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天长市绿色化工助剂厂 
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偶联剂的品种与性能
为了提高塑料的某些性能并降低成本,有效的办法是填充改性。但在树脂中添加无机填料后溶融指数会大大降低,以致无法注射成型而且表 观性能也不佳,所以如何能在聚合物中添加多量的填料而塑料制品又有良好的表观质量,这一问题是很受人们重视的。使用偶联剂能解决上 述问题。
偶联剂也称表面处理剂,实际上是一种增加无机填料与有机聚合物之间亲和力的有机物质。大多数无机填料属亲水性,与聚合物难以相 容,如果不经过偶联处理它们会造成相间分离。但是经过各种偶联处理后能使填料表面的亲水性变成亲有机物性,偶联剂在填料和聚合物之 间通过物理的和化学的作用使它们紧密相连从而达到良好的机械强度。另一方面无机填料不论经过硅烷、钛酸酯还是其它偶联剂处理后,其 聚集的颗粒直径大、多有明显减小,例如沉淀碳酸钙用高级脂肪酸处理后聚集粒径即能减小五分之四,故可提高填料在聚合物中的分散性, 使填料聚合物体系的流动性得以改善,这些因素都有利于改进制品的机械性能、表观质量和加工性能。
偶联剂大致可分为硅烷系、太酸酯系、铬络合物系(如杜邦公司的商品Volan,甲基丙烯酸氯化铬)及其它高级脂肪酸、醇、酯等几类。但 主要是前面种。硅烷偶联剂历史较久,至今仍是玻璃纤维等含硅无机材料的主要表面处理剂。钛 酸酯偶联剂是七十年代新产品,主要用来处理含钙、钡等非硅无机填料。选用偶联剂的基本原则是,酸性填料应使用含碱性官能团的偶联剂 ,而碱件填料应该用含酸性官能团的偶联剂 (一)硅烷偶联剂
1.γ—氖丙基三甲氮基硅烷(A—143)
比重1.08,沸点196℃,闪点88℃,25℃时的折射率为1.42,最小包覆面积394米2/克,适用于聚酰胺。
2.乙烯基三氯硅烷(A—150)
比重1.26,沸点90.6,闪点15℃,25℃时的折射率为1.42,最小包覆面积485的米2/克,适用于聚乙烯、聚苯乙烯等。
3.乙烯基三乙氧基硅烷(A—151)
比重1.26,沸点90.6,闪点15℃,25℃时的折射率为1.42,最小包覆面积411米2/克,适用于聚乙烯、聚丙烯及热固性树脂。
4.乙烯基三甲氧基硅烷(A—171)
比重0.89,沸点123℃,闪点25℃,25℃时的折射率为1.40,最小包覆面积526米2/克,适用范围同A-151。
5.乙烯基三(β—甲氧基乙氧基)硅烷(A—172)
比重1.04,沸点285℃,闪点64℃,25℃时的折射率为1.43,最小包覆面积279米2/克,适用范围同A-151。
6.γ—(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(A-174,KH-570)
比重1.04,沸点255℃,闪点138℃,25℃时的折射率为1.43,最小包覆面积316米2/克,适用于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS、聚 氯乙烯、聚碳酸酯等。
7.β—(3,4—环氧环已基)乙基三甲氧基硅烷(A-168)
比重1.07,沸点310℃,闪点146℃,26℃时的折射率为1.45,最小包覆面积318米2/克,适用于聚氯乙烯、聚氨酯、热塑性聚酯、热固 性树脂等。
8.γ—(2,3—环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(A—187,KH—560)
比重0.99,25℃时的折射率为1.39,最小包覆面积148米2/克,适用于聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺。148米2/克,适用于聚氯乙烯、 聚苯乙烯、聚酰胺。
(二)钛酸酯偶联剂
钛酸酯类偶联剂按其化学结构可分为四种类型:
1.单烷氧基型
它的典型代表是异丙其三(异硬脂酰基)钛酸酯(KR—TTS),这类钛酸酯对水十分敏感,只适用于经过煅烧的碳酸钙和硫酸钙等填料。
2.单烷氧基焦磷酸酯型
它的代表是异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯(KR-38S),这类钛酸能对水不太敏感,可用来处理一般干燥过的粘土、滑石粉和石英粉等。
3.螯合型
螯合型钛酸酯的代表是二(二辛基焦磷酰基)含氧乙酸酯钛(KR—138S)。它的特点是水解稳定性好,可用于潮湿的填料或聚合物的水溶液 体系。
4.配位型
配位型钛酸酯的代表如四异丙基二(亚磷酸二月桂酯)钛酸酯(KB—36S),这类钛酸酯的作用与单烷氧基型相似,但它不会同树脂和其它助 剂发生酯交换反应,能适用于环氧树脂、聚酯、聚氨酯、醇酸树脂和含酯类增塑剂的聚氯乙烯等。
下面列举几种常用的钛酸酯偶联剂。
1.异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯(KR—TTS)·壳聚糖
适用的树脂有聚烯烃、环氧树脂、聚氨酯;填料有碳酸钙、二氧化钛、石墨、滑石等;用量约为所加填料量的0.5%。
2.异丙基三(二辛基焦磷酰基)钛酸酯(KR-38S)
适用于聚烯烃、聚酰胺、环氧树脂、聚氯乙烯和碳酸钙、二氧化钛大多数填料,用量为填科量的0.3-2.0%。
3.二(二辛基焦磷酰基)合氧乙酸酯钛(KR-138S)
适用范围及其用量与KR-38S。
4.二(二辛基焦磷酰基)乙撑钛酸酯(KR-238S)
适用于丙烯酸酯类和大多数填料。
5.异丙基二(甲基丙烯酰基)异硬脂酰基钛酸酯(KR-7)
适用于聚烯烃和大多数填料,用量为填料量的0.4-1.0%。
6 .异丙基三(二辛基磷酰基)钛酸酯(KR—12)
适用于聚苯乙烯、ABS、碳酸钙,用量为填料量的0.4-0.6%
7.异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯(KR-9S)
适用于聚烯烃、聚酯、炭黑、滑石粉,用量为填料里的1.0-1.5%。
8.异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯(KB—44)
运用于聚酰胺、碳酸钙,用量为填料量的0.5%。
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