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1、钛酸酯偶联剂在硬填充塑料中独霸技巧1 偶联剂是提高高分子复合资料机能的要害助剂，及下降高分子复合材料本钱的幻想辅料。偶联剂作为无机填料的改性剂,改良了填料与树脂的相容性,填料更易疏散在树脂中,下降了熔融粘度,改良了加工机能,进步了出产效力,削减了机械磨损,对实现高填充起着主要感化,同时削减树脂用量,下降了出产本钱。今朝,产业上利用的偶联剂依照化学构造可分为硅烷类偶联剂,钛酸酯偶联剂,铬体系偶联剂,锆铝体系偶联剂,铝酸酯偶联剂及铝钛复合偶联剂等。钛酸酯偶联剂是今朝利用很广的一类偶联剂,尤其在填充塑中适用价值最好。本文迁就钛酸酯偶联剂在硬填充塑猜中利用技巧作一些切磋。2偶联剂概述偶联剂是在无机资料
2、和有机资料或者两者分歧的有机资料复合体系中,能经由过程化学感化把二者结合起来,或者能经由过程化学反映,使二者的亲和性获得改良,从而进步复合资料功效的物资。其分子中的一部份基团可与无机物概况的化学基团反映,形成强固的化学键,另一部门基团则有亲有机物的性质,可与有机分子反映或物理环绕纠缠,从而把两种性质不大雷同的资料坚固联合起来,也就是把无机资料(填充剂)与高分子资料(树脂)的界面衔接起来。钛酸酯偶联剂是美国公司于1975年开辟的一类新型偶联剂,它具有奇特构造,对热塑性聚合物与干燥填充剂有杰出的偶联效能。3钛酸酯偶联剂分类依据分子构造与填充剂概况的偶联机理,钛酸酯偶联剂可分为四种基础类型。2.1单
3、烷氧基型该类偶联剂特殊合适于不含游离水,只含化学键含水或物理键含水的干燥填料体系,如碳酸钙、水合氧化铝等。典范品种为三异硬脂酸钛酸异丙酯(),也是今朝利用最普遍的钛酸酯偶联剂。2.2单烷氧基焦磷酸酯基型该类偶联剂合适于湿含量较高的填充体系,如陶土、滑石粉等。在这些体系中,除单烷氧基与填料概况的羟基反映形成偶联外,焦磷酸酯基还可分化形成磷酸酯基,联合一部份水。这类偶联剂的典范品种是三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯(-38、-38)2.3螯合型该类偶联剂合适于高温填料和含水聚合物体系,如湿法二氧化硅、陶土、滑石粉、硅酸铝、炭黑等。在高温体系中,一般的单烷氧基型钛酸酯因为水解稳固性较差,偶联后果不高
4、。而螯合型钛酸酯具有极好的水解稳固性,适于在高温状况下利用,其代表品种为二(二辛基焦磷酰氧基)氧代酯酸钛(-138)。2.4配位体型这是为了避免四价钛酸酯在某些体系中的反映而研制的。该类偶联剂适于很多填充体系,其偶联机理与单烷氧基钛酸酯相似。其代表品种为二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯(-41)。2.5典范的钛酸酯偶联剂的类型、化学构造钛酸酯偶联剂分子构造可分6个功效区,功效区分歧,偶联剂机能功效也分歧4,它的通式为:()-(-)式中:14+6短碳链烷烃基;长碳链烷烃基;、等元素;羟基、氨基、环氧基、双键等基团。钛酸酯偶联剂的主要类型及构造见表1。3偶联机理偶联剂的感化和后果已被众人所认可和确
5、定,但有关偶联剂的感化机理,迄今尚无完全理论。现有化学键理论、浸润效应和(h)概况能理论、可变形层理论、拘谨层理论等4,而此中化学键理论被以为是比拟完全的一种理论。化学键理论以为,偶联剂含有一种化学官能团与无机填料概况的质子感化形成共价键,此外偶联剂还含有至少一种分歧的官能团与聚合物分子键合,从而偶联剂就起着在无机相与有机相之间彼此衔接的桥梁感化,导致较强的界面联合。4钛酸酯偶联剂的利用技巧4.1钛酸酯偶联剂种类对偶联机能影响因为钛酸酯偶联剂分子构造分歧,所以功效不尽雷同,在偶联中有各自特色,我们在利用选择时应依据分歧树脂及填充剂来选择偶联剂。主要钛酸酯偶联剂利用范畴见表2。钛酸酯偶联剂经由过
6、程烷氧基团与填料概况吸附的微量羟基或质子发生化学反映,偶联剂填料的概况形成单分子层,同时开释异丙酸。分歧类型的钛酸酯偶联剂因为偶联基团上差别,对填料的含水量有选择性。一般单烷氧型合适于干燥的仅含键合水的低含水量的无水填料,螯合型可适用于高含水量的无机填料。从表3中可以看出分歧钛酸酯偶联剂对碳酸钙填充体系冲击强度的影响。从表3试验结果可以得知,-38(单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂)比-12(单烷氧基型磷酸酯型偶联剂)更合适于-3填料体系,进步冲击强度。4.2钛酸酯偶联剂用量对偶联机能影响在选定偶联剂后,偶联剂的用量对偶联后果影响较大。一般来说,随偶联剂用量增添,偶联后果进步,填充体系的冲击强度
7、也响应进步(见表4、表55、6)。但我们在试验硬填充料时发明,偶联剂用量并不是愈多愈好。偶联剂加多,本钱进步,而机械机能反而降落,其原因可能是过量偶联剂造成残剩物被吸附,影响偶联后果。4.3钛酸酯偶联剂利用工艺4.3.1直接参加法将干燥填料、树脂及偶联剂按量一路参加高速搅拌机或密炼机内,充足混合(混炼),然后按正常的塑料加工工艺(造粒、拉片、挤出)加工。此法简略便利,可随便选择钛酸酯偶联剂品种和转变用量。4.3.2预处置法将无机填料选用偶联剂进行概况处置,再与树脂和其他助剂混杂造粒,偶联剂处置填料,可到达最好的偶联后果,并且颠末偶联剂处置的填料概况,由亲水酿成憎水,不吸潮,从而机能稳固。预处置
8、法可采取无水溶剂稀释偶联剂,也可采取高速搅拌加热概况预处置,可省去溶剂耗费,并且处置后果好。操纵步调:(1)将填料参加混杂器中,开端搅拌,慢慢升温到7090。(2)平均地参加钛酸酯偶联剂;(3)加完后,持续搅拌1030,即为活化填料。4.3.3偶联剂用量选择钛酸酯偶联剂的用量一般为填料用量的0.5%2%之间,最佳用量由试验决议,一般试验三点(0.5%、1%、2%),绘出试验曲线找出最佳用量。一般当填充小于20份填料时,偶联剂用量在0.5%以下,填充3050份填料时,偶联剂用量为0.5%1.0%,填充大于50份填料时,偶联剂用量在1.0%以上。4.3.4利用留意事项(1)假如配猜中有活性组分,如
9、氧化锌和硬脂酸等概况活性剂,须要等填料、树脂和增塑剂充足混杂之后才干参加,以免活性组分先与偶联剂发生反映而下降偶联效力。(2)很多钛酸酯偶联剂会与聚酯和聚酯型增塑剂发生酯交联反映,是以应采取预处置法或排好加料次序,应在偶联剂感化之后才可参加聚酯型增塑剂。(3)钛酸酯与有机硅偶联剂有协同感化,然而它们在填料概况争取质子,在采取时,应先加有机硅烷偶联剂,后加钛酸酯偶联剂。(4)填充剂的湿含量、外形、酸碱性、化学构成等都可影响偶联后果。一般,钛酸酯类在粗粒子填充剂中的偶联后果不及细粒子中好。单烷氧基钛酸酯在干燥填猜中后果较好,而焦磷酸酯基型钛酸酯适于比概况大的湿填料。(5)偶联剂应密封,避光保留于阴
10、凉、干燥、透风的仓库内,一般保质期为一年。5小结(1)钛酸酯偶联剂是、3填料塑料主要的概况改性剂,可有用改良填料与树脂的相容性,进步整体资料的力学机能,下降本钱。(2)今朝市场上偶联剂品种繁多,自立型号,大大都均无化学构造,只宣扬该种偶联剂长处,建议用户应依据分歧树脂及填料体系,经由过程试验,选择合适的偶联剂品种及用量,才干到达最良伴联改性后果。(3)偶联剂利用工艺直接关系到利用后果,应当遵照混料留意事项及操纵步调,才干收到良利益理后果。四异丙基(亚磷酸二月桂酯基)钛酸酯(KR一36S)：这类钛酸酯偶联剂的作用与单烷基型相似，性能比较稳定，不会同树脂或其他助剂发生酯交换反应。适用于环氧树脂、p
11、vc、聚酯、聚氨酯等多种填充体系。钛酸酯偶联剂CS-201在硬中的应用钛酸酯偶联剂201一、主要化学组成焦磷酸酯钛酸酯 二、物化性质本品为黄色至琥珀色粘稠液体，密度（20）1.0300-1.095，闪点150，分解度210。可溶于异丙醇、二甲苯、甲苯、苯、矿物油与增塑剂慢慢反应，不溶于水，不易水解。本品属无毒无腐液体，白鼠的口服中毒量LD505g/kg。三、应用1、填料与颜料的表面处理钛酸酯201特别适用于这些填料的表面改性处理，如滑石粉、氢氧化铝、玻璃纤维、玻璃微珠、粉灰、木粉、湿陶土、果核粉等。许多颜料如碱性铅硅铬黄、炭黑、双芳基化物黄、氧化铁、镍酞菁蓝、红色淀等颜料偶联剂YDH-201处
12、理可提高其分散性能。2、各种聚合物填充体系的改性效果：A. 高填充; B. 阻燃; C. 提高抗冲; D. 改善流变性; E. 易加工性; F. 降低粘度;G. 改良物性; H. 降低烘烤温度; I. 提高化学稳定性; J. 触变性3、阻燃玻璃钢在氢氧化铝高填充的玻纤增强聚酯玻璃钢中，在起始液体树脂时可提高填料沉降，使制品阻燃性能提高。4、磁记录材料与塑橡磁经钛酸酯偶联剂201处理的磁粉可改善其在聚合物基材上的分散以及对聚合物的粘合，并且大大提高磁粉含量。使磁记录材料有较好的流动性，可涂性，较高剪切强度，较低磁疵点等。四、贮存事项钛酸酯偶联剂201包装为25公斤塑料桶，应避光隔热绝潮密封室温下
13、贮存，有效期一年。硅烷偶联剂1氖丙基三甲氮基硅烷(A143)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(A150）比重126，沸点906，闪点15，25时的折射率为142，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(A151)比重1.26，沸点90.6，闪点15，25时的折射率为142，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（A171)比重0.89，沸点123，闪点25，25时的折射率为140，最小包覆面积526米2克，适用范围同A-151。
14、5乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷(A172)比重104，沸点285，闪点64，25时的折射率为143，最小包覆面积279米2克，适用范围同A-151。6(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(A-174，KH-570）比重104，沸点255，闪点138，25时的折射率为143，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(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145，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(2，3环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(A187，
15、KH560)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(KRTTS)，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（KR138S)。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(KB36S)，这类钛酸酯的作用与单烷氧基型相似，但它不会同
