钛酸酯是70年代出现的偶联剂,主要用途是用来处理含钙、钡等非硅无机填料。 钛酸酯能在无机物界面上与自由质子反应形成有机的单分子层。由于在界面不形成多分子层。由于在界面不形成多分子层及钛酸酯的特殊结构,生成较低表面能使树脂体系黏度有很大的下降,用钛酸酯处理的无机物既有亲水的又有亲有机物的。当钛酸酯加入环氧树脂体系后能提高冲击强度,填料量比一般多时也不会发生相分离。 钛酸酯偶联剂可用以下通式表示: ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ R-O-Ti—(O-X-R’-Y)n 以异丙基三(异硬酯酰基)钛酸酯为例的对应基团,说明它的6种功能。根据钛酸酯的分子结构与填料的偶联剂理,一般可分4种类型:单烷氧基型、单烷氧基焦磷酸型、螯合型、配位体型。 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ CH3-CH-O-Ti-(O-C-(CH2)14-CH-CH3)3 ‖ ‖ ︱ CH3 O CH3 功能①与无机填料表面的羟基反应,形成偶联剂的单分子层,从而起偶联效应。上述4种类型的钛酸酯可适应于不同状态存在于填料中的水—化学键结合水、物理键结合水、吸附水和游离水。 功能②能发生不同类型的酯基转化反应。同环氧树脂中的羟基发生酯化反应,有胶凝现象。 功能③与钛原子连接的原团,其中硫酰氧基钛酸酯对环氧树脂、聚酯有触变作用。磷酰氧基类钛酸酯可提供阻燃性。 功能④为钛酸酯分子中的长碳链部分,它的作用为与聚合物分子缠结和可溶性,提高物料的冲击强度、降低填料表面能,使聚合物组分中有良好的内润滑性和流变性能。 功能⑤是钛酸酯进行交联的官能团,它们中有氨基的可与环氧树脂发生交联。 功能⑥表示钛酸酯分子含有多官能团,可以根据反应能度多少控制交联程度。 一:钛酸酯中主要用于环氧树脂的品质及性能: (1)3,3,4-三(二辛基磷酰氧基)钛酸异丙酯(TTOR-12)本品含有磷,热稳定性、水解稳定性良好,且有一定的阻燃性。 (2)3,3,6-三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯(TTOPP-38S)本品有吸收游离水的作用,对含湿量较高的填充剂偶联剂效果好。如,对水含氧化铝处理后加入到环氧树脂中有良好的触变性。 (3)3,3,7-四辛氧基钛二(十二烷基亚磷酸酯)(KK-46B)这是一种配位型钛酸酯,适用于环氧树脂等热固性树脂及热塑性树脂,可提高填充量、降低黏度、改善颜料分散性和耐酸性。 (4)3,3,12-二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯(KR-42B)本品为配位体型钛酸酯偶联剂,在胺类固化的液态环氧树脂填充体系中有降低黏度、提高填充量的效果。 (5)3,3,10-三(辛基磷酰氧基)钛酸乙二酯(KR-212)它是螯合型钛酸酯偶联剂,特别适用于湿含量高的填料,如:陶土、滑石粉、湿法二氧化硅、玻璃纤维、硅酸铝等可提高制品的冲击强度,增加填料用量,改善加工流变性能。 (二) 钛酸酯偶联剂在环氧涂料中的应用: (1) 粉末涂料 碳酸钙是环氧/聚酯混合型粉末涂料中常用的填料,它的加入量多少不仅影响到产品的成本,而且对粉末涂料的密度、水平流动性、安息角、边缘覆盖率、涂抹光泽度、柔韧性、附着力均有较大的影响。 (2)防腐蚀环氧树脂涂料。略 |