偶联剂界的特优生,分子桥级黏结,复合材料必备!

2022-10-14

钛酸酯类偶联剂,自1975年底美国肯瑞琪石油化学公司首次公开的新型偶联剂,至今已是平行于硅系偶联剂的新型偶联剂体系。作为联结无机填料同有机聚合物的分子桥,它已充分显示出优异的性能,能够弥补硅烷偶联剂对聚烯烃等热塑性材料缺乏偶联效果的问题。我国70代后期开始规模化生产,品种已较为繁多。目前,在电子、汽车、建筑、既塑料、橡胶、涂料、油墨等方面均有广泛的应用。

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偶联剂的诞生服务于人们从有机聚合物到有无机复合材料的需求,可以说偶联剂已不可或缺。钛酸酯偶联剂是其中最优异的品种,它在(热)塑料、橡胶为中心的复合强化材料上应用效果十分理想,可改善加工性,提高填充剂用量与分散性,并附于可挠性,并具有较好的附着力。




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钛酸酯偶联剂的优异性能主要得益于四价钛的特殊化学结构,四价元素在分子链接上极为多样化,能为不同的填充剂和聚合物体系提供优异的偶联作用,并且还能附带其它功效,我国钛储量丰富,故而钛衍生材料性价比较高。

钛酸酯偶联剂连接示意图.png

钛酸酯偶联剂的结构

钛酸酯偶联剂按其化学结构可分为4 类:单烷氧基型、单烷基焦磷酸酯型、螯合型和配位体型。钛酸酯偶联剂的分子式为:(RO )m Ti ( OX-R-Y)n,其分子结构决定了它具有多种功能,其功能 分别为:

六大功能区.png

1


(RO )m:通过R 基与无机填料表面的羟基反应,形成偶联剂的单分子层,从而起化学偶联作用。填料界面上的水和自由质子(H+)是与偶联剂起作用的反应点


2


(O┈):能发生各种类型的酯基转化反应,由此可使钛酸酯偶联剂与聚合物及填料产生交联,同时还可与环氧树脂中的羟基发生酯化反应。


3


X:是与钛氧键连接的原子团, 或称粘合基团,决定着钛酸酯偶联剂的特性。这些基团有烷氧基、羧基、硫酰氧基、磷氧基、亚磷酰氧基、焦磷酰氧基等。


4


R:是钛酸酯偶联剂分子中的长链部分,主要是保证与聚合物分子的缠结作用和混溶性,提高材料的冲击强度,降低填料的表面能,使体系的粘度显著降低,并具有良好的润滑性和流变性能。


5


Y:是钛酸酯偶联剂进行交联的官能团,有不饱和双键基团、氨基、羟基等。


6


n:反映了钛酸酯偶联剂分子含有的官能团数,可以为1~3。

从六个功能区的作用可看出:钛酸酯偶联剂具有灵活性和多功能性。它既是偶联剂,也是分散剂、润湿剂、粘合剂、交联剂、催化剂等,还兼具防锈、抗氧化、阻燃等多功能,因此可以说是偶联剂界的特优生。

在涂料/油墨行业内的应用 

涂料/油墨通常是由粘结料、颜料、展色剂等主要成分组成的,它的行为比较复杂。一般说来,钛酸酯偶联剂在其中产生如下一些效果:

① 促进颜料的分散、对于多组分颜料可防止发花,具有防沉效果;

② 可降低醇酸树脂、密胺树脂之类涂料的烘烤温度和时间,抗紫外线,抗老化;还具有催干性;

③ 改善触变性、附着力及层膜强度均得到提高;

④ 减少溶剂量或实现粉末涂敷;

⑤ 改进水基涂料。

鉴于钛酸酯能起到降低粘度、增加填料填充量的效果,这就有助于利用填料来提高涂料的耐腐蚀性和耐热性。

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开士达能根据要求提供对标KR-TTS(单烷氧基型),KR-12(磷酸酯型),KR-38S(焦磷酸酯型),KR-138S(螯合型),TPT(钛酸酯四异丙酯),TET(季铵盐钛酸酯),TBT (钛酸四正丁酯) 等一系列产品

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