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。现货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),其与现货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。
早在1940年代,约翰·霍普金斯大学的Ralph K Witt等人在向海军军械局提交的“秘密”报告中指出,玻璃纤维已用烯丙基三乙氧基硅烷处理过。所得的不饱和聚合物复合材料的强度是用乙基三氯硅烷处理的玻璃纤维的强度的两倍,从而打开了现货苯基硅烷的实际应用历史,很大地刺激了硅烷偶联剂的研究和开发。硅烷的应用:硅烷偶联剂作为连接两种性质不同的材料的“分子桥”,已广泛用于复合材料,涂料,胶粘剂和其他行业。随着其在玻璃纤维增强材料中的应用,合成的种类正在增加,并且应用范围也在扩大。现在,现货苯基硅烷基本上可用于所有无机材料和有机材料的连接表面,并已广泛用于汽车,航空,电子和建筑等行业。
现货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,现货苯基硅烷是市场化程度较高的开放型产业。
仅使用现货苯基硅烷的转化膜产品的转化膜薄,耐腐蚀性差。尽管它们可以改善涂层和金属基材之间的结合力,但金属基材在涂层之前容易生锈。该转化涂层层难以满足各工序之间的防锈要求,因此有必要添加其他成膜材料以进行复合以改善转化膜性能的所有方面。可以添加成膜材料,例如氟锆酸,硼酸盐和钼酸盐等。由于这些物质大多数是水溶性无机物质,因此不能直接与硅烷偶联剂混溶,因此需要水作为载体现货苯基硅烷与无机物共存,需要将油溶性硅烷偶联剂加入水中进行水解处理。如果不进行水解处理,硅烷偶联剂将像小油珠一样漂浮在水溶液中,并且不能均匀地分散在水溶液中,这将大大降低硅烷偶联剂的作用。
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,所选的现货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,并且当使用现货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。