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钛酸酯偶联剂,一款全能的偶联剂

发布日期:2020/10/24 7:56:57

钛酸酯偶联剂最早出现于20 世纪70 年代,1974 年12 月美国Kenrich 石油化学公司报道了一类新型的偶联剂,它对许多干燥粉体有良好的偶联效果。此后加有钛酸酯偶联剂的无机物填充聚烯烃复合材料相继问世。近些年, 美国 Kenrich 公司开发的系列钛酸酯偶联剂得到广泛应用。用钛酸酯偶联剂活化的炭黑、SiO2、CaCO3、金属氧化物添加到热塑性塑料和橡胶中可降低体系粘度,改善韧性和机械性能。目前钛酸酯偶联剂已成为复合材料不可缺少的原料之一。

钛酸酯偶联剂的功能

1、钛酸酯偶联剂的结构

钛酸酯偶联剂按其化学结构可分为4 类:单烷氧基型、单烷基焦磷酸酯型、螯合型和配位体型。钛酸酯偶联剂的分子式为:(RO )Ti ( OX-R-Y)n,其分子结构决定了它具有多种功能,其功能分别为:

①(RO )m:通过R 基与无机填料表面的羟基反应,形成偶联剂的单分子层,从而起化学偶联作用。填料界面上的水和自由质子(H+)是与偶联剂起作用的反应点。

② (O┈):能发生各种类型的酯基转化反应,由此可使钛酸酯偶联剂与聚合物及填料产生交联,同时还可与环氧树脂中的羟基发生酯化反应。

③X:是与钛氧键连接的原子团, 或称粘合基团,决定着钛酸酯偶联剂的特性。这些基团有烷氧基、羧基、硫酰氧基、磷氧基、亚磷酰氧基、焦磷酰氧基等。

④R:是钛酸酯偶联剂分子中的长链部分,主要是保证与聚合物分子的缠结作用和混溶性,提高材料的冲击强度,降低填料的表面能,使体系的粘度显著降低,并具有良好的润滑性和流变性能。

⑤Y:是钛酸酯偶联剂进行交联的官能团,有不饱和双键基团、氨基、羟基等。

⑥n:反映了钛酸酯偶联剂分子含有的官能团数,可以为1~3。

2、结构决定应用

①在填充塑料中, 可活化填料, 提高填充量, 减少树脂用量,降低制品成本, 改善加工性能, 增加制品光泽, 提高质量。

②在橡胶中, 用其改性的填料能起补强作用,减少橡胶用量和防老剂用量,提高制品耐磨强度和抗老化能力, 和制品的表面光泽。

③能增大颜料、填料在涂料中的添加量,提高分散性能;有防沉淀效果,可防止颜色发花;能提高漆膜强度,使其色泽鲜艳。此外, 还有催干特性,使烘烤温度降低和烘烤时间缩短。

④应用在涂料行业,可以改进涂料的防腐蚀性,防止涂料的凝胶化。

⑤应用在造纸行业,可以提高碳酸钙或滑石粉的分散性,大大减少流失损耗,显著改善纸的印刷性能。

⑥提高压裂液的成胶性能、耐热温度和井下渗透性能,显著提高石油采收率。

⑦显著改善磁粉分散性,增强其与载体的亲和性,提高充填量,增大磁密度,提高磁信号。

⑧应用于粘结剂中,可以增强粘结力等。

小结

总之,由于钛的特殊结构,因而有多种独特的功能。世界各国都在积极开展钛的应用研究,钛是在地壳中分布量占第四位的金属元素,我国储量丰富,所以开展有机钛化合物的研制与应用是当前国际上的发展方向,其应用范围之广阔,效果之显著,对我国化学工业的发展以及提高产品质量,降低成本,提高效益,均有重要意义。

参考文献

[1]赵贞,张文龙,陈宇.偶联剂的研究进展和应用[J].塑料助剂.

[2]郭云亮,张涑戎,李立平.偶联剂的种类和特点及应用[J].橡胶工业.

[3]李红玲,董斌,韩延安,娄淑芳,李杰,李文静.钛酸酯偶联剂的偶联机理及研究进展[J].表面技术.

来源:粉体圈

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