鈦酸酯是70年代出現的偶聯劑,主要用途是用來處理含鈣、鋇等非硅無機填料。 鈦酸酯能在無機物界面上與自由質子反應形成有機的單分子層。由于在界面不形成多分子層。由于在界面不形成多分子層及鈦酸酯的特殊結構,生成較低表面能使樹脂體系黏度有很大的下降,用鈦酸酯處理的無機物既有親水的又有親有機物的。當鈦酸酯加入環氧樹脂體系后能提高沖擊強度,填料量比一般多時也不會發生相分離。 鈦酸酯偶聯劑可用以下通式表示: ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ R-O-Ti—(O-X-R’-Y)n 以異丙基三(異硬酯酰基)鈦酸酯為例的對應基團,說明它的6種功能。根據鈦酸酯的分子結構與填料的偶聯劑理,一般可分4種類型:單烷氧基型、單烷氧基焦磷酸型、螯合型、配位體型。 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ CH3-CH-O-Ti-(O-C-(CH2)14-CH-CH3)3 ‖ ‖ ︱ CH3 O CH3 功能①與無機填料表面的羥基反應,形成偶聯劑的單分子層,從而起偶聯效應。上述4種類型的鈦酸酯可適應于不同狀態存在于填料中的水—化學鍵結合水、物理鍵結合水、吸附水和游離水。 功能②能發生不同類型的酯基轉化反應。同環氧樹脂中的羥基發生酯化反應,有膠凝現象。 功能③與鈦原子連接的原團,其中硫酰氧基鈦酸酯對環氧樹脂、聚酯有觸變作用。磷酰氧基類鈦酸酯可提供阻燃性。 功能④為鈦酸酯分子中的長碳鏈部分,它的作用為與聚合物分子纏結和可溶性,提高物料的沖擊強度、降低填料表面能,使聚合物組分中有良好的內潤滑性和流變性能。 功能⑤是鈦酸酯進行交聯的官能團,它們中有氨基的可與環氧樹脂發生交聯。 功能⑥表示鈦酸酯分子含有多官能團,可以根據反應能度多少控制交聯程度。 一:鈦酸酯中主要用于環氧樹脂的品質及性能: (1)3,3,4-三(二辛基磷酰氧基)鈦酸異丙酯(TTOR-12)本品含有磷,熱穩定性、水解穩定性良好,且有一定的阻燃性。 (2)3,3,6-三(二辛基焦磷酰氧基)鈦酸異丙酯(TTOPP-38S)本品有吸收游離水的作用,對含濕量較高的填充劑偶聯劑效果好。如,對水含氧化鋁處理后加入到環氧樹脂中有良好的觸變性。 (3)3,3,7-四辛氧基鈦二(十二烷基亞磷酸酯)(KK-46B)這是一種配位型鈦酸酯,適用于環氧樹脂等熱固性樹脂及熱塑性樹脂,可提高填充量、降低黏度、改善顏料分散性和耐酸性。 (4)3,3,12-二(亞磷酸二辛酯基)鈦酸四異丙酯(KR-42B)本品為配位體型鈦酸酯偶聯劑,在胺類固化的液態環氧樹脂填充體系中有降低黏度、提高填充量的效果。 (5)3,3,10-三(辛基磷酰氧基)鈦酸乙二酯(KR-212)它是螯合型鈦酸酯偶聯劑,特別適用于濕含量高的填料,如:陶土、滑石粉、濕法二氧化硅、玻璃纖維、硅酸鋁等可提高制品的沖擊強度,增加填料用量,改善加工流變性能。 (二) 鈦酸酯偶聯劑在環氧涂料中的應用: (1) 粉末涂料 碳酸鈣是環氧/聚酯混合型粉末涂料中常用的填料,它的加入量多少不僅影響到產品的成本,而且對粉末涂料的密度、水平流動性、安息角、邊緣覆蓋率、涂抹光澤度、柔韌性、附著力均有較大的影響。 (2)防腐蝕環氧樹脂涂料。略 |
