偶联剂又称促粘剂或表面处理剂,是一种具有两性结构的物质。它是以钛为中心,分子的一端可与无机物表面的化学基团反应,形成牢固的化学键;另一端基团则具有亲有机物的性质,可与有机分子反应或物理缠绕,从而把两种性质大不相同的材料牢固的结合来。经钛酸酯偶联剂处理的无机物是憎水亲有机的。当加入聚合物体系中可促进粘合,具有催化作用;改善分散与流变性能;提高抗冲强度,不会产生脆性;改善机械性能,提高填充量,降低成本;防止相分离,防腐、抗氧化、阻燃等作用。总之它是一种多功能具有很大灵活性的助剂,它本身既是偶联剂,也可做分散剂、湿润剂、粘合剂、交联剂、催化剂,因此应用范围很广。
本产品已广泛应用于塑料的填充改性,色母料,填充母料,阻燃材料,涂料和油墨及铝银浆的处理,磁性材料和装饰材料等行业。
钛酸酯偶联剂主要有四种类型:1)单烷氧基型;2)焦磷酸型;3)熬合型;4)配位型。
70年代后期由美国肯利奇石油化学公司开发的一种偶联剂。对于热塑型聚合物和干燥的填料,有良好的偶联效果;这类偶联剂可用通式:ROO(4-n)Ti(OX-R’Y)n (n=2,3)表示;其中RO-是可水解的短链烷氧基,能与无机物表面羟基起反应,从而达到化学偶联的目的;OX-可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等,这些基团很重要,决定钛酸酯所具有的特殊功能,如磺酸基赋予有机物一定的触变性;焦磷酰氧基有阻燃,防锈,和增强粘接的性能;亚磷酰氧基可提供抗氧、耐燃性能等,因此通过OX-的选择,可以使钛酸酯兼具偶联和其他特殊性能;R’-是长碳键烷烃基,它比较柔软,能和有机聚合物进行弯曲缠结,使有机物和无机物的相容性得到改善,提高材料的抗冲击强度;Y是羟基、氨基、环氧基或含双键的基团等,这些基团连接在钛酸酯分子的末端,可以与有机物进行化学反应而结合在一起。应用在塑料行业,可使填料得到活化处理,从而提高填充量,减少树脂用量,降低制品成本,同时改善加工性能,增加了制品光泽,提高了质量。
应用在橡胶行业,对填料改性可起补强作用,可减少橡胶用量和防老剂用量,提高制品耐磨强度和抗老化能力,其光泽也得到显著提高。
应用在涂料行业,可增大颜料填料量,分散性能提高,具有防沉效果,可防发花,漆膜强度得到提高,色泽鲜艳,还具有催干特性,对烘漆还可以降低烘烤温度和缩短烘烤时间。
应用在颜料行业,可使颜料分散性得到xxxx。可缩短研磨分散时间、使制品色泽鲜艳。
应用在造纸行业,使碳酸钙或滑石粉分散性得到提高,流失损耗大为减少,并提高其填充量,增强纸张强度,改善纸张印刷性能等。
应用在油田行业,可提高压裂液的成胶性能,耐热温度及井下深度和渗透性能,对提高石油采收率效果显著。
应用在磁材料工业,使磁粉分散性得到xxxx,与带基或载体的亲和性增强,从而提高了其充填量,使磁密度增大,磁信号得到显著提高。
偶联剂可采用无水溶剂稀释,也可采用高速搅拌加热表面预处理,可省去溶剂消耗,而且处理效果好。其步骤为:将填料加入混合器中,启动搅拌,升温到70℃-80℃左右(转速越高,越有利于偶联剂在填料表面的分散),然后均匀加入钛酸酯偶联剂或偶联剂溶液,可采用滴加法或喷洒法,加完后继续搅拌15分钟(搅拌时间视转速而定)。
将无机填料选用偶联剂进行表面处理,再与树脂和其它助剂混合造粒,可达到{zh0}的偶联效果。经偶联剂处理的填料表面由亲水变成憎水,不吸潮,性能稳定。
注意事项:
1、 氧化锌、硬脂酸等表面活性剂应在填料与偶联剂作用之后加入,否则会干扰或降低偶联剂在界面的反应。
2、 大多数钛酸酯偶联剂会与聚酯型增塑剂产生酯交换反应,所以应在偶联剂作用之后加入聚酯型增塑剂;石油衍生物增塑剂无问题,故可用来稀释偶联剂,使偶联剂更好的分散,与填料更好的作用。
3、 用量:钛酸酯偶联剂的用量一般为填料量的0.3-3%之间,{zj0}用量由实验决定。