。主要產品包括肟基，三乙酰氧基，硅酸酯和三乙氧基等幾大類。隨著國家對環(huán)保及節(jié)能減排的重視程度不斷提高，在未來的時間里，涂裝行業(yè)的環(huán)保及能耗問題將會越來越突出，硅烷化處理在此方面有了很大程度的改善。我國是世界上較大的有機硅室溫膠消費國，近年來我國有機硅室溫膠產銷增長較快；加之有機硅單體和多晶硅生產迅速增加，為交聯(lián)劑行業(yè)提供了大量廉價原料，湖北新藍天等民營企業(yè)抓住機遇，擴大生產，國內硅烷交聯(lián)劑生產規(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量合計3.57萬噸，約占總產量的25.2%。美、日等國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、高強度、高化學穩(wěn)定性陶瓷。由于國內生產技術不斷提高，常規(guī)硅烷產品價格下滑，龍頭企業(yè)在實現(xiàn)一體化的基礎上，下大力氣開發(fā)功能性硅烷產品，使得我國硅烷品種進一步豐富，產量連續(xù)提高。

現(xiàn)階段我國實際可生產的硅烷約有300種，硅烷偶聯(lián)劑kh570根據官能團不同，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品也有很多種類，但產量均不大。2013年中國硅烷產品品種結構（按產量）。

新型多功能硅烷偶聯(lián)劑kh570在粉體材料中運用的理論與實踐

對于復合材料來說，顆粒與樹脂之間的界面往往是應力集中點和微裂紋發(fā)起點，為了進一步改善界面，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和非極性物質產生一定結合力，把兩種性質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。五是為解決表面改性中產生的假團聚和硬團聚體，一定要進行有效的分級，應有專用的分級設備進行配套。身為偶聯(lián)劑中被應用得早、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、橡膠及無機材料等，因此應用十分廣泛。

但隨著現(xiàn)代復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kh570和無機填料的表面包覆率更高；

②和有機樹脂的相容性更廣；

③硅烷偶聯(lián)劑kh570功能特點更明顯；

④填料添加量更大，使下游客戶的生產成本降低更明顯。