硅烷偶聯(lián)劑a171存在問題及解決方法

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。因此以HTV硅橡膠、縮合型室溫硫化(RTV)硅橡膠和加成型液體硅橡膠為基料，配以填料、顏料、助劑和溶劑等制備的透明(清漆)或不透明的有色涂料(色漆)開始規(guī)模生產(chǎn)。然而，該工藝還存在一定不足，由于硅烷金屬表面處理劑pH值升高有利于硅醇縮聚反應(yīng)的進(jìn)行，但是pH值的升高導(dǎo)致其產(chǎn)生絮凝而導(dǎo)致處理劑失效，硅烷偶聯(lián)劑a171使得工業(yè)上的大規(guī)模應(yīng)用受限。為此，結(jié)合電沉積法，硅烷偶聯(lián)劑a171在金屬表面施加陰極電位后電極表面局部溶液的pH值升高，使其不會影響本體溶液的穩(wěn)定性，從而使有機(jī)硅烷附著在金屬表面，得到更厚、均勻、致密的硅烷膜層，使涂層的防護(hù)性能更好。此外，還可以通過對沉積過程電化學(xué)參數(shù)的控制，研究硅烷膜結(jié)構(gòu)及耐蝕性的影響，實(shí)現(xiàn)硅烷膜的可控制制備。

硅烷偶聯(lián)劑a171在汽車業(yè)中的應(yīng)用

汽車彩色底漆外要加一道清漆。由于這個(gè)原因，應(yīng)該對硅烷進(jìn)行選擇，保證選擇的硅烷能提供礦物填料和高分子材料最適宜的化學(xué)粘結(jié)性能。這道清漆會受到來自環(huán)境的損害(如酸雨、紫外線降解、高相對濕度和高溫)，涂料表面還要遭受馬路上的砂石沖擊和研磨劑的刮擦傷。通常，硬漆膜的抗刮傷性好；但交聯(lián)度高，導(dǎo)致漆膜變脆，使其抗砂石和受熱沖擊性差。軟的漆膜則相反，不易受砂石或熱沖擊而開裂，但抗劃傷性、防水斑和酸蝕性減弱。由此，人們想到了在低交聯(lián)度的清漆中加入用硅烷偶聯(lián)劑表面處理的膠體二氧化硅，這種表面有反應(yīng)性的微?？梢蕴岣咔迤岬目箘潅?。但另一個(gè)問題又出現(xiàn)了，涂料中的殘余活性基團(tuán)如Si-OH、Si-OR在后期的大氣老化過程中會慢慢地發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，從而也會使漆膜變脆導(dǎo)致開裂。為此加入活性基團(tuán)少的線性結(jié)構(gòu)的硅氧烷，既可避免漆膜變脆，又能獲得如同加入膠體二氧化硅一樣的好處。

為了適應(yīng)環(huán)保需要，道康寧硅烷偶聯(lián)劑a171正在通過研發(fā)有機(jī)硅類抗摩擦降噪音的汽車涂料，以解決汽車在日常使用過程所出現(xiàn)的噪音和摩擦聲。

采用 γ-甲酰氧丙基氧硅烷(KH 570)與甲酸酯類單體、酸及其酯類單體等共聚合成的有機(jī)硅改性高固體分羥基酸樹脂具有減少污染、降低VOC、減少工序等優(yōu)點(diǎn)，硅烷偶聯(lián)劑a171是目前綠色汽車涂料的主要品種之一。（2）此產(chǎn)品提高填充白碳黑、玻璃、硅酸鹽和金屬氧化物的聚酯復(fù)合材料的干濕態(tài)機(jī)械強(qiáng)度。由于KH 570的活性與酸酯相近，因此易于共聚。將硅烷中鍵能大、表面能低的Si-O鍵引入，是改性酸樹脂的主要手段。用該樹脂制備的汽車涂料具有較高的鉛筆硬度、附著力好、耐沖擊性、耐酸性和耐堿性俱佳。隨著KH 570含量的增加，這些性能逐漸增強(qiáng)；同時(shí)水接觸角增加，表明KH 570與高固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)樹脂形成的網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)使涂膜表面疏水性逐漸增加。

硅烷偶聯(lián)劑a171的用量

硅烷偶聯(lián)劑的用量是根據(jù)粉體的比表面積所占的反活性點(diǎn)（如Si-OH）的數(shù)量以及硅烷偶聯(lián)劑覆蓋表面的單分子層、多分子層的厚度等決定的。

一般硅微粉類礦物粉體的Si-OH含量為4-12個(gè)μm2，1mol的硅烷偶聯(lián)劑可以覆蓋約7500m2的粉體表面積。由于硅烷偶聯(lián)劑水解后，其硅烷偶聯(lián)劑a171自身也產(chǎn)生縮合反應(yīng)，要影響到計(jì)算用量的準(zhǔn)確性，所以要增加一定的加入量。

硅烷偶聯(lián)劑的用量計(jì)算關(guān)系是：

硅烷偶聯(lián)劑用量（g）=粉體質(zhì)量（g）×粉體表面積（m2/g）/硅烷偶聯(lián)劑的覆蓋面積（m2/g）