一、硅烷偶聯(lián)劑使用方法
硅烷偶聯(lián)劑的使用方法主要有表面預(yù)處理法和直接加入法,前者是用稀釋的偶聯(lián)劑處理填料表面,后者是在樹(shù)脂和填料預(yù)混時(shí),加入偶聯(lián)劑的原液。
1、表面預(yù)處理法
將硅烷偶聯(lián)劑配成0.5~1%濃度的稀溶液,使用時(shí)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(jià)廉無(wú)毒的乙醇、異丙醇為宜。除氨烴基硅烷外,由其它硅烷偶聯(lián)劑配制的溶液均需加入醋酸作水解催化劑,并將pH值調(diào)至3.5~5.5。長(zhǎng)鏈烷基及苯基硅烷由于穩(wěn)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(guò)程中伴隨有嚴(yán)重的縮合反應(yīng),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(lián)劑,可先加入0.1~0.2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的非離子型表面活性劑,然后再加水加工成水乳液使用。因硅烷水解后,不能久存,最好現(xiàn)配現(xiàn)用,最好在一小時(shí)內(nèi)用完。
2、遷移法
將硅烷偶聯(lián)劑直接加入到膠粘劑組分中,一般加入量為基體樹(shù)脂量的1~5%。涂膠后依靠分子的擴(kuò)散作用,偶聯(lián)劑分子遷移到粘接界面處產(chǎn)生偶聯(lián)作用。對(duì)于需要固化的膠粘劑,涂膠后需放置一段時(shí)間再進(jìn)行固化,以使偶聯(lián)劑完成遷移過(guò)程,方能獲得較好的效果。實(shí)際使用時(shí),偶聯(lián)劑常常在表面形成一個(gè)沉積層,但真正起作用的只是單分子層,因此,偶聯(lián)劑用量不必過(guò)多。
二、硅烷偶聯(lián)劑具體使用方法
1、預(yù)處理填料法
將填料放入固體攪拌機(jī),并將上述硅烷溶液直接噴灑在填料上并攪拌,轉(zhuǎn)速越高,分散效果越好。一般攪拌在10—30分鐘(速度越慢,時(shí)間越長(zhǎng)),填料處理后應(yīng)在120攝氏度烘干(2小時(shí))。
2、硅烷偶聯(lián)劑水溶液
玻纖表面處理劑常含有:成膜劑、抗靜電劑、表面活性劑、偶聯(lián)劑、水。偶聯(lián)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(jī)酸或鹽將PH值調(diào)至一定值,在充分?jǐn)嚢柘?,加入硅烷直到透明,然后加入其余組份,對(duì)于難溶的硅烷,可用異丙醇助溶。在拉絲過(guò)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(lián)劑的溶液同上面所述,通過(guò)涂、刷、噴,浸漬處理基材表面,取出室溫晾干24小時(shí),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(shù)脂的混合物中,在樹(shù)脂及填料混合時(shí),硅烷可直接噴灑在混料中。偶聯(lián)劑的用量一般為填料用量的0.1%—2%(根據(jù)填料直徑尺寸決定)。然后將加過(guò)硅烷的樹(shù)脂/填料進(jìn)行模塑(擠出、壓塑、涂覆等)。
三、硅烷偶聯(lián)劑使用注意事項(xiàng)
1、控制溶液的組成、pH值和攪拌時(shí)間
硅烷偶聯(lián)劑的水解反應(yīng)是實(shí)現(xiàn)偶聯(lián)作用的基本條件,必須控制好這些參數(shù),以保證水解反應(yīng)完全且產(chǎn)物穩(wěn)定。一般來(lái)說(shuō),硅烷偶聯(lián)劑在酸性條件下更容易進(jìn)行水解。
2、選擇合適的溶劑
硅烷偶聯(lián)劑和溶劑的匹配性很重要,不合適的溶劑會(huì)導(dǎo)致硅烷偶聯(lián)劑無(wú)法充分溶解于介質(zhì)中,從而影響其效果,并可能增加成本。
3、控制溫度
溫度過(guò)高會(huì)使分子運(yùn)動(dòng)速度過(guò)快而導(dǎo)致失活,而溫度過(guò)低則會(huì)造成分子運(yùn)動(dòng)速度過(guò)慢而使得硅烷偶聯(lián)劑不能有效發(fā)揮作用。
4、注意保存條件
儲(chǔ)存時(shí)要避免陽(yáng)光直射及潮濕環(huán)境的影響,同時(shí)還要注意防凍和防火措施。硅烷偶聯(lián)劑屬于易燃液體,必須嚴(yán)格遵守相關(guān)消防規(guī)定。
5、安全操作
如果不慎進(jìn)入眼睛,應(yīng)立即用大量冷水沖洗并就醫(yī);若附在衣服上,用清水沖洗;使用后要洗手;若發(fā)生泄漏,嚴(yán)禁灌水,應(yīng)用布或干沙等物體進(jìn)行吸收并妥善處理。
6、使用前進(jìn)行小樣試驗(yàn)
在正式使用之前進(jìn)行小樣試驗(yàn),以驗(yàn)證產(chǎn)品的性能是否達(dá)到要求,例如觀察是否有明顯的反應(yīng)現(xiàn)象或是否變色等。
此外,硅烷偶聯(lián)劑的添加量也是一個(gè)需要注意的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō),硅烷偶聯(lián)劑的添加量為無(wú)機(jī)填料總量的0.3%~5%,如果無(wú)機(jī)填料目數(shù)大,可以適當(dāng)增加用量。但值得注意的是, 硅烷偶聯(lián)劑并非添加越多越好,添加過(guò)多可能導(dǎo)致材料力學(xué)強(qiáng)度降低。
在使用硅烷偶聯(lián)劑時(shí),建議遵循產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)和相關(guān)安全規(guī)定,確保操作正確和安全。