硅烷偶联剂

Question

电子级玻璃布用于生产环氧覆铜板的偶联剂种类有哪些？如何识别种类和检测均匀性

Answer 1

硅烷偶联剂是由硅氯仿(HSiCl3)和带有反应性基团的不饱和烯烃在铂氯酸催化下加成，再经醇解而得。硅烷偶联剂实质上是一类具有有机官能团的硅烷，在其分子中同时具有能和无机质材料(如玻璃、硅砂、金属等)化学结合的反应基团及与有机质材料(合成树脂等)化学结合的反应基团。可用通式Y(CH2)nSiX3表示，此处，n=0～3；X—可水解的基团；Y—有机官能团，能与树脂起反应。X通常是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基等，这些基团水解时即生成硅醇(Si(0H)3)，而与无机物质结合，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。这些反应基可与有机物质反应而结合。因此，通过使用硅烷偶联剂，可在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”，把两种性质悬殊的材料连接在一起。目前，硅烷偶联剂的用途已从玻璃纤维增强塑料(PRP)扩大到玻璃纤维增强热塑性塑料(FRTP)用的玻璃纤维表面处理剂、无机填充物的表面处理剂以及密封剂、树脂混凝土、水交联性聚乙烯、树脂封装材料、壳型造型、轮胎、带、涂料、胶粘剂、研磨材料(磨石)及其它的表面处理剂。
硅烷偶联剂这两类性能互异的基团中，以Y基团最重要、它对制品性能影响很大，起决定偶联剂的性能作用。只有当Y基团能和对应的树脂起反应，才能使复合材料的强度提高。一般要求Y基团要与树脂兼容并能起偶联反应。所以，一定的树脂得选择含适当Y基团的硅烷偶联剂。当Y为无反应性的烷基或芳基时，对极性树脂是不起作用的，但可用于非极性树脂，如硅橡胶、聚苯乙烯等的胶接中。当Y含反应性官能基，要注意它与所用树脂的反应性及兼容性。当Y含氨基时，是属于催化性的，能在酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛的聚合中作催化剂，也可作为环氧和聚氨酯树脂的固化剂，这时偶联剂完全参与反应，形成新键。氨基硅烷类的偶联剂是属于通用型的，几乎能与各种树脂起偶联作用，但聚酯树脂例外。X基团的种类对偶联效果没有影响。因此，根据Y基团中反应基的种类，硅烷偶联剂也分别称为乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷等，这几种有机官能团硅烷是最常用的硅烷偶联剂。
硅烷偶联剂的作用
胶粘剂——提高湿态下的粘合力，耐环境老化性能，填料和树脂的偶联作用，树脂的交联作用。
涂料——提高湿态下的粘合力，耐腐蚀，耐环境老化性能，颜料的分散性，耐磨性能和树脂的交联作用。
橡胶和弹性体——填料和树脂的偶联，改善复合材料的湿态机械强度，韧性，耐磨性能，滚动阻力和湿态下的电气性能和流变性能。
玻璃纤维——玻璃纤维和树脂的偶联，提高复合材料的湿态机械强度，湿态电气性能，并改善玻纤的集束性、保护性和加工性能。
填料的表面处理——提高填料／树脂的偶联作用和填料在热固性和热塑性树脂中的分散性

聚合物的改性——温水交联提高耐环境老化性能。
印刷油墨——提高粘合力和润湿性。
密封剂——提高湿态下的粘合力，填料的分散性，耐环境老化性能和流变性能。
纺织品——令纺织品富有柔软手感和具有防水性，提高染料的粘合力。
铸造——砂／树脂的偶联作用，提高铸造型芯的机械强度。
硅烷偶联剂的应用
硅烷偶联剂的应用一般有三种方法：一是作为骨架材料的表面处理剂；二是加入到粘接剂中；三是直接加入到高分子材料中。从充分发挥其效能和降低成本的角度出发，前两种方法较好。
硅烷偶联剂在胶粘剂工业的具体应用有如下几个方面：
1．在结构胶粘剂中金属与非金属的胶接，若使用硅烷类增粘剂，就能与金属氧化物缩合，或跟另一个硅烷醇缩合，从而使硅原子与被胶物表面紧紧接触。如在丁腈酚醛结构胶中加入硅烷作增粘剂，可以显着提高胶接强度。
2．在胶接玻璃纤维方面国内外已普遍采用硅烷作处理剂。它能与界面发生化学反应，从而提高胶接强度。例如，氯丁胶胶接若不用硅烷作处理剂时，胶接剥离强度为1.07公斤／厘米2，若用氨基硅烷作处理剂，则胶接的剥离强度为8.7公斤／厘米2。
3．橡胶与其它材料的胶接方面，硅烷增粘剂具有特殊的功用。它明显地提高各种橡胶与其它材料的胶接强度。例如：玻璃与聚氨脂橡胶胶接时，若不用硅烷作处理剂，胶的剥离强度为0.224公斤／厘米2，若加硅烷时，剥离强度为7.26公斤／厘米2。
4．本来无法用一般粘接剂解决的粘接问题有时可用硅烷偶联剂解决。如铝和聚乙烯、硅橡胶与金属、硅橡胶与有机玻璃，都可根据化学键理论，选择相应的硅烷偶联剂，得到满意的解决。例如，用乙烯基三过氧化叔丁基硅烷(Y-4310)可使聚乙烯与铝箔相粘合；用丁二烯基三乙氧基硅烷可使硅橡胶与金属的扯离强度达到21.6--22.4公斤／厘米。
一般的粘接剂或树脂配合使用偶联剂后不仅能提高粘合强度，更主要的是增加粘合力的耐水性及耐久性。如聚氨基甲酸酯和环氧树脂对许多材料虽然具有高的粘合力，但粘合的耐久性及耐水性不太理想；加入硅烷偶联剂后，这方面的性能可得到显着的改善。
硅烷偶联剂的其它方面应用
1．使固定化酶附着到玻璃基材表面；
2．油井钻探中防砂；
3．使砖石表面具有憎水性；
4．通过防吸湿作用，使荧光灯涂层具有较高的表面电阻；
5．提高液体色谱柱中有机相对玻璃表面的吸湿性能。
硅烷偶联剂已新开发的重要应用于温水交联聚乙烯、乳液合成和水性涂料、沥青混凝土、毛纺织物处理等等。

Answer 2

最佳的选择应该是硅烷偶联剂KH-560（专门用于提高环氧树脂与含硅的填料、金属之间的粘接性能，绝缘性能）

1、适用于填充石英的环氧密封剂，填充砂粒的环氧混凝土修补材料或涂料以及填充金属的环氧模具材料。用于环氧类粘合剂和密封剂中，以改善粘合剂性能。
2、用于玻纤增强环氧树脂、ABS、酚醛树脂、尼龙、PBT等, 提高无机填料、底材和树脂的粘合力以提高其物理性能,尤其是复合材料的机械强度、防水性、电气性能、耐热性等性能，并且在湿态下有较高的保持率。
3、用于无机填料表面处理,无机填料为陶土、滑石粉、硅灰石、白炭黑、石英、铝粉、铁粉、氢氧化铝、二氧化硅、云母、玻璃微珠。

参考资料：www.ydhcp.com/560.html

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