矽烷偶聯劑Si-550

矽烷偶聯劑Si-550是一類具有兩不同性質官能團的物質，它們分子中的一部分官能團可與有機分子反應，另一部分官能團可與無機物表面的吸附水反應，形成牢固的粘合。偶聯劑在複合材料中的作用在於它既能與增強材料表面的某些基團反應，又能與基體樹脂反應，在增強材料與樹脂基體之間形成一個界面層，界面層能傳遞應力，從而增強了增強材料與樹脂之間粘合強度，提高了複合材料的性能，同時還可以防止不與其它介質向界面滲透，改善了界面狀態，有利於製品的耐老化、耐應力及電絕緣性能。

基本介紹

• 中文名：矽烷偶聯劑Si-550
• 化學名稱： γ―氨丙基三乙氧基矽烷
• 化學結構式 ：NH2CH2CH2CH2Si(OC2H5)3
• 分子量：221.4
• 對應牌號：中科院KH-550等
• CAS號：919-30-2

概述

矽烷偶聯劑KH-550是最早被廣泛套用的偶聯劑，到目前為止已有40多年的歷史。用於玻璃纖維、無機填料表面處理等多個領域。矽氯仿與帶有活性基團的烯烴在鉑催化劑催化下加成再經醇解製得。

對應牌號：中科院KH-550、美國聯碳公司A―1100、日本信越KBM-903

物化性質：偶聯劑Si-550為氨基官能團矽烷,呈鹼性。外觀為無色或微黃色透明液體,通用性強，可溶於有機溶劑，但丙酮、四氯化碳不適宜作稀釋劑。可溶於水，在水中水解，沸點217℃，密度ρ25℃：0.946,折光率ND25:1.4205,閃點104℃,分子量221.4　含量≥97%

套用領域

矽烷偶聯劑KH-550結構一端有能與環氧、酚醛、聚酯等類合成樹脂分子反應的活性基團，如氨基、乙烯基等。另一端是與矽相連的烷氧基（如甲氧基、乙氧基等）或氯原子，這些基團在水溶液或空氣中水分的存在下，水解生成可與玻璃、礦物質、無機填充劑表面的羥基反應，生成反應性矽醇。因此，矽烷類偶聯劑常用於矽酸鹽類填充的環氧、酚醛、聚酯樹脂等體系。另外,還可用於玻璃鋼生產,以提高其機械強度及對潮濕環境的抵抗能力。矽烷偶聯劑的有機基團對合成樹脂的反應具有選擇性，一般，這些有機基團與聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等合成樹脂缺乏足夠的反應性，因而偶聯效果差。具體而言主要用於以下領域。

1、偶聯劑550是一種優良的玻璃纖維處理劑，提高了複合材料的機械強度，電性能和抗老化性能。在玻纖棉和礦物棉生產中，將其加入到酚醛樹脂粘結劑中，可提高防潮性及增加壓縮回彈性。還可以用於氨基矽油及其乳液的合成。

2、偶聯劑550套用於礦物填充的酚醛、聚酯、環氧、PBT、聚醯胺、碳酸酯等熱塑性和熱固性樹脂，能大幅度提高、增強塑膠的乾濕態抗彎強度、抗壓強度、剪下強度等物理力學性能和濕態電氣性能，並改善填料在聚合物中的潤濕性和分散性。

3、偶聯劑550是優異的粘結促進劑，可用於聚氨酯、環氧、腈類、酚酫膠粘劑和密封材料，可改善顏料的分散性並提高對玻璃、鋁、鐵金屬的粘合性，也適用於聚氨酯、環氧和丙烯酸乳膠塗料。

4、偶聯劑550在砂輪製造中，有助於改進耐磨自硬砂的酚醛樹脂粘結性及耐水性。

使用方法

表面預處理法

將矽烷偶聯劑配成 0.5～1%濃度的稀溶液，使用時只需在清潔的被粘表面塗上薄薄的一層，乾燥後即可上膠。所用溶劑多為水、醇、或水醇混合物，並以不含氟離子的水及價廉無毒的乙醇、異丙醇為宜。除氨烴基矽烷外，由其它矽烷偶聯劑配製的溶液均需加入醋酸作水解催化劑，並將 pH 值調至 3.5～5.5。長鏈烷基及苯基矽烷由於穩定性較差，不宜配成水溶液使用。氯矽烷及乙氧基矽烷水解過程中伴隨有嚴重的縮合反應，也不宜配成水溶液或水醇溶液使用，而多配成醇溶液使用。水溶性較差的矽烷偶聯劑，可先加入 0.1～0.2%(質量分數)的非離子型表面活性劑，然後再加水加工成水乳液使用。

遷移法

將矽烷偶聯劑直接加入到膠粘劑組分中，一般加入量為基體樹脂量的 1～5%。塗膠後依靠分子的擴散作用，偶聯劑分子遷移到粘接界面處產生偶聯作用。對於需要固化的膠粘劑，塗膠後需放置一段時間再進行固化，以使偶聯劑完成遷移過程，方能獲得較好的效果。實際使用時，偶聯劑常常在表面形成一個沉積層，但真正起作用的只是單分子層，因此，偶聯劑用量不必過多。矽烷偶聯劑的使用方法主要有表面預處理法和直接加入法，前者是用稀釋的偶聯劑處理填料表面，後者是在樹脂和填料預混時，加入偶聯劑的原液。矽烷偶聯劑配成溶液，有利於矽烷偶聯劑在材料表面的分散，溶劑是水和醇配製成的溶液，溶液一般為矽烷（20%）、醇（72%）、水（8%），醇一般為乙醇（對乙氧基矽烷）甲醇（對甲氧基矽烷）及異丙醇（對不易溶於乙醇、甲醇的矽烷）因矽烷水解速度與PH值有關，中性最慢，偏酸、偏鹼都較快，因此一般需調節溶液的PH值，除

底面法

將5%—20%的矽烷偶聯劑的溶液同上面所述，通過塗、刷、噴，浸漬處理基材表面，取出室溫晾乾24小時，最好在120℃下烘烤15分鐘。

直接加入法

矽烷亦可直接加入填料/樹脂的混合物中，在樹脂及填料混合時，矽烷可直接噴灑在混料中。偶聯劑的用量一般為填料用量的0.1%—2%，（根據填料直徑尺寸決定）。然後將加過矽烷的樹脂/填料進行模塑（擠出、壓塑、塗覆等）。