雙足矽烷是一係列粘合促進劑,其固有的水解穩定性比傳(chuan) 統矽烷高出約 10,000 倍。這些產(chan) 品對許多複合材料係統的基材粘合和機械強度具有重大影響——包括環氧樹脂、聚氨酯、環氧樹脂/聚氨酯混合物、聚硫化物、氰基丙烯酸酯和有機矽——可用於(yu) 水性、高固含量和光敏化學品。雙足矽烷是一種很有前途的材料,已經在塑料光學、多層印刷電路板以及黑色金屬和有色金屬的粘合底漆等多種應用中取得了商業(ye) 成功。由於(yu) 矽分子的性質,矽烷偶聯劑是一種用於(yu) 抵抗聚合物和基材之間因水侵入而劣化的材料。通過界麵的改性,矽烷偶聯劑不僅(jin) 提供耐水性,而且由於(yu) 樹脂和矽烷的互穿聚合物網絡,還可以增加界麵的強度。通常在矽烷表麵處理或“原位"應用中,常規矽烷中的烷氧基會(hui) 水解形成含矽烷醇的物質,它們(men) 具有高反應性並負責與(yu) 基材形成氫鍵。這些傳(chuan) 統的矽烷可以自縮合形成矽氧烷,從(cong) 而導致相分離或凝膠化。為(wei) 了提高水解穩定性,可以加入雙足矽烷來提高許多複合材料係統的保質期、基材粘合性和機械強度。
功能性雙足矽烷以及非功能性雙足矽烷與(yu) 功能性常規矽烷的組合對基材粘合具有顯著影響,並改善許多粘合劑體(ti) 係,特別是底漆和水浸應用。矽烷提供粘合力的基本步驟是與(yu) 基材形成-Si-OX鍵。如果基材是矽質的,則粘合耐久性由Si-O-Si的鍵解離決(jue) 定。根據方程 ≡Si-O-Si≡ + H 2 O ⇌ ≡Si-OH + ≡Si-OH,鍵解離平衡為(wei) ~10 -4。認識到底物羥基不受擴散影響,該因子更接近 10 -2。通過將鍵的數量增加三個(ge) ,解離平衡增加到~10 -6。理論上,這意味著通常在 1 個(ge) 月內(nei) 發生的解離鍵線失效會(hui) 增加到約 10,000 個(ge) 月。實際上,其他因素也會(hui) 影響失效,但二足矽烷顯然有可能在許多設備的使用壽命要求期間消除粘合失效。這種效果被認為(wei) 是界麵交聯密度增加和二足矽烷耐水解性的結果,據估計,其耐水解性比傳(chuan) 統偶聯劑高約 10,000 倍。與(yu) 隻能與(yu) 基材形成三個(ge) 鍵的傳(chuan) 統矽烷相比,二足矽烷能夠與(yu) 基材形成六個(ge) 鍵。不同的基材、條件、矽烷組合和應用都會(hui) 影響雙足矽烷的選擇。根據所需特性選擇矽烷混合物。例如,改進的濕粘附性、耐化學性、加工和/或塗層性能,例如改進的腐蝕保護。
許多常規偶聯劑經常與(yu) 10-40%的非官能二足矽烷組合使用,其中常規偶聯劑為(wei) 應用提供適當的官能度,而非官能二足矽烷提供增加的耐久性。在典型應用中,雙足材料,例如雙(三乙氧基甲矽烷基)乙烷(SIB1817.0) 以 1:5 至 1:10 的比例與(yu) 傳(chuan) 統偶聯劑結合。然後按照與(yu) 傳(chuan) 統矽烷偶聯劑相同的方法進行加工。添加非功能性雙足矽烷後,與(yu) 單獨使用傳(chuan) 統矽烷相比,塗層的耐久性得到了延長。