| 
                         綜上所述,用鈦酸酯處理無機(jī)填料,可以獲得如下一些效果: 
                        ① 提高無機(jī)填料的填充量; 
                        ② 降低填料—聚合物體系的粘度;  
                        ③ 改善配合系統(tǒng)的加工工藝性能; 
                        ④ 提高顏料的分散性; 
                        ⑤ 改進(jìn)涂料的耐腐蝕性; 
                        ⑥ 提高復(fù)合材料的耐燃性;  
                        ⑦ 節(jié)省原材料的能耗。 
                          為了充分發(fā)揮鈦酸酯偶聯(lián)劑的效果,應(yīng)根據(jù)所用樹脂和填料的種類選擇適當(dāng)?shù)呐悸?lián)劑品種,對此歸納如表5.1參考。下面將分別舉一些例子加以說明。 
                        (一) 聚烯烴  
                        在聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴樹脂中填充多量碳酸鈣時(shí),會造成流動性降低,加工困難,這時(shí)改用以鈦酸酯預(yù)處理的填料就能克服這一缺點(diǎn)。這時(shí)的性能變化模式如圖一所示,與無填料的成型品相比,流動性大大降低;伸長率、沖擊強(qiáng)度明顯改善;彎曲強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度等幾乎無變化。 
                        表5.1 對于不同的樹脂和填料***適用的鈦酸酯偶聯(lián)劑的相應(yīng)品種及其效果
                        
                            
                                
                                    | 
                                       
                                     | 
                                    
                                     樹脂種類 
                                     | 
                                    
                                     摻加效果 
                                     | 
                                    
                                     填料品種 
                                     | 
                                    
                                     ***宜品種 
                                     | 
                                 
                                
                                    | 
                                     1 
                                     | 
                                    熱塑性樹脂  
                                    聚烯烴 
                                    高密度聚乙烯低密度聚乙烯  
                                    聚丙烯 | 
                                    
                                      
                                     
                                    改進(jìn)沖擊強(qiáng)度  
                                    提高填充量  
                                    改進(jìn)加工工藝性能 
                                     | 
                                     
                                     
                                    CaCO3等大部分  
                                    滑石粉、陶土  
                                    炭黑 | 
                                     
                                     
                                    TTS 
                                    138S 
                                    9S | 
                                 
                                
                                    | 
                                     2 
                                     | 
                                    聚苯乙烯 | 
                                    
                                     改進(jìn)沖擊強(qiáng)度  
                                    改進(jìn)加工工藝性能 
                                     | 
                                    
                                     大部分  
                                    木粉 
                                     | 
                                    
                                     9S、38S 
                                    138S 
                                     | 
                                 
                                
                                    | 3 | 
                                    聚氯乙烯 
                                    硬質(zhì) 
                                     
                                    軟質(zhì) 
                                     
                                    糊料 | 
                                     
                                     
                                    改進(jìn)沖擊強(qiáng)度,  
                                    改進(jìn)加工工藝性能  
                                    降低熔融粘度,  
                                    提高填充量  
                                    降低粘度 | 
                                    
                                     CaCO3等大部分 
                                     
                                    CaCO3等大部分 
                                     
                                    CaCO3,陶土,二氧化硅,Al(OH)3等  
                                    滑石粉 
                                     | 
                                    38S 
                                     
                                    138S、55 
                                     
                                    138S、55 
                                     
                                     
                                    9S | 
                                 
                                
                                    | 4 | 
                                    尼龍 | 
                                    提高填充量 
                                    改善機(jī)械性能 | 
                                    Wollastonite 
                                    (硅酸鈣)等  | 
                                    38S | 
                                 
                                
                                    | 5 | 
                                    聚苯醚、聚苯硫醚  
                                    熱固性樹脂 | 
                                    提高填充量,  
                                    改善加工工藝性能 | 
                                    氧化鐵等  
                                    大部分 | 
                                    44 
                                    34S、134S | 
                                 
                                
                                    | 6 | 
                                    丙烯酸樹脂 
                                    溶劑基的  
                                    水基的 | 
                                    提高填充量,降低  
                                    固化溫度  
                                    消除光澤  
                                    改進(jìn)機(jī)械性能,提高填充量,改進(jìn)粘接性  
                                    改進(jìn)耐腐蝕性 | 
                                    
                                     大部分 
                                    大部分  
                                    大部分 
                                    大部分 
                                     | 
                                    
                                     55、238S、9S 
                                     
                                    138D、138J  
                                    138S 
                                     
                                    238J 
                                     | 
                                 
                                
                                    | 7 | 
                                    醇酸樹脂 | 
                                    提高填充量 | 
                                    大部分 | 
                                    38S、138S、  
                                    238M、238A 
                                    138S 
                                    9S | 
                                 
                                
                                    | 8 | 
                                    密***樹脂 | 
                                    改進(jìn)加工工藝性能  
                                    降低粘度  
                                    降低烘烤度 | 
                                    氧化鐵紅  
                                    炭黑 | 
                                    38S、138S 
                                    9S | 
                                 
                                
                                    | 9 | 
                                    環(huán)氧樹脂 | 
                                    加速反應(yīng)  
                                    改善機(jī)械性能 
                                    降低粘度 | 
                                    大部分 | 
                                    
                                     55、46B、 
                                    41B、138S、44、46B、138S | 
                                 
                                
                                    | 10 | 
                                    油墨 
                                    導(dǎo)電性 
                                     
                                    聚酰***  
                                    松香酯 
                                    硝基纖維素 
                                     | 
                                    改進(jìn)耐腐蝕性  
                                    改善導(dǎo)電性  
                                    防止沉淀  
                                    防止凝膠化  
                                    減少混煉時(shí)間  
                                    羧基交聯(lián)  
                                    改進(jìn)混煉性和  
                                    混煉穩(wěn)定性 | 
                                    
                                     鉻酸鉛、鉬橙、鉻黃、炭黑  
                                    大部分顏料  
                                    大部分 
                                     | 
                                    
                                     9S 
                                    55 
                                    55、9S 
                                    TTS 
                                    138S、238S 
                                     | 
                                 
                                
                                    | 11 | 
                                    酚醛樹脂 | 
                                    提高填充量  
                                    改善機(jī)械性能  
                                    提高耐磨性 | 
                                    
                                     大部分 
                                     | 
                                    
                                     138S、34S 
                                    134S 
                                    34S、134S 
                                     | 
                                 
                                
                                    | 12 | 
                                    聚酯 
                                    飽和 
                                    水基型 
                                    不飽和型  
                                    水基型 | 
                                    提高填充量和光澤度  
                                    提高填充量和粘接性  
                                    提高填充量  
                                    提高填充量 | 
                                    
                                     大部分 
                                    大部分 
                                    大部分 
                                    大部分 | 
                                    
                                     46B、138S 
                                    138S的***加成鹽46β、55 
                                    55,46B,9S,238A 
                                    55、138S的***加成鹽 | 
                                 
                                
                                    | 13 | 
                                    聚氨酯樹脂 
                                    雙組分型 | 
                                    提高填充量 | 
                                    
                                     大部分 
                                      
                                    CaCO3  
                                    SiO3 
                                     | 
                                    
                                     41B,55,TTS,44(均加在聚醇中)  
                                    55、41B 
                                    55 | 
                                 
                                
                                    | 14 | 
                                    通用膠 
                                    順丁膠,三元乙丙膠,丁基膠 | 
                                    提高填充量  
                                    改進(jìn)加工性能 | 
                                    大部分  
                                    (HiSil233)陶土  
                                    高耐磨爐黑  
                                    大部分 | 
                                    
                                     TTS、38S 
                                    38S、138S 
                                    9S 
                                    9S 
                                     | 
                                 
                                
                                    | 15 | 
                                    環(huán)氧氯丙烷(氯醚)膠 | 
                                    提高填充量、改善性能、防止焦燒  
                                    提高填充量 | 
                                    二氧化硅 | 
                                    138S | 
                                 
                                
                                    | 16 | 
                                    磷腈聚合物 | 
                                    提高填充量  
                                    提高耐燃性  
                                    提高耐燃性降低烘烤溫度 | 
                                    Al (OH)3 | 
                                    
                                     238S、TTS 
                                     | 
                                 
                            
                         
                          
                        以低密度聚乙烯為例,如圖5.2所示,無填料的低密度聚乙烯的抗張強(qiáng)度約為130公斤/平方厘米,伸長率為530%,而填充40份碳酸鈣后,相應(yīng)值為95公斤/平方厘米和80%,改用以鈦酸酯處理的碳酸鈣,可以做到抗張強(qiáng)度不變,而伸長率增大,鈦酸酯用量以2%為宜。 
                          
                        圖5.3為鈦酸酯在高密度聚乙烯-重質(zhì)碳酸鈣體系中的效果,它所產(chǎn)生的使流動性提高的效果比常用的表面處理劑硬脂酸大。 
                        (二)聚氯乙烯  
                        (1)硬質(zhì)聚氯乙烯  
                        通過鈦酸酯偶聯(lián)劑的應(yīng)用可以改進(jìn)加工工藝性能和沖擊強(qiáng)度(圖5.4~5.6)。 
                          
                        由圖5.4可見,在碳酸鈣的填充量高時(shí),鈦酸酯改善流動性的效果十分明顯,而圖5.4和圖5.6示出了在硬質(zhì)聚氯 乙烯中使用238S時(shí)所能獲得的沖擊強(qiáng)度改進(jìn),其用量以填料100%計(jì),宜1%-2% ,用量過有效果反而不好。 
                        (2)軟質(zhì)聚氯乙烯  
                          
                        軟質(zhì)聚氯乙烯一般已摻有增塑劑,故使用鈦酸酯偶聯(lián)劑較難湊效,不過只要配合得當(dāng),也可以取得一定效果,比較適用的鈦酸酯偶聯(lián)劑是138S,如圖5.7所示,它可以使聚氯乙烯的流動性有2~3 倍的改進(jìn)。在流動性保持與采用未處理填料時(shí)相同的前提下,使用鈦酸酯偶聯(lián)劑,可以將填充量提高到20份的水平。 
                        (3)聚氯乙烯糊  
                        對于聚氯乙烯糊,鈦酸酯偶聯(lián)劑的效果不僅在于可以降低其剛配合好時(shí)的粘度,而且還可以使配合料的粘度保持幾乎不變(圖5.8),此外,還具有使發(fā)泡體的微孔細(xì)小均勻的效果。  
                        聚烯烴或硬質(zhì)聚氯乙烯通常以粉末狀態(tài)加工的,因此宜采用預(yù)先用鈦酸酯處理的填料,而聚氯乙烯糊乃是液體與粉料的混合物,故可能存在如下4種加料順序: 
                        ①(聚氯乙烯+增塑劑+穩(wěn)定劑+填料)+偶聯(lián)劑; 
                        ②(填料+偶聯(lián)劑)+(聚氯乙烯+增塑劑+穩(wěn)定劑);  
                        ③{[(增塑劑+偶聯(lián)劑)+填料]+穩(wěn)定劑}+聚氯乙烯; 
                        ④(增塑劑+偶聯(lián)劑)+(填料+聚氯乙烯+穩(wěn)定劑)。  
                        其結(jié)果,當(dāng)然也各不相同,按使粘度降低的效果大小排列,其順序?yàn)棰郏劲埽劲冢劲?。其原因估?jì)是,在加料順序不當(dāng)時(shí),可能有一部分偶聯(lián)劑會消耗于穩(wěn)定劑上,因此,把偶聯(lián)劑預(yù)先稀釋到增塑劑中,有利于對填料的大面積包覆。 
                        (三)環(huán)氧樹脂  
                        對于以環(huán)氧樹脂為代表的熱固性樹脂采用鈦酸酯也能收到降低配合料的粘度,實(shí)現(xiàn)高填充化的效果。如圖5.9所示,采用鈦酸酯偶聯(lián)劑41B,可以使CaCO3 填充量比采用未處理填料時(shí)提高30~40%。而且,鈦酸酯對環(huán)氧樹脂的固化不僅沒有延遲作用,反而能降低其固化時(shí)可能達(dá)到的***高放熱溫度,對提高成型品的尺寸穩(wěn)定性有利。 
                          
                        (四)聚氨酯樹脂  
                        有報(bào)告提到,鈦酸酯偶聯(lián)劑對于聚氨酯的補(bǔ)強(qiáng)型反應(yīng)性注壓成型(R—RIM)有效。鈦酸酯是異氰酸酯與聚醚型聚醇反應(yīng)的有效催化劑,其活性與鈦酸酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān),即取代其的吸電子性越大,活性就越低,順序如下:氨烷氧基>配位型>酰基型>二月桂酸二丁基錫>焦磷酸酯≈正磷酸酯。  
                        對于R—RIM法來講,配合物的粘度是一個(gè)很重要的問題,一般說來,粘度不能超過7500厘泊,當(dāng)填料的用量(一般是玻璃纖維)在聚醇的40%以下時(shí),不用偶聯(lián)劑處理填料,也具有良好的工藝性,再要增加填充劑用量,就得使用偶聯(lián)劑,它可以使配合料的粘度降低15~25%。 
                        (五)工程塑料  
                        近年來工程塑料的應(yīng)用越來越廣泛了,它們大多數(shù)是在樹脂中摻用無機(jī)填料的復(fù)合系統(tǒng),這時(shí),用鈦酸酯處理無機(jī)填料,可以改善材料的機(jī)械強(qiáng)度和潤滑性。圖5.10指出,在環(huán)氧樹脂體系中,摻用以鈦酸酯處理的鈦酸鉀晶須填料,可以改進(jìn)它的沖擊強(qiáng)度,而且效果優(yōu)于硅烷。圖5.11示出該種填料用于酚醛樹脂系統(tǒng)的效果,即可以使這種材料的摩擦系數(shù)降低。 
                          
                        (六)橡膠  
                        用鈦酸酯處理橡膠用無機(jī)填料,如碳酸鈣等,不僅可提高橡膠材料的力學(xué)性能而且膠料混煉及壓出容易,出片光滑并能節(jié)約能源。表5.2是在天然膠中使用以TTS處理的碳酸鈣所獲得的補(bǔ)強(qiáng)效果??梢钥闯觯幚矸椒▽ο鹉z的力學(xué)性能有一定影響,但不很明顯,似乎是預(yù)處理法效果***好。偶聯(lián)劑的用量以碳酸鈣計(jì),取1~1.5%重量就足夠了。 
                          
                          此外,在一些特種膠,如氟橡膠中,用鈦酸酯處理氫氧化鈣和一氧化鉛,都有助于促進(jìn)這些配合劑在膠料中的分散,加快其硫化速度;在聚硫膠中,以1~2% 26S鈦酸酯處理過氧化鉛,可以使它的用量從13重量份減少到2.5重量份,而且還可以改進(jìn)其抗撕強(qiáng)度。在硅橡膠中,使用鈦酸酯偶聯(lián)劑(特別是含磷的品種)可以實(shí)現(xiàn)細(xì)粒子白炭黑(如HiSill 233)與粗粒子白炭黑(如Novacite)的并用,不但不導(dǎo)致膠料粘度升高,而且可使抗撕強(qiáng)度明顯提高。在室溫硫化的硅橡膠(RTV)中,填充以0.3~0.4% 38S或1% 138S處理的粒徑5微米的碳酸鈣可以顯著改善膠料的流變性能和硫化膠的物理性能。  
                        由表5.3可見,在熱塑性橡膠中借助于TTS就可以填充高達(dá)50重量份的碳酸鈣,并使抗張強(qiáng)度提高三分之一,定伸強(qiáng)度、伸長和長久變形保持不變。 
                          
                        (七)涂料  
                        涂料通常是由粘結(jié)料、顏料、展色劑等主要成分組成的,它的行為比較復(fù)雜。一般說來,偶聯(lián)劑在涂料中能產(chǎn)生如下一些效果: 
                        ① 促進(jìn)顏料的分散; 
                        ② 可降低醇酸樹脂、蜜***樹脂之類涂料的烘烤溫度; 
                        ③ 改善觸變性; 
                        ④ 減少溶劑量或?qū)崿F(xiàn)粉末涂敷; 
                        ⑤ 改進(jìn)水基涂料的密著性; 
                        ⑥ 改進(jìn)耐腐蝕性。  
                        圖5.12和5.13分別示出在鈦白粉-丙烯酸酯體系炭黑-醇酸樹脂體系中使用鈦酸酯偶聯(lián)劑的效果??梢钥闯觯褂?a href='http://www.tcdmen.cn/index.php?case=archive&act=list&catid=29' target='_blank'>鈦酸酯偶聯(lián)劑可以降低展色劑中粘結(jié)料的含量,使之接近于臨界顏料體積的濃度,這是十分符合涂料工業(yè)部門的愿望的,這點(diǎn)在涂料的配方加工中用處很大。  
                          
                        前面已經(jīng)提到,在各種樹脂中,鈦酸酯偶聯(lián)劑所能發(fā)揮的***大效果是使粘度降低,這一點(diǎn)在涂料中,就表現(xiàn)為配合料的屈伏值降低,因而可大大節(jié)省溶劑用量,以環(huán)氧樹脂類溶劑型涂料為例,可節(jié)省溶劑約60%。 
                        以水為媒介體的水基涂料,由于無公害,近年來發(fā)展很快,但其對基材的密著性不及溶劑型涂料,此缺點(diǎn)可用鈦酸酯偶聯(lián)劑來予以改進(jìn),即把螯合型的238S與三乙醇***反應(yīng),使生成加成鹽,就可以作為水溶性添加劑應(yīng)用于水基涂料,此種涂料可作建筑物的外裝飾涂料用。見(表5.4和5.5) 
                          
                          
                        (八)其他  
                        鈦酸酯還可用于如下一些領(lǐng)域:  
                        ① 電子部門(與金屬的復(fù)合化、磁頭、磁帶等);  
                        ② 汽車行業(yè)(降低重量、絕熱、隔音等用途); 
                        ③ 土木建筑(膠粘劑、阻燃劑、密封劑等); 
                        ④ 磁性材料——磁性橡膠和磁性塑料; 
                        ⑤ 各種無機(jī)填料的表面處理劑。 
                          總之,利用鈦酸酯偶聯(lián)劑,可以實(shí)現(xiàn)高比重填料的多量填充,并提高粘接效果,因而在電子部門用于制造磁頭、磁帶、壓敏性導(dǎo)電橡膠均很有價(jià)值,已有不少zl****作過報(bào)道。 
                        電氣產(chǎn)品的殼體,通常有不少是用聚丙烯注塑的,難以達(dá)到目前要求越來越嚴(yán)格的耐燃等級標(biāo)準(zhǔn)。在采用溴阻燃劑與氧化銻的前提下,借助于鈦酸酯偶聯(lián)劑的作用,摻加硫酸鋇、硅酸鋯或硫酸鈣等,就可以把原來只能達(dá)到UL-94V-2等級的聚丙烯材料提高到V-O級(表5.6,5.7)。當(dāng)鈦酸酯用量以填料計(jì)為1~3%時(shí),成型品具有足夠的撓曲性。 
                        各填料阻燃效果依次如下:  
                        硫酸鈣>硅酸鋯>硅酸鋇>硅酸鋁≈二氧化硅≈滑石粉≈云母>碳酸鈣 
                        鈦酸酯的效果依次為:  
                        46B≥38S>12>TTS 
                        表5.6 鈦酸酯偶聯(lián)劑的添加量與無機(jī)填料的阻燃效果
                        
                            
                                
                                    | 
                                     填 料 
                                     | 
                                    
                                     TTS用量  
                                    (%) 
                                     | 
                                    
                                     柔 曲 性 
                                     | 
                                    
                                     UD-94 
                                     | 
                                 
                                
                                    | 
                                     0.125英寸 
                                     | 
                                    
                                     0.0625 英寸 
                                     | 
                                 
                                
                                    | 
                                     硫酸鋇 
                                     | 
                                    
                                     0 
                                    0.5 
                                    1.0 
                                    3.0 
                                     | 
                                    
                                     柔曲  
                                    稍許撕裂  
                                    柔曲  
                                    柔曲 
                                     | 
                                    
                                     V-2 
                                    V-2 
                                    V-0 
                                    V-2 
                                     | 
                                    
                                     V-2 
                                    V-2 
                                    V-2 
                                    V-2 
                                     | 
                                 
                                
                                    | 
                                     硅酸鋯 
                                     | 
                                    
                                     0 
                                    0.5 
                                    1.0 
                                    3.0 
                                     | 
                                    
                                     柔曲  
                                    撕裂  
                                    很輕微撕裂  
                                    很輕微撕裂 
                                     | 
                                    
                                     V-2 
                                    V-0 
                                    V-0 
                                    V-0 
                                     | 
                                    
                                     V-2 
                                    V-2 
                                    V-0 
                                    V-0 
                                     | 
                                 
                                
                                    | 
                                     硅酸鈣 
                                     | 
                                    
                                     0 
                                    0.5 
                                    1.0 
                                    3.0 
                                     | 
                                    
                                     柔曲  
                                    柔曲  
                                    柔曲  
                                    十分柔曲 
                                     | 
                                    
                                     燃燒  
                                    V-0 
                                    V-0 
                                    V-0 
                                     | 
                                    
                                     V-2 
                                    V-2 
                                    V-0 
                                    V-0 
                                     | 
                                 
                            
                         
                        注:試驗(yàn)配合 聚丙烯58% ; 
                        十溴二苯醚22% ;  
                        三氧化二銻6% ;填料14%  
                         
                        表5.7 鈦酸酯偶聯(lián)劑的品種與無機(jī)填料的阻燃效果
                        
                            
                                
                                    | 
                                     填 料 
                                     | 
                                    
                                     鈦酸酯 
                                     | 
                                    
                                     柔曲性 
                                     | 
                                    
                                     UL-94 
                                     | 
                                 
                                
                                    | 
                                     0.125英寸 
                                     | 
                                    
                                     0.0625英寸 
                                     | 
                                 
                                
                                    | 
                                     硫酸鋇 
                                     | 
                                    
                                     TTS 
                                    12 
                                    38S 
                                    46B 
                                     | 
                                    
                                     柔 曲  
                                    柔 曲  
                                    十分柔曲  
                                    十分柔曲 
                                     | 
                                    
                                     V-2 
                                    V-1 
                                    V-0 
                                    V-0 
                                     | 
                                    
                                     V-2 
                                    V-2 
                                    V-0 
                                    V-0 
                                     | 
                                 
                                
                                    | 
                                     硅酸鋯 
                                     | 
                                    
                                     TTS 
                                    12 
                                    38S 
                                    46B 
                                     | 
                                    
                                     很輕微撕裂  
                                    柔 曲  
                                    柔 曲  
                                    很柔曲 
                                     | 
                                    
                                     V-0 
                                    V-0 
                                    V-0 
                                    V-0 
                                     | 
                                    
                                     V-0 
                                    V-2 
                                    V-0 
                                    V-0 
                                     | 
                                 
                                
                                    | 
                                     硅酸鈣 
                                     | 
                                    
                                     TTS 
                                    12 
                                    38S 
                                    46B 
                                     | 
                                    
                                     很柔曲  
                                    柔 曲  
                                    很柔曲  
                                    很柔曲 
                                     | 
                                    
                                     V-0 
                                    V-0 
                                    V-0 
                                    V-0 
                                     | 
                                    
                                     V-0 
                                    V-0 
                                    V-0 
                                    V-0 
                                     | 
                                 
                            
                         
                         |