硅烷偶聯(lián)劑改性硅微粉的4大要點(diǎn)

　　硅烷偶聯(lián)劑是硅微粉表面改性最常用的改性劑，其應(yīng)用效果與選用的種類、用量、水解情況、基材特性、有機(jī)高分子材料的應(yīng)用場(chǎng)合、改性方法及設(shè)備等有關(guān)。

1、如何選擇硅烷偶聯(lián)劑？

　　硅烷偶聯(lián)劑有氨基、氯基、鏈烯基、環(huán)氧基、甲基丙烯酰氧基、巰烴基、陽(yáng)離子基、雙官能團(tuán)等幾十種，從應(yīng)用角度來(lái)說(shuō)是具有很強(qiáng)的針對(duì)性，選擇合適的硅烷偶聯(lián)劑是至關(guān)重要的。

　　選擇方法主要是通過(guò)試驗(yàn)預(yù)選，并應(yīng)根據(jù)硅烷偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及與硅微粉作用的機(jī)理，同時(shí)還需綜合考慮下游產(chǎn)品基料的組成及對(duì)硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)的效果等。

　　另外，如選擇了兩種以上的偶聯(lián)劑，還應(yīng)認(rèn)真的考慮哪一種偶聯(lián)劑先加或后加的問(wèn)題。

2、如何確定硅烷偶聯(lián)劑的用量？

　　硅烷偶聯(lián)劑的用量是根據(jù)粉體的比表面積所占的反活性點(diǎn)（如Si-OH）的數(shù)量以及硅烷偶聯(lián)劑覆蓋表面的單分子層、多分子層的厚度等決定的。

　　一般硅微粉類礦物粉體的Si-OH含量為4-12個(gè)μm2，1mol的硅烷偶聯(lián)劑可以覆蓋約7500m2的粉體表面積。由于硅烷偶聯(lián)劑水解后，其自身也產(chǎn)生縮合反應(yīng)，要影響到計(jì)算用量的準(zhǔn)確性，所以要增加一定的加入量。

　　硅烷偶聯(lián)劑的用量計(jì)算公式：

硅烷偶聯(lián)劑用量（g）=粉體質(zhì)量（g）×粉體表面積（m2/g）/硅烷偶聯(lián)劑的覆蓋面積（m2/g）

3、如何選擇表面改性工藝？

　　表面改性工藝要根據(jù)所選用的硅烷偶聯(lián)劑與硅微粉反應(yīng)的機(jī)理來(lái)確定：

　　首先要將硅微粉進(jìn)行動(dòng)態(tài)加熱到100-110℃，此時(shí)以霧化法加入水解后的硅烷偶聯(lián)劑或復(fù)合偶聯(lián)劑。

　　在硅烷偶聯(lián)劑與反應(yīng)過(guò)程中應(yīng)保持一定的反應(yīng)時(shí)間，因不同的反應(yīng)時(shí)間其改性的效果是不同的。這一加熱反應(yīng)過(guò)程是脫水、縮合與固化，以使硅烷偶聯(lián)劑與硅微粉形成穩(wěn)定和牢固的共價(jià)鍵結(jié)合。

　　經(jīng)偶聯(lián)劑改性的粉體，都會(huì)產(chǎn)生假結(jié)顆粒和縮合后產(chǎn)生的硬顆粒，給產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)了很大的影響，所以一定要進(jìn)行有效分級(jí)，只有這樣才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

4、如何選擇表面改性設(shè)備？

　　表面改性設(shè)備的選擇是硅微粉表面改性至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在選擇表面改性設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮滿足以下幾點(diǎn)要求：

　　表面改性設(shè)備能將硅微粉在動(dòng)態(tài)狀況下加熱并保溫，保溫時(shí)間能夠自動(dòng)控制。

　　要有排氣裝置，可將表面改性前后脫除的水以蒸氣的方式排出，使硅烷偶聯(lián)劑與粉體產(chǎn)生縮合反應(yīng)，達(dá)到形成共價(jià)鍵的效果。

　　保證硅微粉在表面改性機(jī)中處在高速動(dòng)態(tài)的狀況下。

　　表面改性設(shè)備應(yīng)滿足表面改性劑分加的要求。

　　為解決表面改性中產(chǎn)生的假團(tuán)聚和硬團(tuán)聚體，一定要進(jìn)行有效的分級(jí)，應(yīng)有專用的分級(jí)設(shè)備進(jìn)行配套。

　　目前，國(guó)產(chǎn)的活性硅微粉產(chǎn)品因其只用硅偶聯(lián)劑簡(jiǎn)單的混合處理，效果不夠理想，粉體與樹脂混合時(shí)很容易團(tuán)聚，而國(guó)外有許多專利提出了對(duì)硅微粉的活性處理，例如德國(guó)專利提出用聚硅烷和硅微粉混合，并在紫外線照射下攪拌，獲得活性硅微粉；日本專家提出硅烷二醇衍生物處理硅微粉，并在混合過(guò)程中加入催化劑，使偶聯(lián)劑對(duì)粉體的包裹均勻，從而能使環(huán)氧樹脂能與硅微粉達(dá)到理想的結(jié)合效果。

　　因此，我國(guó)硅微粉生產(chǎn)廠家在表面改性的道路上任重道遠(yuǎn)，不僅需要上游偶聯(lián)劑廠家的密切配合，更需要下游應(yīng)用廠家的通力合作。只要解決改性的技術(shù)難題，活性硅微粉的市場(chǎng)將非常值得期待。

　　最后，聲明一點(diǎn)，要想做好硅微粉表面改性，一定要以表面改性的機(jī)理為依據(jù)，認(rèn)真了解表面改性劑的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，同時(shí)考慮下游有機(jī)高分子制品的基材、主體配方及技術(shù)要求，經(jīng)綜合考慮選擇合理的改性劑，在此基礎(chǔ)上確定表面改性工藝和設(shè)備。