由于偶联剂可以较好地连接无机填料和有机基料树脂,它在无机和有机界面之间形成了活性有机单分子层,一端与无机物表面发生结合,一端则与有机物发生化学作用或物理缠结,从而构成有机结合的整体。所以使用偶联剂可以促进导电填料分散均匀,改善浆料的流平性和润湿性。导电聚合物中偶联剂的含量应该有一个较佳值。偶联剂含量在4.0%左右时,导电聚合物的体积电阻率较小。偶联剂含量<4%时,偶联剂对导电填料的包覆不完全,使银粉在树脂中分散不均匀,导致涂膜的体积电阻率较大;含量>4%时,银微粒分散均匀,但偶联剂在银微粒表面包覆层增厚,导电微粒间距离较大,超过了电子发射和隧道效应的临界值,从而使体积电阻率变大;当偶联剂含量在4%左右时,不但银粉微粒分散均匀,而且偶联剂包覆厚度适当,此时涂膜的体积电阻率较小。偶联剂还可以分为镁类偶联剂和锡类偶联剂。氟硅烷偶联剂选择
单烷氧基焦磷酸酯型偶联剂适合于含湿量较高的填料体系,如陶土、滑石粉、高岭土等。在这些体系中,除单烷氧基与填料表面的羟基反应形成偶联外,焦磷酸酯基还可分解形成磷酸酯基,结合一部分水。这类偶联剂的典型品种是三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯(TTOPP-38)。螯合型钛酸酯偶联剂适用于高湿填料和含水聚合物体系,如湿法二氧化硅、陶土、滑石粉、硅酸铝、水处理玻璃纤维、炭黑等。在高温体系中,一般单烷氧基型钛酸酯由于水解稳定性差,偶联效果不好,而螯合型钛酸酯具有极好的水解稳定性,适于在高温状态下使用。根据螯合环的不同,这类偶联剂分两种基本类型:螯合100型,螯合基为氧代乙酰氧基;螯合200型,螯合基为二氧亚乙基。安徽硅烷类偶联剂厂家供应目前常用的硅烷偶联剂为三烷氧基型。
偶联剂不只可使填料和聚合物紧密相连而达到良好的机械强度,而且填料经过偶联剂处理后,聚集的颗粒直径大多明显减小,可提高填料在聚合物中的分散性,使填料聚合物体系的流动性得以改善。这些因素都有利于改进制品的力学性能、表观质量和加工性能。偶联剂大致可分为硅烷系、钛酸酯系、铝酸酯系、锆酸酯系、铬络合物系及其他高级脂肪酸、醇、酯等几类,但应用普遍的主要是前两种。硅烷系偶联剂的功用是改变不同相的界面。在聚合物填充共混改性中,偶联反应可形成一个从有机相通过硅烷偶联剂到无机相的化学共价键,导致有机组分和无机组分之间的良好粘合以及在不良条件下键合的稳定佳。
在水性涂料中使用有机硅偶联剂助剂,可以明显的提高涂膜的流平性、爽滑性、光泽、防粘性、耐水性、耐化学品性、耐高温性、抗沾污性和耐印刷性等。在水性木器涂料中有机硅的应用主要包括有机硅与树脂的物理混合和化学改性。一种用于水性木器涂料助剂的改性有机硅聚合物,与水性木器涂料的相容性较大提高,能明显改善涂膜的流平性、润滑性、光泽、防粘连性和耐化学品性。利用KH171与乙烯基丙烯酸反应合成了稳定的有机硅丙烯酸酯乳液,该涂膜的耐甲乙酮擦洗性优异。采用水解速度较慢的受阻乙烯基硅烷与丙烯酸进行乳液聚合,提高了有机硅接枝到丙烯酸树脂上的含量,改善了有机硅丙烯酸乳液的聚合稳定性和贮存稳定性,该乳液具有很好的耐酸碱、耐高低温及耐电解质稳定性。具有非常好的水解稳定性,适用于含水聚合物体系。
常见的偶联剂是硅氧烷、硼酸酯、钛酸酯等,特别是硅烷类。硅氧烷的作用机理是通过烷基水解,其带负电的氧原子与碳酸钙的阳离子形成键合力,理论上形成以硅为中心,将较多四个碳酸钙结合在一起的较大结构。这些偶联剂外观形态通常是胶状,需要使用分散剂来进行物理形态上的均匀。较便宜的分散剂是碳酸钙。据厂家反映,这种胶状物也存在不均匀性,分散剂也时多时少。结果是分散后的偶联剂具有形态上的不均匀性。在使用中,其用量稍微多时,就容易出现局部富集而在口模析出。偶联剂按化学结构一般可分为:硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂及其他类偶联剂。氟硅烷偶联剂选择
改善填充剂的分散度以提高加工性能。氟硅烷偶联剂选择
偶联剂的功能区 R---热塑性聚合物的长链纠缠基团,钛酸酯分子中的有机骨架。由于存在大量长链的碳原子数提高了和高分子体系的相溶性,引起无机物界面上表面能的变化,具有柔韧性及应力转移的功能,产生自润滑作用,导致粘度大幅度下降,改善加工工艺,增加制品的延伸率和撕裂强度,提高冲击性能,如果R为芳香基,可提高钛酸酯与芳烃聚物的相溶性。偶联剂的功能区Y---热固性聚合物的反应基团。当它们连接在钛的有机骨架上,就能使偶联剂和有机材料进行化学反应而连接起来,例如双键能和不饱和材料进行交联固化,氨基能和环氧树脂交联等。氟硅烷偶联剂选择
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