偶联剂的添加方法及用量

2016-12-14  来自: 环正化工 浏览次数:121

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硅烷偶联剂的使用方法主要有表面预处理法和直接加入法,前者是用稀释的偶联剂处理填料表面,后者是在树脂和填料预混时,加入偶联剂的原液。


(1)表面预处理法


   将硅烷偶联剂配成 0.5~1%浓度的稀溶液,使用时只需在清洁的被粘表面涂上薄薄的一层,干燥后即可上胶。所用溶剂多为水、醇(甲氧基硅烷选择甲醇,乙氧基硅烷选择乙醇)、或水醇混合物,并以不含氟离子的水及价廉的乙醇、异丙醇为宜。除氨烃基硅烷外,由其它硅烷偶联剂配制的溶液均需加入醋酸作水解催化剂,并将pH值调至3.5~5.5。长链烷基及苯基硅烷由于稳定性较差,不宜配成水溶液使用。氯硅烷及乙氧基硅烷水解过程中伴随有严重的缩合反应,也不宜配成水溶液或水醇溶液使用,而多配成醇溶液使用。水溶性较差的硅烷偶联剂,可先加入 0.1~0.2%(质量分数)的非离子型表面活性剂,然后再加水加工成水乳液使用。硅烷偶联剂配成溶液,有利于硅烷偶联剂在材料表面的分散,溶剂是水和醇配制成的溶液,溶液一般为硅烷(20%)、醇(72%)、水(8%),醇一般为乙醇(对乙氧基硅烷)甲醇(对甲氧基硅烷)及异丙醇(对不易溶于乙醇、甲醇的硅烷)因硅烷水解速度与PH值有关,中性慢,偏酸、偏碱都较快,因此一般需调节溶液的PH值,除氨基硅烷外,其他硅烷可加入少量醋酸,调节PH值至4—5,氨基硅烷因具碱性,不必调节。因硅烷水解后,不能久存,现配现用,在一小时内用完。


(2)直接添加方法


   将硅烷偶联剂直接加入到胶粘剂组分中,一般加入量为基体树脂量的 1~5%。涂胶后依靠分子的扩散作用,偶联剂分子迁移到粘接界面处产生偶联作用。对于需要固化的胶粘剂,涂胶后需放置一段时间再进行固化,以使偶联剂完成迁移过程,方能获得较好的效果。实际使用时,偶联剂常常在表面形成一个沉积层,但真正起作用的只是单分子层,因此,偶联剂用量不必过多。


硅烷偶联剂具体使用方法


(1)预处理填料法


将填料放入固体搅拌机(高速固体搅拌机HENSHEL(亨舍尔)或V型固体搅拌机等),并将上述硅烷溶液直接喷洒在填料上并搅拌,转速越高,分散效果越好。一般搅拌在10—30分钟(速度越慢,时间越长),填料处理后应在120摄氏度烘干(2小时)。


(2)硅烷偶联剂水溶液


(玻纤表面处理剂):玻纤表面处理剂常含有:成膜剂、抗静电剂、表面活性剂、偶联剂、水。偶联剂用量一般为玻纤表面处理剂总量的0.3%—2%,将5倍水溶液首先用有机酸或盐将PH值调至一定值,在充分搅拌下,加入硅烷直到透明,然后加入其余组份,对于难溶的硅烷,可用异丙醇助溶。在拉丝过程中将玻纤表面处理剂喷洒在玻纤上干燥,除去溶剂及水份即可。


(3)底面法


将5%—20%的硅烷偶联剂的溶液同上面所述,通过涂、刷、喷,浸渍处理基材表面,取出室温晾干24小时,在120℃下烘烤15分钟。


(4)直接加入法


硅烷亦可直接加入填料/树脂的混合物中,在树脂及填料混合时,硅烷可直接喷洒在混料中。偶联剂的用量一般为填料用量的0.1%—2%,(根据填料直径尺寸决定)。然后将加过硅烷的树脂/填料进行模塑(挤出、压塑、涂覆等)。


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