應用領域

人造石英石和復合材料

一、硅烷偶聯劑在樹脂基復合材料上的應用

1947年美國約翰霍普金斯大學的Ralph K.Witt等人通過研究發現烯丙基三甲氧基硅烷處理對玻璃纖維對不飽和聚酯復合材料具有極好的增強效果,從而開創了硅烷偶聯劑實際應用的歷史,可以說樹脂復合材料是硅烷偶聯劑的最早和最基本的應用領域。

使用玻璃纖維或礦物增強有機聚合物時,聚合物和無機材料之間的界面結合對于樹脂基復合材料的力學性能和耐久性至關重要,而其中非常重要的一個因素就是水分侵蝕界面,破壞了粘接。

硅烷偶聯劑能在無機和有機材料的界面可以形成耐水鍵結,不但增強了結合強度,更重要的是它能防止了在復合材料老化和使用過程中在界面上的鍵結解體。在復合材料中,選擇合適的硅烷可以使復合材料的彎曲強度提高40%以上,還能顯著增強了對濕度和其他惡性環境條件的抵抗力。

選擇不同的硅烷偶聯劑對產品的性能的影響巨大,舉例如下:

不同Y有機官能團硅烷對于UP玻璃鋼彎曲強度的影響

硅烷類型

干態,MPa

濕態,MPa

保留率

空白對照組

220

83

38%

乙基硅烷

157

107

68%

乙烯基硅烷

249

220

88%

甲基丙烯酰氧基硅烷

314

285

91%

由上表可見;

一、 Y有機官基團能和樹脂很好匹配的硅烷偶聯劑對于制品的性能提升作用明顯,而若選擇不當則可能對制品性能有負面影響;

二、即使是非反應性的乙基硅烷對于提高制品的耐水性也是有幫助的。

二、硅烷偶聯劑在人造石英石上的應用

人造石英石是由90%以上的天然石英砂和10%左右的色料、不飽和樹脂、固化劑、硅烷偶聯劑等添加劑組成,經過負壓真空、高頻振動成型、加溫或室溫固化而成的板材。而硅烷偶聯劑SCA-R74M(3-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷)作為偶聯劑對于提高板材的強度、硅砂和樹脂的粘接起到至關重要的作用。

通常硅烷偶聯劑按千分之幾的比例添加到不飽和樹脂中,攪拌均勻后再將硅砂和其它組份加入。由于硅烷偶聯劑SCA-R74M(3-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷)會與樹脂中和空氣中的水分反應而失效,因此添加了硅烷偶聯劑的不飽和樹脂要在當天用完,隔夜使用可能就要再次添加。同時,冬天和夏天由于環境溫度相差較大,配方也要適時調整,特別是對常溫固化的配方更是如此。

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