一、偶聯(lián)劑相關(guān)背景

偶聯(lián)劑是一種重要的、應用領(lǐng)域日漸廣泛的處理劑,主要用作高分子復合材料的助劑。偶聯(lián)劑分子結(jié)構(gòu)的最大特點是分子中含有化學性質(zhì)不同的兩個基團,一個是親無機物的基團,易與無機物表面起化學反應;另一個是親有機物的基團,能與合成樹脂或其它聚合物發(fā)生化學反應或生成氫鍵溶于其中。因此偶聯(lián)劑被稱作“分子橋”,用以改善無機物與有機物之間的界面作用,從而大大提高復合材料的綜合性能（如物理性能、電性能、熱性能、光性能等）。作為提高高分子復合材料性能及降低成本的關(guān)鍵材料,偶聯(lián)劑廣泛適用于塑料、橡膠、玻璃鋼、涂料、顏料、造紙,粘合劑、磁性材料、油田化工等行業(yè)。而聚合物共混物及填料的不斷發(fā)展,對于新型多功能偶聯(lián)劑的需求更為迫切。

偶聯(lián)劑的種類繁多,主要有硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、雙金屬偶聯(lián)劑、磷酸酯偶聯(lián)劑、硼酸酯偶聯(lián)劑、鉻絡(luò)合物及其它高級脂肪酸、醇、酯的偶聯(lián)劑等,目前應用范圍最廣的是硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑,其中較常用的有KH-550、KH-560、KH-570、KH-580、南大-42、南大-43、B201等.

硅烷偶聯(lián)劑已成為有機硅工業(yè)的重要分支，它是近年來發(fā)展較快的一類有機硅產(chǎn)品,已成為材料工業(yè)必不可少的助劑之一；其品種繁多,結(jié)構(gòu)新穎,廣泛用于橡膠、塑料、膠粘劑、密封劑、涂料、玻璃、陶瓷、金屬防腐等領(lǐng)域。 禾川化學提供偶聯(lián)劑配方分析研發(fā)服務(wù)。

二、偶聯(lián)劑

偶聯(lián)劑按其化學結(jié)構(gòu)可分為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋯酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、雙金屬偶聯(lián)劑(鋁-鋯酸酯、鋁鈦復合偶聯(lián)劑)、稀土偶聯(lián)劑、含磷偶聯(lián)劑、含硼偶聯(lián)劑等。

2.1硅烷偶聯(lián)劑

硅烷偶聯(lián)劑是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的有機硅化合物。通過硅烷偶聯(lián)劑可使兩種性能差異很大的材料界面偶聯(lián)起來,以提高復合材料的性能和增加粘接強度,從而獲得性能優(yōu)異、可靠的新型復合材料。硅烷偶聯(lián)劑廣泛用于橡膠、塑料、填充復合材料、環(huán)氧封裝材料、彈性體、涂料、粘合劑和密封劑等。使用硅烷偶聯(lián)劑可以極大地改進上述材料的機械性能、電氣性能、耐候性、耐水性、難燃性、粘接性、分散性、成型性以及工藝操作性等等。

近幾十年來,隨著復合材料不斷的發(fā)展,促進了各種偶聯(lián)劑的研究與開發(fā)。偶聯(lián)劑和疊氮基硅烷偶聯(lián)劑改性氨基硅烷,耐熱硅烷、過氧基硅烷、陽離子硅烷、重氮和疊氮硅烷以及α-官能團硅烷等一系列新型硅烷偶聯(lián)劑相繼涌現(xiàn)；硅烷偶聯(lián)劑獨特的性能與顯著的改性效果使其應用領(lǐng)域不斷擴大。
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2.1.1硅烷偶聯(lián)劑作用機理

硅烷類偶聯(lián)劑分子中存在親有機和親無機的功能基團，具有連接有機與無機材料兩相界面的功能，對聚合物及無機物體系改性具有明顯的技術(shù)效果。硅烷類偶聯(lián)劑結(jié)構(gòu)通式可以寫為RSiX3。其中R為與樹脂分子有親和力或反應能力的活性官能團，如氨基、巰基、乙烯基、環(huán)氧基、氰基及甲基丙乙烯酰氧基等基團等；X代表能夠水解的基團,如鹵素、烷氧基、酰氧基等;硅烷偶聯(lián)劑由于在分子中具有這兩類化學基團,因此既能與無機物中的羥基反應,又能與有機物中的長分子鏈相互作用起到偶聯(lián)的功效,其作用機理大致分以下3步:

1)X基水解為羥基;

2)羥基與無機物表面存在的羥基生成氫鍵或脫水成醚鍵

3)R基與有機物相結(jié)合。

2.1.2硅烷偶聯(lián)劑處理技術(shù)

硅烷偶聯(lián)劑的實際使用方法主要有兩種:預處理法和整體摻合法。

1)預處理法

預處理法就是先用偶聯(lián)劑對無機填料進行表面處理,制成活性填料,然后再加入到聚合物中。根據(jù)處理方法不同可分為干法和濕法。干法即噴霧法,是將填料充分脫水后在高速分散機中,于一定溫度下與霧氣狀的偶聯(lián)劑反應制成活性填料;濕法也稱溶液法,是將偶聯(lián)劑與其低沸點溶劑配制成一定濃度的溶液,然后在一定溫度下與無機填料在高速分散機中均勻分散而達到調(diào)料的表面改性。

2)整體摻合法

整體摻合法,即將硅烷偶聯(lián)劑摻入無機填料合聚合物中,一起進行混煉。此法優(yōu)點是偶聯(lián)劑用量可隨意調(diào)整,并一步完成配料,但其用量較多。

2.1.3硅烷偶聯(lián)劑分類

1)含硫硅烷偶聯(lián)劑

含硫硅烷偶聯(lián)劑常用于輪胎工業(yè)中，特別是多硫硅烷偶聯(lián)劑。在輪胎胎面膠中應用時，含硫硅烷偶聯(lián)劑中的烷氧基與白炭黑表面的硅羥基結(jié)合，而硫則與橡膠結(jié)合，形成牢固的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，應用這種體系可顯著降低輪胎的滾動阻力。常見產(chǎn)品：雙-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si-69)、雙-[γ-(三乙氧基硅)丙基]二硫化物(Si-75)、γ-巰丙基三甲氧基硅烷(A-189)；

2)改性氨基類硅烷偶聯(lián)劑

含游離氨基的硅烷堿性較大，反應活性較高，且隨著氨基的增加，塑料制品的撓曲強度也相應增加。氨基硅烷偶聯(lián)劑的合成大致需要經(jīng)過3個過程：氯烴基氯化硅烷的合成、醇解反應、胺化反應?？稍诩徔椆I(yè)上制作柔軟劑.

氨基硅烷類偶聯(lián)劑屬于通用型，幾乎能與各種樹脂起偶聯(lián)作用，但聚酯樹脂例外。常見產(chǎn)品：γ-氨丙基三乙氧基硅烷（A-1100），N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷（KBM-602），氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷(A-1130)。

3)乙烯基類硅烷偶聯(lián)劑

乙烯基硅烷偶聯(lián)劑大多由乙烯基三氯硅烷與各種醇反應,制成相應的偶聯(lián)劑;乙烯基硅烷偶聯(lián)劑的通式為：CH2=CH(CH2)nSiX3。X通常是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基等。此類硅烷偶聯(lián)劑主要用于塑料增強，兼有偶聯(lián)劑和交聯(lián)劑的作用，適用于聚乙烯、聚丙烯、不飽和聚酯等塑料品種，常用于硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜和管材等。常見產(chǎn)品：乙烯基三乙氧基硅烷（A-151）、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷（A-172）。

4)環(huán)氧基類硅烷偶聯(lián)劑

傳統(tǒng)的硅烷偶聯(lián)劑在水性體系中易發(fā)生預交聯(lián)反應，限制了應用，而環(huán)氧硅烷偶聯(lián)劑在水性體系中表現(xiàn)出長期儲存穩(wěn)定性，室溫儲存1年以上仍保持良好的黏附力和物理性能。該類硅烷偶聯(lián)劑適用于多種聚酯材料，特別適用于環(huán)氧樹脂?？梢愿纳齐p組分環(huán)氧密封劑的粘合力。改善丙烯酸膠乳、密封劑、聚氨酯、環(huán)氧涂料的粘合力；常見產(chǎn)品以：3-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷（A-187）。

5)有機硅過氧化物偶聯(lián)劑

有機硅過氧化物偶聯(lián)劑特點是過氧基受熱后很容易分解成具有高反應能力的自由基，它不僅可以作為有機物與無機物之間的偶聯(lián)劑，尚可使2種相同或不同的有機物進行偶聯(lián)，還能與無極性（如聚烯烴和硅橡膠等）的有機物偶聯(lián)。

6)α-官能團硅烷偶聯(lián)劑

目前國內(nèi)外主要采用的硅烷偶聯(lián)劑是硅原子與有機官能團相隔3個亞甲基的γ-官能團硅烷，具有這種結(jié)構(gòu)的有機硅化合物穩(wěn)定性較好。α-官能團硅烷偶聯(lián)劑系列，如南大-42、南大-73和南大-24等，α-官能團硅烷偶聯(lián)劑在塑料填充改性中具有較好的應用效果。

7)(甲基)丙烯酰氧基類硅烷偶聯(lián)劑

(甲基)丙烯酰氧基類硅烷偶聯(lián)劑一端含(甲基)丙烯酰氧基，另一端含有其它活性功能基的有機硅基團，中間為一個碳以上的烷基。最常用的是γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(A-174)。

8)新型硅烷偶聯(lián)劑

近年來，相對分子質(zhì)量較大的硅烷偶聯(lián)劑發(fā)展很快，如辛基、十二烷基硅烷偶聯(lián)劑等。此類偶聯(lián)劑在改善有機物對填料的浸潤性方面亦有其獨特的優(yōu)點，尤其對于那些具有很高的表面能的填料如：玻璃纖維、納米二氧化硅等，長鏈硅烷偶聯(lián)劑由于具有疏水性的柔性長鏈，極大地降低了填料的表面能，使得有機相中的溶劑、樹脂、助劑等能均勻的滲透到玻璃纖維中或均勻分散到納米填料表面，這就提高了復合材料的沖擊強度、耐熱性等。

a.含異氰酸酯的硅烷偶聯(lián)劑

含異氰酸酯的硅烷偶聯(lián)劑是一種新型的偶聯(lián)劑，它在表面處理有機材料及無極金屬時有非常優(yōu)良的效果，特別是在玻璃纖維增強的復合材料、處理無機粉末填料及涂料幽默的增粘劑中都有顯著的效果。

b.含氟硅烷偶聯(lián)劑

含氟硅烷偶聯(lián)劑，可賦予材料表面防水、防污性，對氟樹脂親和力強，可用作含氟樹脂或木材膠粘的底涂層。

c.長鏈烷基硅烷偶聯(lián)劑

長鏈烷基具有良好的憎水性，可以用于布料的防水處理，還可與氨烴基硅烷偶聯(lián)劑配用于絳、棉、毛以及混紡織物等，能有效解決單獨使用氨基硅烷偶聯(lián)劑易造成織物色差的現(xiàn)象，并能獲得柔軟、彈性、豐滿、防皺等特點，是性能優(yōu)良的織物后整理劑;長鏈烷基烷氧基硅烷是一類新型的有機硅化合物，結(jié)構(gòu)通式為YRnSiX3-n，其中n=0～3，X通常為-OCH3和-OC2H5等，Y為長鏈烷基。代表產(chǎn)品為DH-109，化學名稱為甲基十二烷基二甲氧基硅烷，廣泛應用于橡塑加工中的優(yōu)良脫模劑、金屬潤滑劑、日用化妝品的添加劑等

2.1.4硅烷偶聯(lián)劑的應用

硅烷偶聯(lián)劑是近年來發(fā)展很快的一類有機硅產(chǎn)品。由于其獨特的性能和顯著的改性效果,使其應用領(lǐng)域不斷擴大。硅烷偶聯(lián)劑不僅可用作復合材料的增粘劑及其填料的表面處理劑,還廣泛用作防水劑、交聯(lián)劑、金屬的防腐劑、玻璃和陶瓷的保護劑、纖維和皮革的整理劑以及石油開采和運輸?shù)闹鷦?；在金屬同無機、有機材料之間的粘接、樹脂共混、改善涂料和粘接性能等方面也廣為應用。

1)硅烷偶聯(lián)劑用于玻璃纖維表面處理

硅烷偶聯(lián)劑用于玻璃纖維的表面處理,由于硅烷偶聯(lián)劑的可水解基團水解后能與玻璃纖維表面的羥基進行脫水縮合反應,生成穩(wěn)定的硅氧鍵;而其有機基團能與樹脂形成氫鍵或化學鍵。因而能改善玻璃纖維和樹脂的粘合性能,大大提高玻璃纖維增強復合材料的強度、電氣、耐水、耐候等性能。即使在濕態(tài)時,它對復合材料機械性能的提高效果也十分顯著。目前,用硅烷偶聯(lián)劑處理玻璃纖維已相當普遍,其中應用較多的是乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基硅烷等。

2)硅烷偶聯(lián)劑用作無機粉末填料表面處理

經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理后,無機粉末填料與樹脂的相容性、分散性及粘接力大大改善,添加的比例也提高;從而提高了復合材料的機械、電氣和耐候性能,降低了成本。

3)硅烷偶聯(lián)劑用于密封劑、膠粘劑及涂料的增粘劑

硅烷偶聯(lián)劑廣泛用作膠粘劑、密封劑等增粘劑。在膠粘劑中加入硅烷偶聯(lián)劑不僅能提高粘合強度,而且還能改善膠粘劑的耐久性和耐濕熱老化性能。硅烷偶聯(lián)劑甚至可以直接用作膠粘劑,用于硅橡膠、氟橡膠、丁腈橡膠等與金屬的粘接。用于涂料可以提高濕態(tài)下的膠粘力,耐腐蝕性,耐環(huán)境老化性能,顏料的分散性,耐磨性和促進樹脂的交聯(lián)作用

4)硅烷偶聯(lián)劑用作粘合促進劑

硅烷偶聯(lián)劑用于難粘材料聚烯烴(如PE,PP)和特種橡膠(如硅橡膠、EPR、CR、氟橡膠)的粘合促進劑。

5)硅烷偶聯(lián)劑用作紡織助劑

硅烷偶聯(lián)劑與有機硅乳液并用,可提高貿(mào)紡織品的服用性能,試織物具有柔軟、豐滿、回彈性好、防皺挺刮、防水抗靜電、耐洗、穿著舒適等優(yōu)點。

6)硅烷偶聯(lián)劑用于生化、環(huán)保方面

硅烷偶聯(lián)劑是制備硅樹脂固胰酶載體的重要原料。并可使固化酶不溶于水,未失活的固相酶經(jīng)過濾后還可繼續(xù)使用,不僅提高了生物酶的利用率,還能避免造成污染和浪費。

7)硅烷偶聯(lián)劑用作原料來合成有機硅塑料

以甲基或苯基硅烷為單體經(jīng)水解、縮合形成有機硅樹脂,然后與云母、石棉、玻璃纖維或玻璃布等填料,經(jīng)壓塑或?qū)訅褐瞥蔁峁绦缘挠袡C硅塑料,它有較高的耐熱性,較優(yōu)良的電絕緣性和耐電弧性以及防水,防潮等性能。

2.2鈦酸酯偶聯(lián)劑

鈦酸酯偶聯(lián)劑是近十年來迅速發(fā)展并廣泛應用于許多生產(chǎn)領(lǐng)域的一類新穎化工助劑,常見鈦酸酯偶聯(lián)劑有單烷氧基脂肪酸型、磷酸酯型、螯合型和配位體型四類；鈦酸酯偶聯(lián)劑的應用為高分子合成材料的無機填充開辟了新的途徑,用鈦酸酯偶聯(lián)劑處理過的無機物是親水和親有機物的，它廣泛應用于聚烯烴類樹脂和合成橡膠等高分子材料中；將鈦酸酯偶聯(lián)劑加入聚合物中可提高材料的沖擊強度,填料添加量可達50%以上,且不會發(fā)生相分離。用鈦酸酯類偶聯(lián)劑活化的炭黑、SiO2、CaCO3、金屬氧化物添加到熱塑性塑料和橡膠中，可降低體系粘度，改善韌性和機械性能。

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2.2.1鈦酸酯偶聯(lián)劑偶聯(lián)機理

鈦酸酯偶聯(lián)劑是由親水和疏水兩種基團組成,通過化學反應和無機顏料、填料表面進行偶聯(lián)結(jié)合并和高分子基料進行交聯(lián),把兩種不同性質(zhì)的物質(zhì)結(jié)合起來,起橋梁作用,故亦稱為一種“架橋劑”,它一端親無機,另一端親有機,在無機填料和有機樹脂之間架起一座橋梁。無機填料經(jīng)過偶聯(lián)劑處理后,表面與偶聯(lián)劑親無機一端的化學鍵作用而達到有機包覆,緊密地把無機顏料、填料和有機高分子材料連接起來,充分發(fā)揮每個鈦酸酯分子的作用,增加了和有機高分子基料的相容性,降低界面的自由能,從而有利于粉體聚集體被有機高分子基料所潤濕和分散

2.2.2鈦酸酯偶聯(lián)劑使用方法

1)混合法:就是把聚合物、填料或顏料及其它助劑和偶聯(lián)劑直接混合,此法比較簡便,不用增加設(shè)備和改變原加工工藝,缺點是分散不夠理想,因其它助劑與偶聯(lián)劑會有競爭反應。

2)預處理法:先把填料或顏料用偶聯(lián)劑進行預處理,然后再和聚合物及其它助劑進行加工混合。此法有許多優(yōu)點,特別適用于聚合物組份比較復雜或加工溫度比較高的某些工程塑料,可以防止不必要的副反應發(fā)生。

a.干混合法:為了使少量鈦酸酯偶聯(lián)劑能夠比較均勻地包覆在顏料、填料表面,一般加入少量稀釋劑,和偶聯(lián)劑的用量比在1：1的情況下,就能夠使少量的鈦酸酯均勻分布在填料表面,不用稀釋劑就不能均勻的包復好填料,此稀釋劑可采用原工藝配方中的溶劑、潤滑劑。如在塑料工業(yè)可選用白油(液體石蠟),在橡膠工業(yè)選用機油,在涂料工業(yè)選用溶劑油或異丙醇等,其處理設(shè)備,一般選用高速捏合機,即填料在高速攪出料備用,但須注意冷卻,否則容易引起局部過熱使填料變色而且填充性能下降。

b.濕混合法：單烷氧基型、配位型等偶聯(lián)劑可以用溶劑油、石油醚、苯醇等溶劑進行稀釋使顏料浸泡其中,然后在攪拌下,霧狀噴入經(jīng)稀釋后的偶聯(lián)劑,連續(xù)攪拌5~15min(視攪拌器效果),然后按原工藝進行或用加熱或減壓等方法除去溶劑,對于可溶于水的螯合型則用水稀釋浸泡,然后去水分。此法偶聯(lián)比較完全,但在工業(yè)生產(chǎn)中耗費太大,經(jīng)濟上不合算。

如用碳酸鈣填充聚丙烯中加入鈦酸酯偶聯(lián)劑,先用異丙醇將偶聯(lián)劑1：2稀釋,將干燥好的碳酸鈣放入高速捏合機按比例投入稀釋好的偶聯(lián)劑,攪拌均勻后放料,然后送入烘箱內(nèi)干燥,使稀釋劑異丙醇揮發(fā)掉,控制一定的溫度烘干,在螺桿擠出機造粒。得到的產(chǎn)品進行性能測試。

2.2.3鈦酸酯偶聯(lián)劑應用

1)酸酯偶聯(lián)劑在塑料、橡膠中應用

在填充塑料中,可活化填料,提高填充量,減少樹脂用量,降低制品成本,改善加工性能,增加制品光澤,提高質(zhì)量。在橡膠中,用其改性的填料能起補強作用,減少橡膠用量和防老劑用量,提高制品耐磨強度和抗老化能力,和制品的表面光澤。

2)鈦酸酯偶聯(lián)劑在涂料及顏料中應用

能增大顏料、填料在涂料中的添加量,提高分散性能。有防沉淀效果,可防止顏色發(fā)花。能提高漆膜強度,使其色澤鮮艷。此外,還有催干特性,使烘烤溫度降低和烘烤時間縮短。

能顯著改善顏料分散性,縮短研磨分散時間,使制品色澤鮮艷,紙張強度增強,印刷性改善。

3)鈦酸酯偶聯(lián)劑在油田中應用

提高壓裂液的成膠性能、耐熱溫度和井下滲透性能,顯著提高石油采收率。

4)鈦酸酯偶聯(lián)劑在磁材料中應用

顯著改善磁粉分散性,增強其與載體的親和性,提高充填量,增大磁密度,提高磁信號。

2.3鋁酸酯偶聯(lián)劑

鋁酸酯偶聯(lián)劑其結(jié)構(gòu)與鈦酸酯偶聯(lián)劑類似,分子中存在兩類活性基團,一類可與無機填料表面作用;另一類可與樹脂分子纏結(jié),由此在無機填料與基體樹脂之間產(chǎn)生偶聯(lián)作用。鋁酸酯偶聯(lián)劑在改善制品的物理性能,如提高沖擊強度和熱變形溫度方面,可與鈦酸酯偶聯(lián)劑相媲美;經(jīng)鋁酸酯偶聯(lián)劑活化處理的活性碳酸鈣廣泛適用于填充改性PVC、PE、PP、PU和PS等塑料,不僅能保證制品的加工性能和物理性能,還可提高碳酸鈣的填充量降低制品成本。鋁酸酯活化碳酸鈣具有吸濕性低、吸油量少、平均粒徑較小、在有機介質(zhì)中易分散、活性高等特點;其成本較低,價格僅為鈦酸酯偶聯(lián)劑的一半,且具有色淺、無毒、使用方便等特點,熱穩(wěn)定性能優(yōu)于鈦酸酯偶聯(lián)劑。

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2.4雙金屬偶聯(lián)劑

雙金屬偶聯(lián)劑的特點是在兩個無機骨架上引入有機官能團,因此它具有其它偶聯(lián)劑所沒有的性能:加工溫度低,室溫和常溫下即可與填料相互作用;偶聯(lián)反應速度快、分散性好,可使改性后的無機填料與聚合物易于混合,能增大無機填料在聚合物中的填充量;價格低廉,約為硅烷偶聯(lián)劑的一半。

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2.4.1鋯-鋁偶聯(lián)劑

鋯-鋁酸酯類偶聯(lián)劑是一種兩性物質(zhì)，具有特殊功能“分子橋”的作用，其一端可與填料發(fā)生化學反應，形成強有力的化學鍵合，另一端可與纖維表面的負電荷形成靜電結(jié)合，從而將兩種性質(zhì)差異很大的材料牢固地結(jié)合起來；鋯-鋁酸酯類偶聯(lián)劑能顯著降低填充體系的粘度，適用于聚烯烴、聚酯、環(huán)氧樹脂、尼龍、丙烯酸酯類樹脂、聚氨酯、合成橡膠等不同的聚合物的填充體系。該類偶聯(lián)劑對二氧化硅、三水合氧化鋁、碳酸鈣、氧化鈦及陶土等填充體系有良好的改性效果。鋯-鋁酸酯類偶聯(lián)劑可顯著降低無機填充體系的粘度，改善其流動性，應用于涂料可降低粘度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，應用于玻璃鋼可顯著提高強度，還可應用于顏料的表面處理、阻燃塑料等。鋯-鋁酸酯類偶聯(lián)劑是一類具有很大發(fā)展前景的新型偶聯(lián)劑。

1)鋯-鋁偶聯(lián)劑的應用

a.無機填料

鋯-鋁偶聯(lián)劑與填料的反應主要是通過鋯-鋁之間的螯合實現(xiàn)的,對無機材料界面改性是不可逆的,不但可改善其分散性及降低體系粘度,而且由于產(chǎn)生有機官能團的作用,還可提高填料與基材的結(jié)合力。用這種偶聯(lián)劑處理白炭黑、滑石粉、陶土、金屬及金屬氧化物、CaCO3、炭黑等,不僅可以提高制品機械強度,還可以改善填料分散性,改善制品加工性能。

b.塑料和橡膠

鋯-鋁偶聯(lián)劑適用于聚烯烴、聚苯乙烯、聚酯、環(huán)氧樹脂、尼龍、丙烯酸酯類樹脂、聚氨酯、天然和合成橡膠等聚合物。鋯-鋁偶聯(lián)劑可提高增強劑、填充劑、顏料的分散性,改善基材的流動性,提高制品高溫擠出穩(wěn)定性,提高沖擊強度等。用鋯-鋁有機金屬絡(luò)合物偶聯(lián)劑處理白炭黑、粘土等填料,可以增加其分散性,縮短橡膠混煉時間,提高效率,增加其與橡膠的結(jié)合力,提高制品的機械性能,進而增加耐磨性。另外由于鋯-鋁偶聯(lián)劑的高金屬性,它與金屬有很好的親和力。能增大金屬與橡膠制品接觸緊密性。

c.涂料

鋯-鋁偶聯(lián)劑在涂料中起重要應用,即使顏料或填充料與樹脂偶聯(lián),也在涂料與涂飾物之間形成偶聯(lián)。在與金屬接觸的涂料中添加此類偶聯(lián)劑,可大大提高無機顏料與金屬的結(jié)合力。

2.4.2鋁-鈦復合偶聯(lián)劑

鋁鈦復合偶聯(lián)劑兼具鈦系、鋁系偶聯(lián)劑的應用特性。偶聯(lián)效果優(yōu)于一種金屬中心原子的偶聯(lián)劑品種,尤其適用于碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、氫氧化鋁填充聚烯烴、聚氯乙烯等樹脂改性,加工制品中顯示優(yōu)異的加工性能和力學性能.

2.5稀土偶聯(lián)劑

與傳統(tǒng)偶聯(lián)劑、表面處理劑及其活化的無機粉體填料有好的協(xié)效作用，稀土偶聯(lián)劑不但可促進填料在基體中的分散,而且可提高填料與基體、基體與偶聯(lián)劑間的界面粘結(jié),起相容劑作用;經(jīng)其處理的無機粒子具有促進塑化和內(nèi)增塑作用,并提高熱穩(wěn)定性和潤滑性,與樹脂配混料各組分的協(xié)同效應好。

2.6木質(zhì)素偶聯(lián)劑

木質(zhì)素是一種含有羥基、羧基、甲氧基等活性基團的大分子有機物,是工業(yè)造紙廢水中的主要成分。對木質(zhì)素的開發(fā)和應用,既可減少工業(yè)污染,又能增加其使用價值；在橡膠工業(yè)中的應用主要以補強作用為主,以提高膠料的拉伸強度、撕裂強度及耐磨性;可在橡膠中大量填充,以節(jié)約生膠用量,并能在相同體積下得到質(zhì)量更輕的橡膠制品。木質(zhì)素偶聯(lián)劑的價格比硅烷偶聯(lián)劑便宜,并且是變廢為寶,今后將會有良好的應用前景。

2.7錫偶聯(lián)劑

在工業(yè)生產(chǎn)溶聚丁苯橡膠(SSBR)時常采用四氯化錫偶聯(lián)活性SBR,所得SSBR稱為錫偶聯(lián)SSBR。其特點是碳-錫鍵在混煉過程中易受剪切和熱的作用而發(fā)生斷裂,導致相對分子質(zhì)量下降,從而改善了膠料的加工性能;鏈末端錫原子活性高,可增強炭黑與膠料之間的相互作用,提高膠料的強度和耐磨性能,有利于降低滾動阻力和減小滯后損失。

三、偶聯(lián)劑的選用

對不飽和聚酯可選有乙烯基、環(huán)氧基及甲基丙稀酰氧基硅烷偶聯(lián)劑;聚氨酯宜選用氨基硅烷;環(huán)氧樹脂宜選用環(huán)氧基或氨基硅烷;酚醛樹脂宜選用氨基或脲基型有機硅烷;烯烴聚合物宜選用乙烯基型有機硅烷;硫磺硫化的橡膠宜選用疏基型有機硅烷偶聯(lián)劑；

常見偶聯(lián)劑牌號名稱及應用領(lǐng)域

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