什么是雙足硅烷

雙足硅烷是一系列粘合促進(jìn)劑，其固有的水解穩(wěn)定性比傳統(tǒng)硅烷高出約 10,000 倍。這些產(chǎn)品對(duì)許多復(fù)合材料系統(tǒng)的基材粘合和機(jī)械強(qiáng)度具有重大影響——包括環(huán)氧樹脂、聚氨酯、環(huán)氧樹脂/聚氨酯混合物、聚硫化物、氰基丙烯酸酯和有機(jī)硅——可用于水性、高固含量和光敏化學(xué)品。雙足硅烷是一種很有前途的材料，已經(jīng)在塑料光學(xué)、多層印刷電路板以及黑色金屬和有色金屬的粘合底漆等多種應(yīng)用中取得了商業(yè)成功。由于硅分子的性質(zhì)，硅烷偶聯(lián)劑是一種用于抵抗聚合物和基材之間因水侵入而劣化的材料。通過界面的改性，硅烷偶聯(lián)劑不僅提供耐水性，而且由于樹脂和硅烷的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)，還可以增加界面的強(qiáng)度。通常在硅烷表面處理或“原位”應(yīng)用中，常規(guī)硅烷中的烷氧基會(huì)水解形成含硅烷醇的物質(zhì)，它們具有高反應(yīng)性并負(fù)責(zé)與基材形成氫鍵。這些傳統(tǒng)的硅烷可以自縮合形成硅氧烷，從而導(dǎo)致相分離或凝膠化。為了提高水解穩(wěn)定性，可以加入雙足硅烷來提高許多復(fù)合材料系統(tǒng)的保質(zhì)期、基材粘合性和機(jī)械強(qiáng)度。

功能性雙足硅烷以及非功能性雙足硅烷與功能性常規(guī)硅烷的組合對(duì)基材粘合具有顯著影響，并改善許多粘合劑體系，特別是底漆和水浸應(yīng)用。硅烷提供粘合力的基本步驟是與基材形成-Si-OX鍵。如果基材是硅質(zhì)的，則粘合耐久性由Si-O-Si的鍵解離決定。根據(jù)方程 ≡Si-O-Si≡ + H 2 O ? ≡Si-OH + ≡Si-OH，鍵解離平衡為 ~10 -4。認(rèn)識(shí)到底物羥基不受擴(kuò)散影響，該因子更接近 10 -2。通過將鍵的數(shù)量增加三個(gè)，解離平衡增加到~10 -6。理論上，這意味著通常在 1 個(gè)月內(nèi)發(fā)生的解離鍵線失效會(huì)增加到約 10,000 個(gè)月。實(shí)際上，其他因素也會(huì)影響失效，但二足硅烷顯然有可能在許多設(shè)備的使用壽命要求期間消除粘合失效。這種效果被認(rèn)為是界面交聯(lián)密度增加和二足硅烷耐水解性的結(jié)果，據(jù)估計(jì)，其耐水解性比傳統(tǒng)偶聯(lián)劑高約 10,000 倍。與只能與基材形成三個(gè)鍵的傳統(tǒng)硅烷相比，二足硅烷能夠與基材形成六個(gè)鍵。不同的基材、條件、硅烷組合和應(yīng)用都會(huì)影響雙足硅烷的選擇。根據(jù)所需特性選擇硅烷混合物。例如，改進(jìn)的濕粘附性、耐化學(xué)性、加工和/或涂層性能，例如改進(jìn)的腐蝕保護(hù)。

許多常規(guī)偶聯(lián)劑經(jīng)常與10-40%的非官能二足硅烷組合使用，其中常規(guī)偶聯(lián)劑為應(yīng)用提供適當(dāng)?shù)墓倌芏?，而非官能二足硅烷提供增加的耐久性。在典型?yīng)用中，雙足材料，例如雙（三乙氧基甲硅烷基）乙烷（SIB1817.0) 以 1:5 至 1:10 的比例與傳統(tǒng)偶聯(lián)劑結(jié)合。然后按照與傳統(tǒng)硅烷偶聯(lián)劑相同的方法進(jìn)行加工。添加非功能性雙足硅烷后，與單獨(dú)使用傳統(tǒng)硅烷相比，涂層的耐久性得到了延長(zhǎng)。