硅烷偶聯劑的應用行業以及作用分析

硅烷偶聯劑已成為現代有機硅工業、有機高分子工業、復合材料工業及相關的高新技術領域中不可缺少的配套化學助劑。

偶聯劑的基本定義：一種能改善聚合物與無機物 實際 粘接強度的材料。這既可能是指真正粘接力的提高，也可能是指浸潤性、流變性和其它操作性能的改進。偶聯劑還可能對界面區域產生改性作用，以增強有機相與無機相的邊界層。

硅烷偶聯劑定義：鑒于含有機官能團的硅烷是一種有機與無機雜交的結構，因而可作為偶聯劑，用作在各種環境條件下有機聚合物與無機物之間的粘接增進劑。

硅烷偶聯劑在提高復合材料方面性能方面的顯著效果雖已得到普遍的認可，但如何解釋硅烷偶聯劑的作用機理，至今還沒有一種理論能夠解釋所有的事實。

鑒于界面上的極少量硅烷偶聯劑會對復合材料的性能產生顯著的影響，可以期望： 闡明偶聯機理將有助于了解有機聚合物對無機物表面粘接的基本屬性，從而有助于正確而廣泛得使用硅烷偶聯劑。

硅烷偶聯劑的選擇及使用方法：不同品種的硅烷偶聯劑并無好壞之分，只有是否合適匹配之分。從偶聯機理和實際應用效果出發，選擇硅烷偶聯劑時，應當主要考慮有機聚合物的應用性能、無機材料的特性、界面性能等因素。

硅烷偶聯劑的使用方法：硅烷偶聯劑使用方法正確與否，直接影響其使用效果。實踐中常常出現因使用方法不當造成硅烷偶聯劑失效或達不到理想效果的事例。

（1）直接混合法，又稱整體摻混法、遷移法等；

（2）硅烷偶聯劑有機溶劑溶液處理填料；

（3）硅烷偶聯劑水溶液（或醇-水溶液）處理填料；

（4）干混法處理填料；

（5）底膠(漆)處理法，分別采用硅烷、硅烷溶液、硅烷與液態

有機聚合物混合物作為底涂材料；

（6）兩種或以上硅烷偶聯劑同時使用；

（7）使用硅烷偶聯劑的同時，加入促進硅烷偶聯劑的催化劑.

硅烷偶聯劑的功能：根據硅烷偶聯劑的結構和特性，其主要功能可以概括為：提高有機-無機材料界面的粘接性可水解基團的反應性有機官能團在有機材料表面的可固定性

硅烷本身及引入有機基團的各種特殊性能：一是可用作異種基體間的彈性橋聯劑 ， 即改善兩種不同化學性能材料之間的粘接性 ， 達到提高制品的機械 、 電絕緣 、 抗老化及憎水等綜合性能的目的；二是可用作材料表面改性劑 ， 賦予防水 、 防靜電 、防霉 、 防臭 、 抗血凝及生理惰性等性能；三是用作非交聯聚合物體系的交聯固化劑 ， 使其實現常溫常壓固化 。此外 ， 硅烷偶聯劑也可直接作為合成單體使用 。

常用硅烷偶聯劑在各個領域的應用：硅烷偶聯劑已經有 60 多年的應用歷史，硅烷偶聯劑從最初的玻纖處理劑已經發展到如今在各個領域的廣泛應用。

（1） 玻璃纖維增強材料

硅烷偶聯劑在該領域的應用已非常成熟。通過硅烷偶聯劑使樹脂與玻璃纖維實現化學鍵合后，既可將樹脂中產生的應力有效地傳遞給高強度的玻璃纖維，從而提高復合材料的強度，還能有效減輕由于水分入侵而引起的粘接力退化，有效保持或顯著提高復合材料的濕態機械性能及穩定的電氣性能。經過硅烷處理的玻璃纖維可用作大多數熱固性及熱塑性樹脂的增強材料，如：熱固性樹脂玻璃纖維增強材料，熱塑性樹脂玻璃纖維增強材料，橡膠玻璃纖維增強材料，玻璃布后處理涂料，隔熱隔音材料等。

（2  ） 處理無機粉末填料

經硅烷偶聯劑處理的各種無機粉末填料，明顯改善了填料與有機聚合物間的相容性與粘接性，從而有效提高了復合材料制品的機械強度。由于改善了加工性及增強了填料對有機物的潤濕性及分散性，從而體系中可加入更高比例的填料，并減少因潮濕引起的機械和電氣性能的下降。

（3 ） 粘接 、 密封膠的增粘劑

硅烷偶聯劑被廣泛用作環氧、聚氨酯、聚乙烯醇縮丁醛及丁腈橡膠的黏合劑；聚硫、聚氨酯、丙烯酸、氯丁、丁基以及硅橡膠等密封膠的增粘劑，它可以有效提高橡膠或樹脂對各類基材，包括玻璃、混凝土、石料、合金等干態黏接力，還能滿意地改善其濕態黏接保持率。硅烷既可作基材表面底涂，也可摻混到樹脂或橡膠中，效果十分顯著。

（4  ） 橡膠加工劑

硅烷偶聯劑可顯著提高填充橡膠的物理及加工性能。其中物理性能的提高是基于硅烷偶聯劑使填料與基膠實現化學鍵合；加工性能的改進是由于硅烷偶聯劑提高了填料在基膠中分散性，從而降低了混煉膠料的黏度。如硅烷偶聯劑[(EtO) 3 3 SiC 3 3 H H 6 6 ] ] 2 2 S S 4 4 對橡膠具有多功能的作用，可兼作加工的補強劑、偶聯劑及增塑劑。

（5  ） 聚烯烴交聯劑

硅烷偶聯劑被大量使用于用作電纜絕緣料的硅烷交聯聚烯烴中。如使用硅烷交聯的聚乙烯生產方法中，硅烷偶聯劑可用于兩步法，即先制成硅烷接枝聚乙烯，再加工成型；也可用于一步法中，即聚乙烯的硅烷接枝及產品成型在同一臺擠出機中完成；還可用于共聚法中，即在合成聚乙烯過程中實現接枝。

（6 ） 涂料 、 油墨的增黏劑

硅烷偶聯劑廣泛用作各種涂料、油墨的增黏劑，包括不同黏度的油漆、油墨的懸浮液或溶劑，可直接摻入，或用作底涂。可明顯改善其粘接力及抗老化性能，或提高耐鹽霧及抗潮濕性能，或保持良好的抗磨性。

（7 ） 文物保護領域

硅烷偶聯劑是重要的文物保護材料之一，同時要與其他材料配合使用。文物保護的綜合性很強，需要從治理和預防兩個方面進行。在治理過程中，要力爭恢復已損文物的原貌， “ 修舊如舊 ” ，通過硅烷等材料進行加固、還原、修復，同時進行表面保護，增加其保存穩定性；在預防過程中，采用合適的材料和技術措施防止和減緩各種有害因素的損害。各種硅烷、硅烷衍生物、硅烷聚合體與其他材料配合使用，在文物保護中表現出良好的材料結合性、滲透性、耐候性、防水性、生理惰性，很好地保持文物原貌，符合環保和生態要求。在我國，硅烷等材料用于土遺址、磚、瓦、石、陶瓷、金屬、紡織品、壁畫彩繪、字畫等文物的保護已有近 20 年的歷史。

濟南環正化工有限公司成立于2009年，是一家以有機硅產品為主體，集科研、生產、貿易于一體的高科技民營企業。公司以科研院所雄厚的技術和管理力量為依托，聚集了一批具有良好專業素質人才，本公司主要從事有機硅材料，主要產品有硅烷偶聯劑KH550 、KH-402、KH-552、KH-560、KH-570、KH-580、KH-590、KH-602、KH-792、KH-171、KH-172、KH-151、SI-69等產品。