1、硅烷偶联剂。生产苯基硅烷是一种辅助剂,可解决无机基材上涂层的更好附着力。然而,其在水中的差的稳定性限制了其在水性涂料工业中的应用。另外,一定的温度可以达到良好的增粘效果,这也限制了其使用范围。2、润湿剂。润湿剂主要是为了改善涂层的润湿性能,以增强附着力。 3、氯化聚烯烃。PP和PE聚烯烃是非吸收性基材。表面光滑且难以粘附。表面处理过程麻烦,并且水性产品的商业化不好。容易缺货等问题限制了其发展。4、交联固化剂。在配方中引入固化剂可以增强成膜性能并改善涂层的附着力。然而,生产苯基硅烷还需要具有反应性基团,并且成品通常具有限制其发展的缺点。5、增粘助剂。引入对基材具有优异粘合性的特性树脂,以改善涂层的粘合性能。
二氧化硅具有亲水性的主要原因是二氧化硅的表面被硅烷醇包围,所选的生产苯基硅烷通常是易于与二氧化硅表面上的羟基反应的化学物质,并且当使用生产苯基硅烷有机物作为改性剂时,改性效果更好。常用的修饰符如下:(1)有机硅卤素化合物:例如二甲基二氯硅烷和三甲基氯硅烷。(2)有机硅有机化合物:例如聚二甲基硅氧烷(PDMS),六甲基二硅氧烷(MM),八甲基三硅氧烷(MDM)。(3)醇类化合物:如丁醇,戊醇,线性庚醇等。(4)硅氮烷化合物:如六甲基二硅氮烷等。(5)有机聚合物:如聚乙烯醇。(6)硅烷偶联剂:包括六甲基二硅氮烷,六甲基乙基硅氮烷,乙烯基乙氧基硅烷,三甲基乙氧基硅烷,甲基三甲氧基硅烷等。
生产苯基硅烷具有将材料泵送到反应液体上的思想,这不仅有效地解决了由于反应器每单位体积的热交换面积太小而导致的温度延迟的问题,而且由于抽气装置的设计,可以避免反应液底部泄漏引起的安全隐患;应用外部热交换器冷却外部循环内部温度的技术方案,其产生的明显有益效果包括以下三个方面:1.对外回路进行内部冷却,可使反应液温度迅速降至目标温度,使放热反应可控;2.反应液从顶部抽出的设计可以避免反应器底部泄漏引起的潜在安全隐患;3.生产苯基硅烷由于缩短了进料时间和反应时间,对提高生产效率更有利。
(1)硅烷偶联剂的改性;利用生产苯基硅烷的双重反应功能,有机基团的一端与白炭黑表面的羟基反应,另一端与橡胶等高分子大分子链反应。(2)醇酯法改性;在白色炭黑的表面上,脂肪醇与生产苯基硅烷反应以除去水分子,并且硅烷醇基被烷氧基取代。(3)聚合物接枝改性;聚合物接枝改性是指在一定条件下通过化学反应将聚合物接枝到白炭黑的表面。(4)聚合物涂层改性;涂层改性是一种常用的表面改性技术,即用不同化学组成的涂层覆盖二氧化硅表面,从而减少羟基之间的相互作用,降低表面能并改善分散性。(5)其他修改方法;除上述表面改性方法外,还可以通过乳液聚合,无机表面涂层改性和超声改性来改性二氧化硅。
生产苯基硅烷行业是技术密集型和资本密集型行业,进入壁垒很高。目前参与市场竞争的公司包括国际化工巨头,例如美国的空气化工产品公司,日本的三菱瓦斯化学公司,德国的巴斯夫等。这些公司技术相对先进,产品质量稳定,占据了大多数高端市场。国内企业主要是民营企业,大多数产能较小,因此主要集中在低端市场,面临激烈的市场竞争。国内企业通过技术引进,吸收和自主创新,掌握了核心技术和产品转化能力,依靠产品的高性价比优势和本土化优势,逐步挤占了国际化工巨头的市场份额。总体而言,生产苯基硅烷是市场化程度较高的开放型产业。
硅烷偶联剂是通过在氯铂酸的催化下,添加氯仿硅(HSiCl3)和具有反应性基团的不饱和烯烃而得到的,然后进行醇解。生产苯基硅烷本质上是具有有机官能团的硅烷的一种。在其分子中,它还具有可与无机材料和有机材料化学键合的反应基团,用于化学键合。可以用通式Y(CH2)nSiX3表示,其中n = 0〜3; X-可水解基团;可以与树脂反应的Y-有机官能团。 X通常为氯基,甲氧基,乙氧基,甲氧基乙氧基,乙酰氧基等。当这些基团水解时,形成硅烷醇(Si(OH)3),其与生产苯基硅烷形成硅氧烷。 Y是乙烯基,氨基,环氧基,甲基丙烯酰氧基,巯基或脲基。这些反应性基团可以与有机物质反应而键合。