什么是雙足硅烷

雙足硅烷是一系列粘合促進劑，其固有的水解穩定性比傳統硅烷高出約 10,000 倍。這些產品對許多復合材料系統的基材粘合和機械強度具有重大影響——包括環氧樹脂、聚氨酯、環氧樹脂/聚氨酯混合物、聚硫化物、氰基丙烯酸酯和有機硅——可用于水性、高固含量和光敏化學品。雙足硅烷是一種很有前途的材料，已經在塑料光學、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用中取得了商業成功。由于硅分子的性質，硅烷偶聯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，硅烷偶聯劑不僅提供耐水性，而且由于樹脂和硅烷的互穿聚合物網絡，還可以增加界面的強度。通常在硅烷表面處理或“原位"應用中，常規硅烷中的烷氧基會水解形成含硅烷醇的物質，它們具有高反應性并負責與基材形成氫鍵。這些傳統的硅烷可以自縮合形成硅氧烷，從而導致相分離或凝膠化。為了提高水解穩定性，可以加入雙足硅烷來提高許多復合材料系統的保質期、基材粘合性和機械強度。

功能性雙足硅烷以及非功能性雙足硅烷與功能性常規硅烷的組合對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。如果基材是硅質的，則粘合耐久性由Si-O-Si的鍵解離決定。根據方程 ≡Si-O-Si≡ + H 2 O ? ≡Si-OH + ≡Si-OH，鍵解離平衡為 ~10 -4。認識到底物羥基不受擴散影響，該因子更接近 10 -2。通過將鍵的數量增加三個，解離平衡增加到~10 -6。理論上，這意味著通常在 1 個月內發生的解離鍵線失效會增加到約 10,000 個月。實際上，其他因素也會影響失效，但二足硅烷顯然有可能在許多設備的使用壽命要求期間消除粘合失效。這種效果被認為是界面交聯密度增加和二足硅烷耐水解性的結果，據估計，其耐水解性比傳統偶聯劑高約 10,000 倍。與只能與基材形成三個鍵的傳統硅烷相比，二足硅烷能夠與基材形成六個鍵。不同的基材、條件、硅烷組合和應用都會影響雙足硅烷的選擇。根據所需特性選擇硅烷混合物。例如，改進的濕粘附性、耐化學性、加工和/或涂層性能，例如改進的腐蝕保護。

許多常規偶聯劑經常與10-40%的非官能二足硅烷組合使用，其中常規偶聯劑為應用提供適當的官能度，而非官能二足硅烷提供增加的耐久性。在典型應用中，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 的比例與傳統偶聯劑結合。然后按照與傳統硅烷偶聯劑相同的方法進行加工。添加非功能性雙足硅烷后，與單獨使用傳統硅烷相比，涂層的耐久性得到了延長。