硅烷偶聯(lián)劑導讀：硅烷偶聯(lián)劑的用途已從玻璃纖維增強塑料（FRP）擴大到玻璃纖維增強熱塑性塑料（FRTP）用的玻璃纖維表面處理劑、無機填充物的表面處理劑以及密封劑、 樹脂混凝土、水交聯(lián)性聚乙烯、樹脂封裝材料、殼型造型、輪胎、帶、涂料、膠粘劑、研磨材料（磨石）及其它的表面處理劑。

硅烷偶聯(lián)劑的使用方法

硅烷偶聯(lián)劑配成溶液，有利于硅烷偶聯(lián)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(jié)溶液的PH值，除氨基硅烷外，其他硅烷可加入少量醋酸，調節(jié)PH值至4—5，氨基硅烷因具堿性，不必調節(jié)。因硅烷水解后，不能久存，最好現(xiàn)配現(xiàn)用，最好在一小時內用完。

表面預處理法

將硅烷偶聯(lián)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(lián)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(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(lián)劑，可先加入 0.1～0.2%(質量分數(shù))的非離子型表面活性劑，然后再加水加工成水乳液使用。

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脂量的 1～5%。涂膠后依靠分子的擴散作用，偶聯(lián)劑分子遷移到粘接界面處產生偶聯(lián)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(lián)劑完成遷移過程，方能獲得較好的效果。

實際使用時，偶聯(lián)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(lián)劑用量不必過多。

硅烷偶聯(lián)劑的應用作用

硅烷偶聯(lián)劑在膠粘劑工業(yè)的具體應用作用有如下幾個方面：

1. 在結構膠粘劑中金屬與非金屬的膠接，若使用硅烷類增粘劑，就能與金屬氧化物縮合，或跟另一個硅烷醇縮合，從而使硅原子與被膠物表面緊緊接觸。如在丁腈酚醛結構膠中加入硅烷作增粘劑，可以顯著提高膠接強度。
2. 在膠接玻璃纖維方面國內外已普遍采用硅烷作處理劑。它能與界面發(fā)生化學反應，從而提高膠接強度。例如，氯丁膠膠接若不用硅烷作處理劑時，膠接剝離強度為1.07公斤/厘米2，若用氨基硅烷作處理劑，則膠接的剝離強度為8.7公斤/厘米2。
3. 在橡膠與其他材料的膠接方面，硅烷增粘劑具有特殊的功用。它明顯地提高各種橡膠與其它材料的膠接強度。例如，玻璃與聚氨酯橡膠膠接時，若不用硅烷作處理劑，膠的剝離強度為0.224公斤/厘米2，若加硅烷時，剝離強度則為7.26公斤/厘米2。
4. 本來無法用一般粘接劑解決的粘接問題有時可用硅烷偶聯(lián)劑解決。如鋁和聚乙烯、硅橡膠與金屬、硅橡膠與有機玻璃，都可根據(jù)化學鍵理論，選擇相應的硅烷偶聯(lián)劑，得到滿意的解決。例如，用乙烯基三過氧化叔丁基硅烷（Y一4310）可使聚乙烯與鋁箔相粘合；用丁二烯基三乙氧基硅烷可使硅橡膠與金屬的扯離強度達到21.6～22.4公斤/厘米2。一般的粘接劑或樹脂配合使用偶聯(lián)劑后不僅能提高粘合強度，更主要的是增加粘合力的耐水性及耐久性。如聚氨基甲酸酯和環(huán)氧樹脂對許多材料雖然具有高的粘合力，但粘合的耐久性及耐水性不太理想；加入硅烷偶聯(lián)劑后，這方面的性能可得到顯著的改善。
5. 在電解銅箔生產過程中可用作有機化處理。即在銅箔表面均勻噴涂硅烷偶聯(lián)劑而形成有機膜，進一步提升防氧化能力和耐焊性，還有助于提高銅箔與基材的結合力。

硅烷偶聯(lián)劑應用領域

硅烷偶聯(lián)劑的應用大致可歸納為三個方面。

表面處理

能改善玻璃纖維和樹脂的粘合性能，大大提高玻璃纖維增強復合材料的強度、電氣、抗水、抗氣候等性能，即使在濕態(tài)時，它對復合材料機械性能的提高，效果也十分顯著。在玻璃纖維中使用硅烷偶聯(lián)劑已相當普遍，用于這一方面的硅烷偶聯(lián)劑約占其消耗總量的50%，其中用得較多的品種是乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。

填充塑料

可預先對填料進行表面處理，也可直接加入樹脂中。能改善填料在樹脂中的分散性及粘合力，改善無機填料與樹脂之間的相容性，改善工藝性能和提高填充塑料（包括橡膠）的機械、電學和耐氣候等性能。

用作密封劑、粘接劑和涂料的增粘劑

能提高它們的粘接強度、耐水、耐氣候等性能。 硅烷偶聯(lián)劑往往可以解決某些材料長期以來無法粘接的難題。硅烷偶聯(lián)劑作為增粘劑的作用原理在于它本身有兩種基團；一種基團可以和被粘的骨架材料結合；而另一種基團則可以與高分子材料或粘接劑結合，從而在粘接界面形成強力較高的化學鍵，大大改善了粘接強度。硅烷偶聯(lián)劑的應用一般有三種方法：一是作為骨架材料的表面處理劑；二是加入到粘接劑中，三是直接加入到高分子材料中。從充分發(fā)揮其效能和降低成本的角度出發(fā)，前兩種方法較好。

硅烷偶聯(lián)劑選擇方法

在硅烷偶聯(lián)劑的兩類性能互異的基團中，以 Y基團最重要，它直接決定硅烷偶聯(lián)劑的應用效果。只有當 Y 基團能和對應的基體樹脂起反應時，才能提高有機膠粘劑的粘接強度。一般要求 Y 基團能與樹脂相溶并能起偶聯(lián)反應，所以對于不同的樹脂，必須選擇含適當 Y 基團的硅烷偶聯(lián)劑。

當Y為無反應性的烷基或芳基時，對極性樹脂是不起作用的，但可用于非極性樹脂，如硅橡膠、聚苯乙烯等的膠接中。當Y含反應性官能基，要注意它與所用樹脂的反應性及相容性。當Y含氨基時，是屬于催化性的，能在酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛的聚合中作催化劑，也可作為環(huán)氧和聚氨酯樹脂的固化劑，這時偶聯(lián)劑完全參與反應，形成新鍵。氨基硅烷類的偶聯(lián)劑是屬于通用型的,幾乎能與各種樹脂起偶聯(lián)作用，但聚酯樹脂例外。x 基團的種類對偶聯(lián)效果沒有影響。因此，根據(jù)Y基團中反應基的種類，硅烷偶聯(lián)劑也分別稱為乙烯基硅烷、氨基硅烷、環(huán)氧基硅烷、巰基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷等，這幾種有機官能團硅烷是最常用的硅烷偶聯(lián)劑。