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常見偶聯劑與鈦酸酯偶聯劑對比

以下是目前市場上常見的幾種偶聯劑產品。
1、硅烷偶聯劑
2、鈦酸酯偶聯劑
3、鋁酸酯偶聯劑
4、鋯酸酯偶聯劑
5、鋁鈦復合系列
6、其它系列(硼酸型、鋁鋯復合型等)

一、硅烷偶聯劑與鈦酸酯偶聯劑的比較:
硅烷類偶聯劑僅對含硅元素的填料有效,而鈦偶聯劑則對多種填料均適用,同時對適用樹脂范圍也廣,而且它的作用并不限于使復合材料的強度提高,還能賦于一定程度的撓屈性,詳情見表1,2,3 。

表1.1 鈦酸酯偶聯劑和硅烷偶聯劑的比較

  鈦酸酯 硅烷
① 對樹脂的適用性
② 對無機填料的適用性
③ 性能上的主要性
④ 其他
熱固性和熱塑性樹脂
適用范圍廣
不增加強度
賦予撓屈性
主要在加工工藝性能方面發揮作用
只適用于熱固性樹脂
適用范圍有限
增加強度
賦予剛性
優、缺點很明顯

表1.2 鈦酸酯和硅烷化學結構的比較
符號細則 鈦酸酯
R1-O-Ti-(O-X1-R2-Y)n
硅烷
(R1-O)2-Si-R2-Y
R-O 烷氧基 1個 3個
烷氧基螯合功能 不穩定
需要時消除即時的醇副產物 不能
形成單分子層 不能
水解能 中等~高
與CaCO3的反應 不能
過量時的不良影響 常有 偶爾有
-( 酯基轉移反應-X-鍵合聚 酯 不能
不借助于不飽和結構實現 X-鍵合 不能
X1 鄰接基團功能
必要時產生熱穩定性 不能
磺;-觸變性 不能
磷酸酯-阻燃性 不能
亞磷酸酯-防老化作用 不能
R2 R2基團的長度 長~短
降低粘度的作用 明顯 無到中等
改進熱塑性塑料抗沖擊性能的作用 極佳 無到中等
閃點 高~中等
Y 官能團 3個 1個
n 三官能度 單官能度
水解穩定性 良~優 良~差

表1.3 偶聯劑應用于填料效果的比較
  硅烷偶聯劑 鈦酸酯偶聯劑
具有優良效果的 二氧化硅、玻璃 碳酸鈣、硫酸鋇、氫氧化鋁、二氧化鈦等大部分無機填料
具有一定效果的 滑石粉、鐵粉、氧化鋁、氫氧化鋁 氧化鎂、氧化鈣、云母、二氧化硅、玻璃等
效果較小的 石棉、氧化鐵、二氧化鈦、氧化鋅 滑石粉、炭黑、木粉
無效的 碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、石墨、硼 石墨

二、鈦酸酯偶聯劑、鋯酸酯偶聯劑與鋁酸酯偶聯劑的比較
鋁的反應活性比鈦、鋯大,由于活性強的,一般在貯存時也會發生反應,故貯存期短。
鋯偶聯劑的耐熱性大于鈦及鋁偶聯劑。詳情見表1.4

表1.4 鈦酸酯、鋯酸酯、鋁酸酯偶聯劑的比較

性質 順序
反應活性
貯存穩定性
耐化學藥品性
價格
品種
(大)鋁 >鈦≥ 鋯 (。
(好)鈦= 鋯> 鋁l (不好)
(好)鈦= 鋯 > 鋁 (不好)
(低)鋁> 鈦 > 鋯 (高)
(多)鈦> 鋁 > 鋯 (少)

綜合上面的比較,以及目前國內、國外市場廣泛應用的多為鈦系偶聯劑,既銷售面廣,同時銷售量也大,其主要特點如下:
1、使用范圍廣(塑料、橡膠、涂料、油墨、磁材料、顏料、填充料);
2、品種多(美國肯利奇Kenrich公司公布的便有近六十個牌號,國內目前也有數十個牌號);
3、貯存穩定(如水溶性品種可存放數年);
4、價格適中(絕對低于硅系,略高于鋁系)。


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