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。生产硅烷偶联剂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),其与生产硅烷偶联剂形成硅氧烷。 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。
氨基是有机化学的基本基础。所有含有氨基的有机物质都具有一定的碱特性。它是高反应性和容易氧化的基团。氨基具有两个可以与各种聚合物反应的活性氢。它可以大大提高生产硅烷偶联剂增强的热塑性和热固性塑料的干,湿弯曲强度,压缩强度和层间剪切强度,并显着改善湿电性能。可改善颜料的分散性并增加对玻璃,铝和铁的粘合力。在树脂铸件的应用中,该产品改善了酚醛粘合剂与铸造砂的粘合性。它是用于丙烯酸涂料,胶粘剂和密封胶的出色粘合促进剂。在玻璃棉和矿棉的生产中,将其添加到胶粘剂中可提高耐湿性并提高压缩后的回弹力。在砂轮的制造中,它有助于提高生产硅烷偶联剂耐磨的自硬砂和酚醛粘合剂的粘度和耐水性。
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,从而打开了生产硅烷偶联剂的实际应用历史,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,生产硅烷偶联剂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。
当在金属表面上形成硅烷膜时,由于硅烷溶液中的SiOH基与金属表面上的MeOH基缩合,因此在界面上会形成牢固的Si-O-Me共价键。该键与Si-O-Si键一起在界面区域或“界面层”中形成新的结构。以铝为例,显示了生产硅烷偶联剂处理后金属的表面结构。可以看出,界面层主要包括Al-O-Si键和Si-O-Si键,其化学成分类似于(Al2O3)x·(xSiO2)y。研究表明,界面层的形成为良好保护金属表面奠定了重要基础。随着生产硅烷偶联剂的耐水性的提高,膜中的水量大大减少,从而防止了Si-O-Al共价键的水解,在界面处保持了良好的粘合强度,并进一步确保了硅烷的防腐性能。硅烷膜。
生产硅烷偶联剂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.生产硅烷偶联剂由于缩短了进料时间和反应时间,对提高生产效率更有利。
仅使用生产硅烷偶联剂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生产硅烷偶联剂与无机物共存,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。