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硅烷偶联剂的使用方法与效果

硅烷偶联剂的使用方法

⑴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、或水醇混合物,并以不含氟离子的水及价廉无毒的乙醇、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。氯硅烷及乙酰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。

  ⑵迁移法 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 ,加入偶联剂原液。
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,中性最慢,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,最好现配现用,适宜在一小时用完。
下面是一些具体应用,以供用户参考:
(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℃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,最好在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量的0.1%-2%,(根据填料直径尺寸决定)。然后将加入硅烷的树脂/填料进行模型(挤出、注塑、涂覆等)。
大致的填料直径和使用硅烷的比例如下: 
填料尺寸
使用硅烷比例 
60目
0.1% 
100目 0.25% 
200目 0.5% 
300目 0.75% 
400目 1.0% 
500目以上 1.5% 
常用硅烷醇/水溶液所需PH值: 
产品名称
处理时的溶剂
适宜PH值 
KH-550
乙醇/水
9.0~10.0 
KH-560
甲醇/水
4~5 
KH-570
甲醇/水
4~5 
KH-590
乙醇/水
4~5 
KH-792
甲醇/水
9.0~10.0 
A-151
乙醇/水
4~5 
A-171
甲醇/水
4~5 
A-172 甲醇/水 4~5 
偶联剂的包装:
5KG塑料桶,一箱20KG(内装4只5KG塑料桶)
25Kg塑料桶、200 KG塑料桶、200KG铁桶
硅徍偶联剂的贮存
硅烷偶联剂应存放于密封、避光、通风、干燥的仓库中,保质期为一年,一年后经检验合格方可继续使用
硅烷偶联剂的使用领域被研究最多之一的就是FRP环氧树脂,该用途要求复合材料具有非常优异的电气性能和热冲击稳定性。在这两个场合,预先用硅烷偶联剂水溶液对玻璃布进行前处理,然后再浸泡于树脂清漆中使其固化。
硅烷偶联剂通常制成稀薄水溶剂来使用。硅烷偶联剂的水溶液浓度通常为0.1~2.0%左右。若水溶性性较差的硅烷偶联剂可用0.1~2.0%左右的醋酸水或水-乙醇(醋酸水-乙醇)混合液稀释后使用。醋酸具有促进硅烷偶联剂加水分解和提高硅烷醇稳定性的双重效果
硅烷偶联剂的烷氧基可以脱去生在羟基,然后两个羟基脱水,形成硅-氧-硅键,这就偶联了,你想如果树脂中的偶联剂都这样的话,就会生成巨大的网络结构,也就是热塑性树脂了。所以就硬了
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