文/ 发布于2016-10-17 20:09:32 浏览次数:
偶联剂----这一名词在八十年代初,国内塑料、橡胶、涂料等行业对它还很陌生,少数工程技术人员仅仅从国外资料中见其报道,而如今,国内偶联剂生产厂家已数十家,年销售量已数千吨,品种也较多,目前主要有下列类型:
1、硅烷系列
2、钛酸酯系列
3、铝酸酯系列
4、锆酸酯系列
5、铝钛复合系列
6、其它系列(硼酸型、铝锆复合型等)
a 、硅烷与钛系的比较:
硅烷类偶联剂仅对含硅元素的填料有效,而钛偶联剂则对多种填料均适用,同时对适用树脂范围也广,而且它的作用并不限于使复合材料的强度提高,还能赋于一定程度的挠屈性,详情见表1,2,3 。
表1.1 钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂的比较
钛酸酯 | 硅烷 | |
① 对树脂的适用性 ② 对无机填料的适用性 ③ 性能上的主要性 ④ 其他 |
热固性和热塑性树脂 适用范围广 不增加强度 赋予挠屈性 主要在加工工艺性能方面发挥作用 |
只适用于热固性树脂 适用范围有限 增加强度 赋予刚性 优、缺点很明显 |
表1.2 钛酸酯和硅烷化学结构的比较
符号细则 | 钛酸酯 R1-O-Ti-(O-X1-R2-Y)n |
硅烷 (R1-O)2-Si-R2-Y |
R-O 烷氧基 | 1个 | 3个 |
烷氧基螯合功能 | 有 | 不稳定 |
需要时消除即时的醇副产物 | 能 | 不能 |
形成单分子层 | 能 | 不能 |
水解能 | 低 | 中等~高 |
与CaCO3的反应 | 能 | 不能 |
过量时的不良影响 | 常有 | 偶尔有 |
-( 酯基转移反应-X-键合聚 酯 | 能 | 不能 |
不借助于不饱和结构实现 X-键合 | 能 | 不能 |
X1 邻接基团功能 | 有 | 无 |
必要时产生热稳定性 | 能 | 不能 |
磺酰基-触变性 | 能 | 不能 |
磷酸酯-阻燃性 | 能 | 不能 |
亚磷酸酯-防老化作用 | 能 | 不能 |
R2 R2基团的长度 | 长~短 | 短 |
降低粘度的作用 | 明显 | 无到中等 |
改进热塑性塑料抗冲击性能的作用 | 极佳 | 无到中等 |
闪点 | 高~中等 | 低 |
Y 官能团 | 3个 | 1个 |
n 三官能度 | 有 | 单官能度 |
水解稳定性 | 良~优 | 良~差 |
表1.3 偶联剂应用于填料效果的比较
硅烷偶联剂 | 钛酸酯偶联剂 | |
具有优良效果的 | 二氧化硅、玻璃 | 碳酸钙、硫酸钡、氢氧化铝、二氧化钛等大部分无机填料 |
具有一定效果的 | 滑石粉、铁粉、氧化铝、氢氧化铝 | 氧化镁、氧化钙、云母、二氧化硅、玻璃等 |
效果较小的 | 石棉、氧化铁、二氧化钛、氧化锌 | 滑石粉、炭黑、木粉 |
无效的 | 碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、石墨、硼 | 石墨 |
b、钛、锆、铝偶联剂的比较
铝的反应活性比钛、锆大,由于活性强的,一般在贮存时也会发生反应,故贮存期短。
锆偶联剂的耐热性大于钛及铝偶联剂。详情见表1.4
表1.4 钛、锆、铝偶联剂的比较
性质 | 顺序 |
反应活性 贮存稳定性 耐化学药品性 价格 品种 |
(大)Al > Ti ≥ Zr (小) (好)Ti = Zr > Al (不好 (好)Ti = Zr > Al (不好) (低)Al> Ti > Zr (高) (多)Ti > Al > Zr (少) |
综合上面的比较,以及目前国内、国外市场广泛应用的多为钛系偶联剂,既销售面广,同时销售量也大,其主要特点如下:
1、使用范围广(塑料、橡胶、涂料、油墨、磁材料、颜料、填充料);
2、品种多(美国肯利奇Kenrich公司公布的便有近六十个牌号,国内目前也有数十个牌号);
3、贮存稳定(如水溶性品种可存放数年);
4、价格适中(绝对低于硅系,略高于铝系)。
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