鈦酸酯偶聯(lián)劑在硬填充塑料中獨(dú)霸技巧1 偶聯(lián)劑是提高高分子復(fù)合資料機(jī)能的要害助劑，及下降高分子復(fù)合材料本錢的幻想輔料。偶聯(lián)劑作為無(wú)機(jī)填料的改性劑,改良了填料與樹(shù)脂的相容性,填料更易疏散在樹(shù)脂中,下降了熔融粘度,改良了加工機(jī)能,進(jìn)步了出產(chǎn)效力,削減了機(jī)械磨損,對(duì)實(shí)現(xiàn)高填充起著主要感化,同時(shí)削減樹(shù)脂用量,下降了出產(chǎn)本錢。今朝,產(chǎn)業(yè)上利用的偶聯(lián)劑依照化學(xué)構(gòu)造可分為硅烷類偶聯(lián)劑,鈦酸酯偶聯(lián)劑,鉻體系偶聯(lián)劑,鋯鋁體系偶聯(lián)劑,鋁酸酯偶聯(lián)劑及鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑等。鈦酸酯偶聯(lián)劑是今朝利用很廣的一類偶聯(lián)劑,尤其在填充塑中適用價(jià)值最好。本文遷就鈦酸酯偶聯(lián)劑在硬填充塑猜中利用技巧作一些切磋。2偶聯(lián)劑概述偶聯(lián)劑是在無(wú)機(jī)資料和有機(jī)資料或者兩者分歧的有機(jī)資料復(fù)合體系中,能經(jīng)由過(guò)程化學(xué)感化把二者結(jié)合起來(lái),或者能經(jīng)由過(guò)程化學(xué)反映,使二者的親和性獲得改良,從而進(jìn)步復(fù)合資料功效的物資。其分子中的一部份基團(tuán)可與無(wú)機(jī)物概況的化學(xué)基團(tuán)反映,形成強(qiáng)固的化學(xué)鍵,另一部門基團(tuán)則有親有機(jī)物的性質(zhì),可與有機(jī)分子反映或物理環(huán)繞糾纏,從而把兩種性質(zhì)不大雷同的資料堅(jiān)固聯(lián)合起來(lái),也就是把無(wú)機(jī)資料(填充劑)與高分子資料(樹(shù)脂)的界面銜接起來(lái)。鈦酸酯偶聯(lián)劑是美國(guó)公司于1975年開(kāi)辟的一類新型偶聯(lián)劑,它具有奇特構(gòu)造,對(duì)熱塑性聚合物與干燥填充劑有杰出的偶聯(lián)效能。3鈦酸酯偶聯(lián)劑分類依據(jù)分子構(gòu)造與填充劑概況的偶聯(lián)機(jī)理,鈦酸酯偶聯(lián)劑可分為四種基礎(chǔ)類型。2.1單烷氧基型該類偶聯(lián)劑特殊合適于不含游離水,只含化學(xué)鍵含水或物理鍵含水的干燥填料體系,如碳酸鈣、水合氧化鋁等。典范品種為三異硬脂酸鈦酸異丙酯(),也是今朝利用最普遍的鈦酸酯偶聯(lián)劑。2.2單烷氧基焦磷酸酯基型該類偶聯(lián)劑合適于濕含量較高的填充體系,如陶土、滑石粉等。在這些體系中,除單烷氧基與填料概況的羥基反映形成偶聯(lián)外,焦磷酸酯基還可分化形成磷酸酯基,聯(lián)合一部份水。這類偶聯(lián)劑的典范品種是三(二辛基焦磷酰氧基)鈦酸異丙酯(-38、-38)2.3螯合型該類偶聯(lián)劑合適于高溫填料和含水聚合物體系,如濕法二氧化硅、陶土、滑石粉、硅酸鋁、炭黑等。在高溫體系中,一般的單烷氧基型鈦酸酯因?yàn)樗夥€(wěn)固性較差,偶聯(lián)后果不高。而螯合型鈦酸酯具有極好的水解穩(wěn)固性,適于在高溫狀況下利用,其代表品種為二(二辛基焦磷酰氧基)氧代酯酸鈦(-138)。2.4配位體型這是為了避免四價(jià)鈦酸酯在某些體系中的反映而研制的。該類偶聯(lián)劑適于很多填充體系,其偶聯(lián)機(jī)理與單烷氧基鈦酸酯相似。其代表品種為二(亞磷酸二辛酯基)鈦酸四異丙酯(-41)。2.5典范的鈦酸酯偶聯(lián)劑的類型、化學(xué)構(gòu)造鈦酸酯偶聯(lián)劑分子構(gòu)造可分6個(gè)功效區(qū),功效區(qū)分歧,偶聯(lián)劑機(jī)能功效也分歧4,它的通式為:()-(-)式中:14+6短碳鏈烷烴基;長(zhǎng)碳鏈烷烴基;、等元素;羥基、氨基、環(huán)氧基、雙鍵等基團(tuán)。鈦酸酯偶聯(lián)劑的主要類型及構(gòu)造見(jiàn)表1。3偶聯(lián)機(jī)理偶聯(lián)劑的感化和后果已被眾人所認(rèn)可和確定,但有關(guān)偶聯(lián)劑的感化機(jī)理,迄今尚無(wú)完全理論。現(xiàn)有化學(xué)鍵理論、浸潤(rùn)效應(yīng)和(h)概況能理論、可變形層理論、拘謹(jǐn)層理論等4,而此中化學(xué)鍵理論被以為是比擬完全的一種理論。化學(xué)鍵理論以為,偶聯(lián)劑含有一種化學(xué)官能團(tuán)與無(wú)機(jī)填料概況的質(zhì)子感化形成共價(jià)鍵,此外偶聯(lián)劑還含有至少一種分歧的官能團(tuán)與聚合物分子鍵合,從而偶聯(lián)劑就起著在無(wú)機(jī)相與有機(jī)相之間彼此銜接的橋梁感化,導(dǎo)致較強(qiáng)的界面聯(lián)合。4鈦酸酯偶聯(lián)劑的利用技巧4.1鈦酸酯偶聯(lián)劑種類對(duì)偶聯(lián)機(jī)能影響因?yàn)殁佀狨ヅ悸?lián)劑分子構(gòu)造分歧,所以功效不盡雷同,在偶聯(lián)中有各自特色,我們?cè)诶眠x擇時(shí)應(yīng)依據(jù)分歧樹(shù)脂及填充劑來(lái)選擇偶聯(lián)劑。主要鈦酸酯偶聯(lián)劑利用范疇見(jiàn)表2。鈦酸酯偶聯(lián)劑經(jīng)由過(guò)程烷氧基團(tuán)與填料概況吸附的微量羥基或質(zhì)子發(fā)生化學(xué)反映,偶聯(lián)劑填料的概況形成單分子層,同時(shí)開(kāi)釋異丙酸。分歧類型的鈦酸酯偶聯(lián)劑因?yàn)榕悸?lián)基團(tuán)上差別,對(duì)填料的含水量有選擇性。一般單烷氧型合適于干燥的僅含鍵合水的低含水量的無(wú)水填料,螯合型可適用于高含水量的無(wú)機(jī)填料。從表3中可以看出分歧鈦酸酯偶聯(lián)劑對(duì)碳酸鈣填充體系沖擊強(qiáng)度的影響。從表3試驗(yàn)結(jié)果可以得知,-38(單烷氧基焦磷酸酯型鈦酸酯偶聯(lián)劑)比-12(單烷氧基型磷酸酯型偶聯(lián)劑)更合適于-3填料體系,進(jìn)步?jīng)_擊強(qiáng)度。4.2鈦酸酯偶聯(lián)劑用量對(duì)偶聯(lián)機(jī)能影響在選定偶聯(lián)劑后,偶聯(lián)劑的用量對(duì)偶聯(lián)后果影響較大。一般來(lái)說(shuō),隨偶聯(lián)劑用量增添,偶聯(lián)后果進(jìn)步,填充體系的沖擊強(qiáng)度也響應(yīng)進(jìn)步(見(jiàn)表4、表55、6)。但我們?cè)谠囼?yàn)硬填充料時(shí)發(fā)明,偶聯(lián)劑用量并不是愈多愈好。偶聯(lián)劑加多,本錢進(jìn)步,而機(jī)械機(jī)能反而降落,其原因可能是過(guò)量偶聯(lián)劑造成殘剩物被吸附,影響偶聯(lián)后果。4.3鈦酸酯偶聯(lián)劑利用工藝4.3.1直接參加法將干燥填料、樹(shù)脂及偶聯(lián)劑按量一路參加高速攪拌機(jī)或密煉機(jī)內(nèi),充足混合(混煉),然后按正常的塑料加工工藝(造粒、拉片、擠出)加工。此法簡(jiǎn)略便利,可隨便選擇鈦酸酯偶聯(lián)劑品種和轉(zhuǎn)變用量。4.3.2預(yù)處置法將無(wú)機(jī)填料選用偶聯(lián)劑進(jìn)行概況處置,再與樹(shù)脂和其他助劑混雜造粒,偶聯(lián)劑處置填料,可到達(dá)最好的偶聯(lián)后果,并且顛末偶聯(lián)劑處置的填料概況,由親水釀成憎水,不吸潮,從而機(jī)能穩(wěn)固。預(yù)處置法可采取無(wú)水溶劑稀釋偶聯(lián)劑,也可采取高速攪拌加熱概況預(yù)處置,可省去溶劑耗費(fèi),并且處置后果好。操縱步調(diào):(1)將填料參加混雜器中,開(kāi)端攪拌,慢慢升溫到7090。(2)平均地參加鈦酸酯偶聯(lián)劑;(3)加完后,持續(xù)攪拌1030,即為活化填料。4.3.3偶聯(lián)劑用量選擇鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量一般為填料用量的0.5%2%之間,最佳用量由試驗(yàn)決議,一般試驗(yàn)三點(diǎn)(0.5%、1%、2%),繪出試驗(yàn)曲線找出最佳用量。一般當(dāng)填充小于20份填料時(shí),偶聯(lián)劑用量在0.5%以下,填充3050份填料時(shí),偶聯(lián)劑用量為0.5%1.0%,填充大于50份填料時(shí),偶聯(lián)劑用量在1.0%以上。4.3.4利用留意事項(xiàng)(1)假如配猜中有活性組分,如氧化鋅和硬脂酸等概況活性劑,須要等填料、樹(shù)脂和增塑劑充足混雜之后才干參加,以免活性組分先與偶聯(lián)劑發(fā)生反映而下降偶聯(lián)效力。(2)很多鈦酸酯偶聯(lián)劑會(huì)與聚酯和聚酯型增塑劑發(fā)生酯交聯(lián)反映,是以應(yīng)采取預(yù)處置法或排好加料次序,應(yīng)在偶聯(lián)劑感化之后才可參加聚酯型增塑劑。(3)鈦酸酯與有機(jī)硅偶聯(lián)劑有協(xié)同感化,然而它們?cè)谔盍细艣r爭(zhēng)取質(zhì)子,在采取時(shí),應(yīng)先加有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑,后加鈦酸酯偶聯(lián)劑。(4)填充劑的濕含量、外形、酸堿性、化學(xué)構(gòu)成等都可影響偶聯(lián)后果。一般,鈦酸酯類在粗粒子填充劑中的偶聯(lián)后果不及細(xì)粒子中好。單烷氧基鈦酸酯在干燥填猜中后果較好,而焦磷酸酯基型鈦酸酯適于比概況大的濕填料。(5)偶聯(lián)劑應(yīng)密封,避光保留于陰涼、干燥、透風(fēng)的倉(cāng)庫(kù)內(nèi),一般保質(zhì)期為一年。5小結(jié)(1)鈦酸酯偶聯(lián)劑是、3填料塑料主要的概況改性劑,可有用改良填料與樹(shù)脂的相容性,進(jìn)步整體資料的力學(xué)機(jī)能,下降本錢。(2)今朝市場(chǎng)上偶聯(lián)劑品種繁多,自立型號(hào),大大都均無(wú)化學(xué)構(gòu)造,只宣揚(yáng)該種偶聯(lián)劑長(zhǎng)處,建議用戶應(yīng)依據(jù)分歧樹(shù)脂及填料體系,經(jīng)由過(guò)程試驗(yàn),選擇合適的偶聯(lián)劑品種及用量,才干到達(dá)最良伴聯(lián)改性后果。(3)偶聯(lián)劑利用工藝直接關(guān)系到利用后果,應(yīng)當(dāng)遵照混料留意事項(xiàng)及操縱步調(diào),才干收到良利益理后果。四異丙基(亞磷酸二月桂酯基)鈦酸酯(KR一36S)：這類鈦酸酯偶聯(lián)劑的作用與單烷基型相似，性能比較穩(wěn)定，不會(huì)同樹(shù)脂或其他助劑發(fā)生酯交換反應(yīng)。適用于環(huán)氧樹(shù)脂、pvc、聚酯、聚氨酯等多種填充體系。鈦酸酯偶聯(lián)劑CS-201在硬中的應(yīng)用鈦酸酯偶聯(lián)劑201一、主要化學(xué)組成焦磷酸酯鈦酸酯 二、物化性質(zhì)本品為黃色至琥珀色粘稠液體，密度（20）1.0300-1.095，閃點(diǎn)150，分解度210。可溶于異丙醇、二甲苯、甲苯、苯、礦物油與增塑劑慢慢反應(yīng)，不溶于水，不易水解。本品屬無(wú)毒無(wú)腐液體，白鼠的口服中毒量LD505g/kg。三、應(yīng)用1、填料與顏料的表面處理鈦酸酯201特別適用于這些填料的表面改性處理，如滑石粉、氫氧化鋁、玻璃纖維、玻璃微珠、粉灰、木粉、濕陶土、果核粉等。許多顏料如堿性鉛硅鉻黃、炭黑、雙芳基化物黃、氧化鐵、鎳酞菁藍(lán)、紅色淀等顏料偶聯(lián)劑YDH-201處理可提高其分散性能。2、各種聚合物填充體系的改性效果：A. 高填充; B. 阻燃; C. 提高抗沖; D. 改善流變性; E. 易加工性; F. 降低粘度;G. 改良物性; H. 降低烘烤溫度; I. 提高化學(xué)穩(wěn)定性; J. 觸變性3、阻燃玻璃鋼在氫氧化鋁高填充的玻纖增強(qiáng)聚酯玻璃鋼中，在起始液體樹(shù)脂時(shí)可提高填料沉降，使制品阻燃性能提高。4、磁記錄材料與塑橡磁經(jīng)鈦酸酯偶聯(lián)劑201處理的磁粉可改善其在聚合物基材上的分散以及對(duì)聚合物的粘合，并且大大提高磁粉含量。使磁記錄材料有較好的流動(dòng)性，可涂性，較高剪切強(qiáng)度，較低磁疵點(diǎn)等。四、貯存事項(xiàng)鈦酸酯偶聯(lián)劑201包裝為25公斤塑料桶，應(yīng)避光隔熱絕潮密封室溫下貯存，有效期一年。硅烷偶聯(lián)劑1氖丙基三甲氮基硅烷(A143)比重1.08，沸點(diǎn)196，閃點(diǎn)88，25時(shí)的折射率為1.42，最小包覆面積394米2/克，適用于聚酰胺。2乙烯基三氯硅烷(A150）比重126，沸點(diǎn)906，閃點(diǎn)15，25時(shí)的折射率為142，最小包覆面積485的米2克，適用于聚乙烯、聚苯乙烯等。3乙烯基三乙氧基硅烷(A151)比重1.26，沸點(diǎn)90.6，閃點(diǎn)15，25時(shí)的折射率為142，最小包覆面積411米2/克，適用于聚乙烯、聚丙烯及熱固性樹(shù)脂。4乙烯基三甲氧基硅烷（A171)比重0.89，沸點(diǎn)123，閃點(diǎn)25，25時(shí)的折射率為140，最小包覆面積526米2克，適用范圍同A-151。5乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷(A172)比重104，沸點(diǎn)285，閃點(diǎn)64，25時(shí)的折射率為143，最小包覆面積279米2克，適用范圍同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，沸點(diǎn)255，閃點(diǎn)138，25時(shí)的折射率為143，最小包覆面積316米2克，適用于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS、聚氯乙烯、聚碳酸酯等。7(3，4環(huán)氧環(huán)已基)乙基三甲氧基硅烷(A-168）比重1.07，沸點(diǎn)310，閃點(diǎn)146，26時(shí)的折射率為145，最小包覆面積318米2克，適用于聚氯乙烯、聚氨酯、熱塑性聚酯、熱固性樹(shù)脂等。8(2，3環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(A187，KH560)比重0.99，25時(shí)的折射率為1.39，最小包覆面積148米2克，適用于聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺。148米2克，適用于聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺。(二)鈦酸酯偶聯(lián)劑鈦酸酯類偶聯(lián)劑按其化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為四種類型：1單烷氧基型它的典型代表是異丙其三(異硬脂酰基)鈦酸酯(KRTTS)，這類鈦酸酯對(duì)水十分敏感，只適用于經(jīng)過(guò)煅燒的碳酸鈣和硫酸鈣等填料。2單烷氧基焦磷酸酯型它的代表是異丙基三(焦磷酸二辛酯)鈦酸酯(KR-38S），這類鈦酸能對(duì)水不太敏感，可用來(lái)處理一般干燥過(guò)的粘土、滑石粉和石英粉等。3螯合型螯合型鈦酸酯的代表是二(二辛基焦磷酰基)含氧乙酸酯鈦（KR138S)。它的特點(diǎn)是水解穩(wěn)定性好，可用于潮濕的填料或聚合物的水溶液體系。4配位型配位型鈦酸酯的代表如四異丙基二(亞磷酸二月桂酯)鈦酸酯(KB36S)，這類鈦酸酯的作用與單烷氧基型相似，但它不會(huì)同樹(shù)脂和其它助劑發(fā)生酯交換反應(yīng)，能適用于環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯、聚氨酯、醇酸樹(shù)脂和含酯類增塑劑的聚氯乙烯等。鈦酸異丙酯TIPT 外觀：無(wú)色或淡黃色透明液體，長(zhǎng)時(shí)間存放會(huì)慢慢變黃甚至變黑，這種顏色的改變不會(huì)影響產(chǎn)品的含量，作為酯化反應(yīng)催化劑使用未見(jiàn)異常鈦含量%： 16.516.9(相當(dāng)于二氧化鈦含量,%)(27.528.2)分子式：Ti (OC3H7)4丙酯分子量：284下面列舉幾種常用的鈦酸酯偶聯(lián)劑。1異丙基三(異硬脂酰基)鈦酸酯(KRTTS)適用的樹(shù)脂有聚烯烴、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯；填料有碳酸鈣、二氧化鈦、石墨、滑石等；用量約為所加填料量的0.5%。2異丙基三（二辛基焦磷酰基)鈦酸酯(KR-38S)適用于聚烯烴、聚酰胺、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氯乙烯和碳酸鈣、二氧化鈦大多數(shù)填料，用量為填科量的0.3-2.0%。3二(二辛基焦磷酰基)合氧乙酸酯鈦(KR-138S）適用范圍及其用量與