硅烷偶聯(lián)劑改性硅微粉的4大要點

　　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、有機高分子材料的應(yīng)用場合、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、陽離子基、雙官能團等幾十種，從應(yīng)用角度來說是具有很強的針對性，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試驗預(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理，同時還需綜合考慮下游產(chǎn)品基料的組成及對硅烷偶聯(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)認真的考慮哪一種偶聯(lián)劑先加或后加的問題。

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（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)，要影響到計算用量的準確性，所以要增加一定的加入量。

　　硅烷偶聯(lián)劑的用量計算公式：

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)的機理來確定：

　　首先要將硅微粉進行動態(tài)加熱到100-110℃，此時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)過程中應(yīng)保持一定的反應(yīng)時間，因不同的反應(yīng)時間其改性的效果是不同的。這一加熱反應(yīng)過程是脫水、縮合與固化，以使硅烷偶聯(lián)劑與硅微粉形成穩(wěn)定和牢固的共價鍵結(jié)合。

　　經(jīng)偶聯(lián)劑改性的粉體，都會產(chǎn)生假結(jié)顆粒和縮合后產(chǎn)生的硬顆粒，給產(chǎn)品質(zhì)量帶來了很大的影響，所以一定要進行有效分級，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)重要的一個環(huán)節(jié)，在選擇表面改性設(shè)備時應(yīng)考慮滿足以下幾點要求：

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

　　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)，達到形成共價鍵的效果。

　　保證硅微粉在表面改性機中處在高速動態(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)生的假團聚和硬團聚體，一定要進行有效的分級，應(yīng)有專用的分級設(shè)備進行配套。

　　目前，國產(chǎn)的活性硅微粉產(chǎn)品因其只用硅偶聯(lián)劑簡單的混合處理，效果不夠理想，粉體與樹脂混合時很容易團聚，而國外有許多專利提出了對硅微粉的活性處理，例如德國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，并在混合過程中加入催化劑，使偶聯(lián)劑對粉體的包裹均勻，從而能使環(huán)氧樹脂能與硅微粉達到理想的結(jié)合效果。

　　因此，我國硅微粉生產(chǎn)廠家在表面改性的道路上任重道遠，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，活性硅微粉的市場將非常值得期待。

　　最后，聲明一點，要想做好硅微粉表面改性，一定要以表面改性的機理為依據(jù)，認真了解表面改性劑的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，同時考慮下游有機高分子制品的基材、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。