钛酸酯偶联剂，一款全能的偶联剂

钛酸酯偶联剂最早出现于20 世纪70 年代，1974 年12 月美国Kenrich 石油化学公司报道了一类新型的偶联剂，它对许多干燥粉体有良好的偶联效果。此后加有钛酸酯偶联剂的无机物填充聚烯烃复合材料相继问世。近些年, 美国 Kenrich 公司开发的系列钛酸酯偶联剂得到广泛应用。用钛酸酯偶联剂活化的炭黑、SiO2、CaCO3、金属氧化物添加到热塑性塑料和橡胶中可降低体系粘度，改善韧性和机械性能。目前钛酸酯偶联剂已成为复合材料不可缺少的原料之一。

钛酸酯偶联剂的功能

1、钛酸酯偶联剂的结构

钛酸酯偶联剂按其化学结构可分为4 类:单烷氧基型、单烷基焦磷酸酯型、螯合型和配位体型。钛酸酯偶联剂的分子式为：（RO )_m Ti ( OX-R-Y)_n，其分子结构决定了它具有多种功能，其功能分别为：

①（RO )_m：通过R 基与无机填料表面的羟基反应，形成偶联剂的单分子层，从而起化学偶联作用。填料界面上的水和自由质子(H⁺)是与偶联剂起作用的反应点。

② （O┈）：能发生各种类型的酯基转化反应，由此可使钛酸酯偶联剂与聚合物及填料产生交联，同时还可与环氧树脂中的羟基发生酯化反应。

③X：是与钛氧键连接的原子团, 或称粘合基团，决定着钛酸酯偶联剂的特性。这些基团有烷氧基、羧基、硫酰氧基、磷氧基、亚磷酰氧基、焦磷酰氧基等。

④R：是钛酸酯偶联剂分子中的长链部分，主要是保证与聚合物分子的缠结作用和混溶性，提高材料的冲击强度，降低填料的表面能，使体系的粘度显著降低，并具有良好的润滑性和流变性能。

⑤Y：是钛酸酯偶联剂进行交联的官能团，有不饱和双键基团、氨基、羟基等。

⑥n：反映了钛酸酯偶联剂分子含有的官能团数，可以为1～3。

2、结构决定应用

①在填充塑料中, 可活化填料, 提高填充量, 减少树脂用量，降低制品成本, 改善加工性能, 增加制品光泽, 提高质量。

②在橡胶中, 用其改性的填料能起补强作用，减少橡胶用量和防老剂用量，提高制品耐磨强度和抗老化能力, 和制品的表面光泽。

③能增大颜料、填料在涂料中的添加量，提高分散性能；有防沉淀效果，可防止颜色发花；能提高漆膜强度，使其色泽鲜艳。此外, 还有催干特性，使烘烤温度降低和烘烤时间缩短。

④应用在涂料行业，可以改进涂料的防腐蚀性，防止涂料的凝胶化。

⑤应用在造纸行业，可以提高碳酸钙或滑石粉的分散性，大大减少流失损耗，显著改善纸的印刷性能。

⑥提高压裂液的成胶性能、耐热温度和井下渗透性能，显著提高石油采收率。

⑦显著改善磁粉分散性，增强其与载体的亲和性，提高充填量，增大磁密度，提高磁信号。

⑧应用于粘结剂中，可以增强粘结力等。

总之，由于钛的特殊结构，因而有多种独特的功能。世界各国都在积极开展钛的应用研究，钛是在地壳中分布量占第四位的金属元素，我国储量丰富，所以开展有机钛化合物的研制与应用是当前国际上的发展方向，其应用范围之广阔，效果之显著，对我国化学工业的发展以及提高产品质量，降低成本，提高效益，均有重要意义。