硅烷偶联剂应用现状

八戒

偶联剂是一种可以把两种不同性质的物质通过化学或物理作用结合起来的一种改善型助剂，在复合材料中应用较为广泛。偶联剂的亲无机基团与填料表面结合，亲有机基团与高分子树脂缠结或反应，利用其特有的分子桥性能使表面性质相差很大的无机填料与高分子材料相容，从而大大提高复合材料的物理性能、电性能、热性能、光性能等。生产中常用的几类偶联剂按其中心原子的不同，主要分为硅烷类、钛酸酯类、铝酸酯类等。
硅烷偶联剂是由硅氯仿（HSiCI3）和带有反应性基团的不饱和烯烃在铂氨酸催化下加成，再经醇解而得。

    由于硅烷偶联剂分子结构中的反应性基团多，与填料表面的反应点多，而分子中的有机疏水基含碳原子数少、碳链短，因此在热塑性塑料为基体树脂的填充塑料中，使用硅烷偶联剂往往对填充体系的加工流动性能带来不利影响，加之价格较高，因此硅烷偶联剂在热塑性塑料中用量不多，而主要应用在环氧树脂或不饱和聚酯树脂等热固性塑料中。此类偶联剂主要作为玻璃纤维的表面处理剂，它可使玻璃钢的机械性能、电学性能和抗老化性能得以改善。

    经过几十年的发展，硅烷偶联剂的用途已从传统的玻璃纤维表面处理剂扩大到无机填充物、密封剂、树脂混凝土、交联聚乙烯、树脂封装等材料的表面处理剂。

    ①用于玻璃纤维的表面处理。硅烷偶联剂能改善玻璃纤维和树脂的粘合性能，提高玻璃纤维增强复合材料的强度、抗水、抗气候等性能。在玻璃纤维中使用硅烷偶联剂约占其消耗总量的50％，其中用得较多的品种有乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。

    ②用于无机填料的表面处理。硅烷偶联剂在对无机填料及树脂进行偶联时可预先对填料进行表面处理，也可直接加入树脂中，以改善填料在树脂中的分散性及粘合力，提高工艺性能和填充塑料（包括橡胶）的机械、电学和耐气候等性能。

    ③用作密封剂、粘接剂和涂料的增钻剂。硅烷偶联剂能提高它们的粘接强度、耐水、耐气候等性能。并可以解决某些材料长期以来无法粘接的难题。

    硅烷偶联剂的其他方面的应用还包括：将固化酶附着到玻璃基材表面，油井钻探中防砂，使砖石表面具有疏水性能等。

    作为塑料加工行业的重要助剂之一，偶联剂与其他改善型助剂相比用量较大。自20世纪60年代我国成功开发第一个偶联剂产品以来，目前已经形成了以硅烷类和钛酸酯类为主体、铝酸酯、铝钛复合偶联剂、稀土偶联剂和马来酸酐接技PP等为补充的偶联剂行业体系。目前，国内主要生产企业主要有，南京曙光化工总厂、江西蓝星化工集团、荆州市江汉精细化工有限公司、应城市德邦化工新材料有限公司、丹阳市有机硅材料实业公司等。其中一些公司除生产硅烷偶联剂外，还生产钛酸酯类、铝酸酯类.

    随着需求市场的不断扩大，我国硅烷偶联产量也不断增长，2000年产量为1350吨，2002～2004年分别为1700吨、1900吨和2150吨。随着子午线轮胎及玻璃纤维行业对硅烷偶联剂需求的不断增加，预计2005年产量将达到 2400吨，2010年为 3900吨。2000年我国对硅烷类偶联剂的需求量约为2250吨，2002～2004年需求分别为 2700吨、 2900吨和 3250吨。预计2005年将达到约3600吨，2010年为5400吨。