硅烷偶聯(lián)劑kh580國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展

硅烷處理技術(shù)可以有效地用于鐵、鋁、銅、鋅、鎂及合金的防護(hù)。

對(duì)金屬表面硅烷處理工藝技術(shù)及處理后的功能特性進(jìn)行了研究。分別進(jìn)行了中性鹽霧、銅加速醋酸鹽霧、電偶腐蝕、大氣暴露和海水浸泡試驗(yàn)。在水性木器涂料中有機(jī)硅的應(yīng)用主要包括有機(jī)硅與樹(shù)脂的物理混合和化學(xué)改性。結(jié)果表明，金屬表面硅烷處理工藝技術(shù)可以取代涂裝前磷化及鉻化處理，且硅烷偶聯(lián)劑kh580技術(shù)具有常溫處理、無(wú)污染的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于涂裝前處理與防腐領(lǐng)域。

采用KH-550硅烷溶液對(duì)AZ31鎂合金試片進(jìn)行硅烷化處理，通過(guò)浸泡和電化學(xué)測(cè)試技術(shù)評(píng)定出8%的硅烷溶液中浸涂50s表干后在100℃陳化0.5h所形成的硅烷膜層與鎂合金基體之間的界面結(jié)合較好，硅烷偶聯(lián)劑kh580并很好地抑制了鎂合金的腐蝕，提高了其耐腐蝕性能。硅烷偶聯(lián)劑kh580其應(yīng)用領(lǐng)域極廣,例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的閥門(mén)和透平增壓器轉(zhuǎn)子已實(shí)用化,高速軸承和高性能刀具已商品化,用于內(nèi)燃機(jī)可使工作溫度高達(dá)1400℃,大大提高熱機(jī)效率,硅烷偶聯(lián)劑kh580適用多種燃料,延長(zhǎng)使用壽命。

哈爾濱化工研究所選取了一種新型的金屬表面防護(hù)硅烷化處理試劑——乙烯基硅烷,并使其在水和醇混合溶劑中水解,水解過(guò)程穩(wěn)定性好,且能保證硅羥基的含量。硅烷偶聯(lián)劑kh580在汽車零部件行業(yè)中的應(yīng)用節(jié)能：在使用溫度方面，由于硅烷成膜過(guò)程為常溫化學(xué)反應(yīng)，因此硅烷偶聯(lián)劑kh580在日常使用中槽液無(wú)需加熱即可達(dá)到理想的處理效果，節(jié)省了大量能源并減少燃料廢氣排放。通過(guò)耐水性測(cè)試、鹽水浸泡測(cè)試、耐酸堿性測(cè)試、3%CuSO4溶液點(diǎn)蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該新型的金屬表面防護(hù)硅烷化處理試劑耐水性、耐鹽水性、耐酸堿性、耐CuSO4溶液點(diǎn)蝕性性能良好,同時(shí)具有環(huán)保、成本低等優(yōu)點(diǎn),經(jīng)硅烷處理的金屬表面的耐蝕性能優(yōu)于傳統(tǒng)的磷化技術(shù)。

然后對(duì)熱鍍鋅鋼及鋁合金表面硅烷膜層進(jìn)行了一系列研究，研究了單一硅烷對(duì)鋁合金及熱鍍鋅鋼防護(hù)性能的影響；隨后采用了納米添加劑及稀土改性技術(shù)研究硅烷薄膜層對(duì)其機(jī)械性能及耐腐蝕性的影響，后提出適用性更廣的混合硅烷處理法。

采用電化學(xué)阻抗測(cè)試(EIS)研究了鋁合金膜層的耐蝕性及自愈性，發(fā)現(xiàn)在膜層具有自愈性能，掃描振蕩電極技術(shù)(SVET)測(cè)試結(jié)果也進(jìn)一步證實(shí)了膜層的自愈性。

研究了硅氧烷膜層對(duì)銅表面的防護(hù)性能，發(fā)現(xiàn)含有硫醇鍵的硅烷與銅表面結(jié)合良好，硅烷偶聯(lián)劑kh580并可顯著抑制表面陽(yáng)極反應(yīng)，從而有效提高銅的防腐性能。

硅烷偶聯(lián)劑kh580在汽車行業(yè)的應(yīng)用

硅烷偶聯(lián)劑kh580在汽車零部件行業(yè)中的應(yīng)用

節(jié)能：在使用溫度方面，由于硅烷成膜過(guò)程為常溫化學(xué)反應(yīng)，因此硅烷偶聯(lián)劑kh580在日常使用中槽液無(wú)需加熱即可達(dá)到理想的處理效果，節(jié)省了大量能源并減少燃料廢氣排放。此外，還可以通過(guò)對(duì)沉積過(guò)程電化學(xué)參數(shù)的控制，研究硅烷膜結(jié)構(gòu)及耐蝕性的影響，實(shí)現(xiàn)硅烷膜的可控制制備。同時(shí)，硅烷化反應(yīng)中無(wú)沉淀反應(yīng)，消除了前處理工序中的固體廢物處理問(wèn)題并有效延長(zhǎng)了槽液的倒槽周期。

減排：傳統(tǒng)磷化處理后的沉渣、含磷及磷化后廢水處理等問(wèn)題，一直困擾著涂裝生產(chǎn)企業(yè)。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保及節(jié)能減排的重視程度不斷提高，在未來(lái)的時(shí)間里，涂裝行業(yè)的環(huán)保及能耗問(wèn)題將會(huì)越來(lái)越突出，硅烷化處理在此方面有了很大程度的改善。

降低成本：使用硅烷化工藝能省去磷化加溫設(shè)備、除渣槽、板框壓濾機(jī)及磷化污水處理等設(shè)備，且硅烷化較磷化減少了20％～50％的配槽用量；每平方單耗方面，硅烷化的消耗量為傳統(tǒng)磷化的15％～20％。硅烷化在減少單位面積消耗量的同時(shí)，在處理時(shí)間上也比磷化有較大幅度的縮短，因此，硅烷化處理在生產(chǎn)成本方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。硅烷偶聯(lián)劑是一類分子同時(shí)含有兩種不同化學(xué)性質(zhì)基團(tuán)的特殊結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅化合物，可用以下通式表示：Y-R-SiX3硅烷偶聯(lián)劑kh580式中：Y-R為非水解基團(tuán)，X3為可水解基團(tuán)。

我國(guó)主要的三類硅烷偶聯(lián)劑kh580

一是含硫硅烷，2013年中國(guó)含硫硅烷產(chǎn)量約為6.5萬(wàn)噸（折純），占總產(chǎn)量的46.4%。二是在硅烷偶聯(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。該類硅烷偶聯(lián)劑kh580產(chǎn)品主要用于汽車輪胎制造，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品近年來(lái)技術(shù)水平不斷提高，已通過(guò)世界主要輪胎公司的各類認(rèn)證，在國(guó)外市場(chǎng)開(kāi)拓方面已經(jīng)不存在技術(shù)壁壘，加之國(guó)外生產(chǎn)成本較高，因此國(guó)內(nèi)產(chǎn)品出口量連續(xù)增長(zhǎng)；

二是交聯(lián)劑產(chǎn)品，2013年產(chǎn)量約為3.95萬(wàn)噸，約占總產(chǎn)量的28.2%。主要產(chǎn)品包括肟基，三乙酰氧基，硅酸酯和三乙氧基等幾大類。在國(guó)內(nèi)，硅烷改性聚醚膠已成為密封膠行業(yè)研發(fā)的熱點(diǎn)，未來(lái)發(fā)展前景看好。我國(guó)是世界上較大的有機(jī)硅室溫膠消費(fèi)國(guó)，近年來(lái)我國(guó)有機(jī)硅室溫膠產(chǎn)銷增長(zhǎng)較快；加之有機(jī)硅單體和多晶硅生產(chǎn)迅速增加，為交聯(lián)劑行業(yè)提供了大量廉價(jià)原料，湖北新藍(lán)天等民營(yíng)企業(yè)抓住機(jī)遇，擴(kuò)大生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)硅烷交聯(lián)劑生產(chǎn)規(guī)模因此快速放大，目前也開(kāi)始大量出口；

三是其他功能性硅烷產(chǎn)品，2013年我國(guó)氨基、環(huán)氧基、乙烯基和酰氧基硅烷及其他功能性硅烷產(chǎn)量合計(jì)3.57萬(wàn)噸，約占總產(chǎn)量的25.2%。加之有機(jī)硅單體和多晶硅生產(chǎn)迅速增加，為交聯(lián)劑行業(yè)提供了大量廉價(jià)原料，湖北新藍(lán)天等民營(yíng)企業(yè)抓住機(jī)遇，擴(kuò)大生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)硅烷交聯(lián)劑生產(chǎn)規(guī)模因此快速放大，目前也開(kāi)始大量出口。由于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)不斷提高，常規(guī)硅烷產(chǎn)品價(jià)格下滑，龍頭企業(yè)在實(shí)現(xiàn)一體化的基礎(chǔ)上，下大力氣開(kāi)發(fā)功能性硅烷產(chǎn)品，使得我國(guó)硅烷品種進(jìn)一步豐富，產(chǎn)量連續(xù)提高。

現(xiàn)階段我國(guó)實(shí)際可生產(chǎn)的硅烷約有300種，硅烷偶聯(lián)劑kh580根據(jù)官能團(tuán)不同，主要分為含硫、交聯(lián)劑、氨基、環(huán)氧基、乙烯基、酰氧基等大類，其余如飽和烷烴、α硅烷以及硅烷二次加工產(chǎn)品也有很多種類，但產(chǎn)量均不大。2013年中國(guó)硅烷產(chǎn)品品種結(jié)構(gòu)（按產(chǎn)量）。

?硅烷偶聯(lián)劑kh580表面改性工藝的確定原則

根據(jù)所選用的硅烷偶聯(lián)劑與硅微粉反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行確定：

一是首先要將硅微粉進(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。

二是在硅烷偶聯(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)程是硅烷偶聯(lián)劑kh580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。

三是經(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，所以硅烷偶聯(lián)劑kh580一定要進(jìn)行有效分級(jí)，只有這樣才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。