тел. +7 (495) 741-02-85
г. Москва, 2-й проезд Перова Поля, дом 9

Информация

Если у Вас есть возможность поделиться с посетителями сайта информацией о применении силиконов, напишите нам об этом, и мы разместим Вашу статью или очерк на нашем сайте, сохранив Ваше авторское право!

Силаны — модификаторы пигментов и наполнителей


Общая формула силанов (RO)3Si(CH2)n—X, где RO — гидролизуемые группы, например метокси-, этокси-; X — амино-, метакрилокси-, глицидоксигруппы и др.

Механизм взаимодействия силанов с неорганической поверхностью заключается в том, что алкоксигруппы гидролизуются в водном или водно-спиртовом растворе с получением ОН-групп:

2Si(CH3O)3 + 3H3O --> R–CH2Si(OH)3 + 3CH3OH.

Образовавшиеся силанольные группы в свою очередь способны конденсироваться с гидроксильными группами на поверхности минеральных наполнителей и пигментов:

После конденсации с гидроксильными группами поверхности пигмента оставшиеся силанольные группы сохраняют способность к образованию водородных связей или конденсации друг с другом. Таким образом, благодаря сочетанию ковалентных и водородных связей силан модифицирует неорганическую поверхность, придавая ей свойства органофункциональной.

После обработки минеральные пигменты и наполнители приобретают новые свойства, в частности повышается диспергируемость в органических средах, гидрофобность. Кроме того, обработка поверхности пигмента позволяет повысить коэффициент наполнения полимеров и за счет химической связи наполнитель — силан — органическое связующее придать наполнителю дополнительные армирующие свойства. Применение модифицированных пигментов улучшает также физико-механические свойства полимерных покрытий.

Силаны – модификаторы, как правило, используют в виде водных и спиртовых растворов, водных эмульсий, а также в 100%ной форме. При этом различают два вида обработки:

  • предварительная обработка пигмента, которая состоит в интенсивном перемешивании с силаном или его раствором и последующей сушке;
  • введение силана при смешении пигмента с органическим пленкообразователем на различных стадиях технологического процесса.

Первый вариант обработки предпочтительней из-за лучшего распределения модификатора на поверхности пигмента, что позволяет снизить расход силана. Совместимость силанов с органическими пленкообразователями определяется природой входящей в их состав функциональной группы. В табл. 1 приведены несколько типичных примеров совместимости силанов-модификаторов производства компании Dow Corning® с различными пленкообразователями и полимерами.

Таблица 1

Силан     Функциональная группа Полимер
Z-6011
Z-6020
Аминная Полиуретановые и нитрильные каучуки, полиамиды, полиолефины, полиакрилаты, ПВХ, фенольные, меламиновые и эпоксидные смолы
Z-6028 Бензиламинная Эпоксидные смолы, полиолефины и другие типы полимеров
Z-6030 Метакриловая Полиолефины, полиэфиры, полиакрилаты, полистирол, каучуки
Z-6032 Винилбензиламинная Все термоотверждаемые и термопластичные полимеры
Z-6040 Эпоксидная Эпоксидные, полиуретановые, полиэфирные, полиамидные и другие смолы, ПБТ, полисульфиды
Z-6106 Эпоксимеламиновая Эпоксидные, полиуретановые, фенольные смолы, полиэфиры.
Z-6300 Винильная Каучуки, полиолефины, полистирол, полиакрилаты
Z-6920 Дисульфидная Резины
Z-6940 Тетрасульфидная Резины
Z-6070 Метильная Для гидрофобной обработки неорганических наполнителей
Z-6341 н-Октильная Для гидрофобной обработки неорганических наполнителей

В табл. 2 приведены физико-механические свойства пластифицированного ПВХ, наполненного полевым шпатом с различным размером частиц, модифицированным аминопропилтриэтоксисиланом, в табл. 3 — свойства эпоксидных композиций, наполненных новакулитом (Наполнители для полимерных композиций. Под ред. Каца Г.С. и Милевски Д.В., М.: Химия, 1981.). Таким образом, модификация поверхности пигментов и наполнителей силанами позволяет обеспечить их максимальную совместимость с пленкообразователями и приводит к значительному улучшению свойств материалов. Для достижения максимального эффекта от применения силанов необходимо подобрать оптимальную концентрацию модификатора, способ обработки поверхности и функциональность силана.

Использование аппретированных пигментов и наполнителей обеспечивает возможность производства более качественных ЛКМ и пластмасс, что немаловажно в условиях постоянно развивающегося рынка этих продуктов в России и жесткой конкуренции производителей.

Таблица 2

Таблица 3


« К списку статей