硅烷偶联剂

硅烷偶联剂已成为现代有机硅工业、有机高分子工业、复合材料工业及相关的高新技术领域中不可缺少的配套化学助剂。

偶联剂的基本定义：一种能改善聚合物与无机物 实际 粘接强度的材料。这既可能是指真正粘接力的提高，也可能是指浸润性、流变性和其它操作性能的改进。偶联剂还可能对界面区域产生改性作用，以增强有机相与无机相的边界层。

硅烷偶联剂定义：鉴于含有机官能团的硅烷是一种有机与无机杂交的结构，因而可作为偶联剂，用作在各种环境条件下有机聚合物与无机物之间的粘接增进剂。

硅烷偶联剂在提高复合材料方面性能方面的显著效果虽已得到普遍的认可，但如何解释硅烷偶联剂的作用机理，至今还没有一种理论能够解释所有的事实。

鉴于界面上的极少量硅烷偶联剂会对复合材料的性能产生显著的影响，可以期望： 阐明偶联机理将有助于了解有机聚合物对无机物表面粘接的基本属性，从而有助于正确而广泛得使用硅烷偶联剂。

硅烷偶联剂的选择及使用方法：不同品种的硅烷偶联剂并无好坏之分，只有是否合适匹配之分。从偶联机理和实际应用效果出发，选择硅烷偶联剂时，应当主要考虑有机聚合物的应用性能、无机材料的特性、界面性能等因素。

硅烷偶联剂的使用方法：硅烷偶联剂使用方法正确与否，直接影响其使用效果。实践中常常出现因使用方法不当造成硅烷偶联剂失效或达不到理想效果的事例。

（1）直接混合法，又称整体掺混法、迁移法等；

（2）硅烷偶联剂有机溶剂溶液处理填料；

（3）硅烷偶联剂水溶液（或醇-水溶液）处理填料；

（4）干混法处理填料；

（5）底胶(漆)处理法，分别采用硅烷、硅烷溶液、硅烷与液态

有机聚合物混合物作为底涂材料；

（6）两种或以上硅烷偶联剂同时使用；

（7）使用硅烷偶联剂的同时，加入促进硅烷偶联剂的催化剂.

硅烷偶联剂的功能：根据硅烷偶联剂的结构和特性，其主要功能可以概括为：提高有机-无机材料界面的粘接性可水解基团的反应性有机官能团在有机材料表面的可固定性

硅烷本身及引入有机基团的各种特殊性能：一是可用作异种基体间的弹性桥联剂 ， 即改善两种不同化学性能材料之间的粘接性 ， 达到提高制品的机械 、 电绝缘 、 抗老化及憎水等综合性能的目的；二是可用作材料表面改性剂 ， 赋予防水 、 防静电 、防霉 、 防臭 、 抗血凝及生理惰性等性能；三是用作非交联聚合物体系的交联固化剂 ， 使其实现常温常压固化 。此外 ， 硅烷偶联剂也可直接作为合成单体使用 。

常用硅烷偶联剂在各个领域的应用：硅烷偶联剂已经有 60 多年的应用历史，硅烷偶联剂从最初的玻纤处理剂已经发展到如今在各个领域的广泛应用。

（1） 玻璃纤维增强材料

硅烷偶联剂在该领域的应用已非常成熟。通过硅烷偶联剂使树脂与玻璃纤维实现化学键合后，既可将树脂中产生的应力有效地传递给高强度的玻璃纤维，从而提高复合材料的强度，还能有效减轻由于水分入侵而引起的粘接力退化，有效保持或显著提高复合材料的湿态机械性能及稳定的电气性能。经过硅烷处理的玻璃纤维可用作大多数热固性及热塑性树脂的增强材料，如：热固性树脂玻璃纤维增强材料，热塑性树脂玻璃纤维增强材料，橡胶玻璃纤维增强材料，玻璃布后处理涂料，隔热隔音材料等。

（2  ） 处理无机粉末填料

经硅烷偶联剂处理的各种无机粉末填料，明显改善了填料与有机聚合物间的相容性与粘接性，从而有效提高了复合材料制品的机械强度。由于改善了加工性及增强了填料对有机物的润湿性及分散性，从而体系中可加入更高比例的填料，并减少因潮湿引起的机械和电气性能的下降。

（3 ） 粘接 、 密封胶的增粘剂

硅烷偶联剂被广泛用作环氧、聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛及丁腈橡胶的黏合剂；聚硫、聚氨酯、丙烯酸、氯丁、丁基以及硅橡胶等密封胶的增粘剂，它可以有效提高橡胶或树脂对各类基材，包括玻璃、混凝土、石料、合金等干态黏接力，还能满意地改善其湿态黏接保持率。硅烷既可作基材表面底涂，也可掺混到树脂或橡胶中，效果十分显著。

（4  ） 橡胶加工剂

硅烷偶联剂可显著提高填充橡胶的物理及加工性能。其中物理性能的提高是基于硅烷偶联剂使填料与基胶实现化学键合；加工性能的改进是由于硅烷偶联剂提高了填料在基胶中分散性，从而降低了混炼胶料的黏度。如硅烷偶联剂[(EtO) 3 3 SiC 3 3 H H 6 6 ] ] 2 2 S S 4 4 对橡胶具有多功能的作用，可兼作加工的补强剂、偶联剂及增塑剂。

（5  ） 聚烯烃交联剂

硅烷偶联剂被大量使用于用作电缆绝缘料的硅烷交联聚烯烃中。如使用硅烷交联的聚乙烯生产方法中，硅烷偶联剂可用于两步法，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产品成型在同一台挤出机中完成；还可用于共聚法中，即在合成聚乙烯过程中实现接枝。

（6 ） 涂料 、 油墨的增黏剂

硅烷偶联剂广泛用作各种涂料、油墨的增黏剂，包括不同黏度的油漆、油墨的悬浮液或溶剂，可直接掺入，或用作底涂。可明显改善其粘接力及抗老化性能，或提高耐盐雾及抗潮湿性能，或保持良好的抗磨性。

（7 ） 文物保护领域

硅烷偶联剂是重要的文物保护材料之一，同时要与其他材料配合使用。文物保护的综合性很强，需要从治理和预防两个方面进行。在治理过程中，要力争恢复已损文物的原貌， “ 修旧如旧 ” ，通过硅烷等材料进行加固、还原、修复，同时进行表面保护，增加其保存稳定性；在预防过程中，采用合适的材料和技术措施防止和减缓各种有害因素的损害。各种硅烷、硅烷衍生物、硅烷聚合体与其他材料配合使用，在文物保护中表现出良好的材料结合性、渗透性、耐候性、防水性、生理惰性，很好地保持文物原貌，符合环保和生态要求。在我国，硅烷等材料用于土遗址、砖、瓦、石、陶瓷、金属、纺织品、壁画彩绘、字画等文物的保护已有近 20 年的历史。

济南环正化工有限公司成立于2009年，是一家以有机硅产品为主体，集科研、生产、贸易于一体的高科技民营企业。公司以科研院所雄厚的技术和管理力量为依托，聚集了一批具有良好专业素质人才，本公司主要从事有机硅材料，主要产品有硅烷偶联剂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等产品。