硅烷偶聯劑的使用方法
硅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,后者是在樹脂和填料預混時,加入偶聯劑的原液。
(1)表面預處理法
將硅烷偶聯劑配成 0.5~1%濃度的稀溶液,使用時只需在清潔的被粘表面涂上薄薄的一層,干燥后即可上膠。所用溶劑多為水、醇(甲氧基硅烷選擇甲醇,乙氧基硅烷選擇乙醇)、或水醇混合物,并以不含氟離子的水及價廉無毒的乙醇、異丙醇為宜。除氨烴基硅烷外,由其它硅烷偶聯劑配制的溶液均需加入醋酸作水解催化劑,并將pH值調至3.5~5.5。長鏈烷基及苯基硅烷由于穩定性較差,不宜配成水溶液使用。氯硅烷及乙氧基硅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。水溶性較差的硅烷偶聯劑,可先加入 0.1~0.2%(質量分數)的非離子型表面活性劑,然后再加水加工成水乳液使用。硅烷偶聯劑配成溶液,有利于硅烷偶聯劑在材料表面的分散,溶劑是水和醇配制成的溶液,溶液一般為硅烷(20%)、醇(72%)、水(8%),醇一般為乙醇(對乙氧基硅烷)甲醇(對甲氧基硅烷)及異丙醇(對不易溶于乙醇、甲醇的硅烷)因硅烷水解速度與PH值有關,中性最慢,偏酸、偏堿都較快,因此一般需調節溶液的PH值,除氨基硅烷外,其他硅烷可加入少量醋酸,調節PH值至4—5,氨基硅烷因具堿性,不必調節。因硅烷水解后,不能久存,最好現配現用,最好在一小時內用完。
(2)直接添加方法
將硅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%。涂膠后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。對于需要固化的膠粘劑,涂膠后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。
大致的填料直徑和使用硅烷的比例如下: 填料尺寸 使用硅烷比例 60目 0.1% 100目 0.25% 200目 0.5% 300目 0.75% 400目 1.0% 500目以上 1.5% 常用硅烷醇/水溶液所需PH值: 產品名稱 處理時的溶劑 適宜PH值 KH-550
乙醇/水 9.0~10.0 KH-560 甲醇/水 4~5 KH-570 甲醇/水 4~5 KH-590 乙醇/水 4~5 KH-792 甲醇/水 9.0~10.0 A-151 乙醇/水 4~5 A-171 甲醇/水 4~5 A-172 甲醇/水 4~5 偶聯劑的包裝: 5KG塑料桶,一箱20KG(內裝4只5KG塑料桶) 25Kg塑料桶、200 KG塑料桶、200KG鐵桶 硅徍偶聯劑的貯存 硅烷偶聯劑應存放于密封、避光、通風、干燥的倉庫中,保質期為一年,一年后經檢驗合格方可繼續使用
硅烷偶聯劑具體使用方法
(1)預處理填料法
將填料放入固體攪拌機(高速固體攪拌機HENSHEL(亨舍爾)或V型固體攪拌機等),并將上述硅烷溶液直接噴灑在填料上并攪拌,轉速越高,分散效果越好。一般攪拌在10—30分鐘(速度越慢,時間越長),填料處理后應在120攝氏度烘干(2小時)。
(2)硅烷偶聯劑水溶液
(玻纖表面處理劑):玻纖表面處理劑常含有:成膜劑、抗靜電劑、表面活性劑、偶聯劑、水。偶聯劑用量一般為玻纖表面處理劑總量的0.3%—2%,將5倍水溶液首先用有機酸或鹽將PH值調至一定值,在充分攪拌下,加入硅烷直到透明,然后加入其余組份,對于難溶的硅烷,可用異丙醇助溶。在拉絲過程中將玻纖表面處理劑噴灑在玻纖上干燥,除去溶劑及水份即可。
(3)底面法
將5%—20%的硅烷偶聯劑的溶液同上面所述,通過涂、刷、噴,浸漬處理基材表面,取出室溫晾干24小時,最好在120℃下烘烤15分鐘。
(4)直接加入法
硅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,硅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)。然后將加過硅烷的樹脂/填料進行模塑(擠出、壓塑、涂覆等)。
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