硅烷偶聯(lián)劑應用方法具體應用

硅烷偶聯(lián)劑的使用方法主要有表面預處理法和直接加入法，前者是用稀釋的偶聯(lián)劑處理填料表面，后者是在樹脂和填料預混時，加入偶聯(lián)劑的原液。

(1)表面預處理法 : 將硅烷偶聯(lián)劑配成 0.5~1%濃度的稀溶液，使用時只需在清潔的被粘表面涂上薄薄的一層，干燥后即可上膠。所用溶劑多為水、醇(甲氧基硅烷選擇甲醇，乙氧基硅烷選擇乙醇)、或水醇混合物，并以不含氟離子的水及價廉無毒的乙醇、異丙醇為宜。除氨烴基硅烷外，由其它硅烷偶聯(lián)劑配制的溶液均需加入醋酸作水解催化劑，并將pH值調(diào)至3.5~5.5。長鏈烷基及苯基硅烷由于穩(wěn)定性較差，不宜配成水溶液使用。氯硅烷及乙氧基硅烷水解過程中伴隨有嚴重的縮合反應，也不宜配成水溶液或水醇溶液使用，而多配成醇溶液使用。水溶性較差的硅烷偶聯(lián)劑，可先加入 0.1~0.2%(質(zhì)量分數(shù))的非離子型表面活性劑，然后再加水加工成水乳液使用。硅烷偶聯(lián)劑配成溶液，有利于硅烷偶聯(lián)劑在材料表面的分散，溶劑是水和醇配制成的溶液，溶液一般為硅烷(20%)、醇(72%)、水(8%)，醇一般為乙醇(對乙氧基硅烷)甲醇(對甲氧基硅烷)及異丙醇(對不易溶于乙醇、甲醇的硅烷)因硅烷水解速度與PH值有關，中性最慢，偏酸、偏堿都較快，因此一般需調(diào)節(jié)溶液的PH值，除氨基硅烷外，其他硅烷可加入少量醋酸，調(diào)節(jié)PH值至4-5，氨基硅烷因具堿性，不必調(diào)節(jié)。因硅烷水解后，不能久存，最好現(xiàn)配現(xiàn)用，最好在一小時內(nèi)用完。

(2)硅烷偶聯(lián)劑水溶液（玻纖表面處理劑）：玻纖表面處理劑常含有：成膜劑、抗靜電劑、表面活性劑、偶聯(lián)劑、水。偶聯(lián)劑用量一般為玻纖表面處理劑總量的0.3%-2%，將5倍水溶液首先用有機酸或鹽將PH調(diào)至一定值，在充分攪拌下，加入硅烷直到透明，然后加入其余組份，對于難溶的硅烷，可用異丙醇助溶。在拉絲過程中將玻纖表面處理劑在玻纖上干燥，除去溶劑及水份即可。

(3)底面法：將5%-20%的硅烷偶聯(lián)劑的溶液同上面所述，通過涂、刷、噴，浸漬處理基材表面，取出室溫晾干24小時，最好在120℃下烘烤15分鐘。

(4)直接添加方法:將硅烷偶聯(lián)劑直接加入到膠粘劑組分中，一般加入量為基體樹脂量的 1~5%。涂膠后依靠分子的擴散作用，偶聯(lián)劑分子遷移到粘接界面處產(chǎn)生偶聯(lián)作用。對于需要固化的膠粘劑，涂膠后需放置一段時間再進行固化，以使偶聯(lián)劑完成遷移過程，方能獲得較好的效果。實際使用時，偶聯(lián)劑常常在表面形成一個沉積層，但真正起作用的只是單分子層，因此，偶聯(lián)劑用量不必過多。

大致的填料直徑和使用硅烷的比例如下:

常用硅烷醇/水溶液所需PH值

有機硅烷偶聯(lián)劑的選擇一般憑借對有機硅烷偶聯(lián)劑側試數(shù)據(jù)進行經(jīng)驗總結，準確地預測有機硅烷偶聯(lián)劑是非常困難的。使用有機硅烷偶聯(lián)劑后增大的鍵強度是一系列復雜因素的綜合，如浸潤、表面能、邊界層的吸附、極性吸附，酸堿相互作用等.

預選有機硅烷偶聯(lián)劑可遵循以下規(guī)津:不飽和聚醋可選用乙烯纂、環(huán)氧基及甲基丙烯陳氧基型有機硅烷偶聯(lián)劑;環(huán)氧樹脂宜選用環(huán)氧基或氨基型有機硅烷偶聯(lián)劑;酚醛樹脂宜選用氨基或服基型有機硅烷偶聯(lián)劑;烯烴聚合物宜選用乙烯基型右機硅烷偶聯(lián)劑;硫磺硫化的橡膠宜選用疏基型有機硅烷偶聯(lián)劑等，

選用硅烷偶聯(lián)劑的一般原則:

已知，硅烷偶聯(lián)劑的水解速度取于硅能團Si-X[胡云光1]，而與有機聚合物的反應活性則取于碳官能團C-Y[胡云光2]。因此，對于不同基材或處理對象，選擇適用的硅烷偶聯(lián)劑至關重要。選擇的方法主要通過試驗，預選并應在既有經(jīng)驗或規(guī)律的基礎上進行。例如，在一般情況下，不飽和聚酯多選用含CH2=CMeCOOVi[胡云光3]及CH2-CHOCH2O的硅烷偶聯(lián)劑，環(huán)氧樹脂多選用含 ?CH2CHCH2O-及H2N-硅烷偶聯(lián)劑，酚醛樹脂多選用含H2N-及H2NCONH硅烷偶聯(lián)劑，聚烯烴多選用乙烯基硅烷，使用硫黃硫化的橡膠則多選用烴基硅烷等。由于異種材料間的黏接強度受到一系列因素的影響，諸如潤濕、表面能、界面層及極性吸附、酸堿的作用、互穿網(wǎng)絡及共價鍵反應等，因而，光靠試驗預選有時還不夠精確，還需綜合考慮材料的組成及其對硅烷偶聯(lián)劑反應的敏感度等。為了提高水解穩(wěn)定性及降低改性成本，硅烷偶聯(lián)劑中可摻入三烴基硅烷使用。對于難黏材料，還可將硅烷偶聯(lián)劑交聯(lián)的聚合物共用[胡云光4]。 硅烷偶聯(lián)劑用作增黏劑時，主要是通過與聚合物生成化學鍵、氫鍵;[胡云光5]潤濕及表面能效應:[胡云光6]改善聚合物結晶性、酸堿反應以及互穿聚合物網(wǎng)絡的生成等而實現(xiàn)的。增黏主要圍繞3種體系:即(1)無機材料對有機材料;(2)無機材料對無機材料;(3)有機材料對有機材料。對于第一種黏接，通常要求將無機材料黏接到聚合物上，故需優(yōu)先考慮硅烷偶聯(lián)劑中Y與聚合物所含官能團的反應活性:后兩種屬于同類型材料間的黏接，故硅烷偶聯(lián)劑自身的反親水型聚合物以及無機材料要求增黏時所選用的硅烷偶聯(lián)劑 。