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TL系列铝锆偶联剂在湿法改性中的应用

    一﹑TL系列铝锆偶联剂性能简介

    TL系列偶联剂是含铝和锆元素的有机金属络合物的低聚物,其化学结构式为[AL2(OR1O)aCLb(OH)c]x[OC(R2)O]y[ZrCLd(OH)e]z其中:x﹑y﹑z=1~100;2a+b+c=4;d+e=2 -OR1O-是含双官能团的有机配位基,它赋予产品良好的羟基稳定性和水解稳定性;-OC(R2)O-为桥联配位基,赋予产品良好的有机亲合性或反应性,可以根据不同种类树脂的需要,设计合成为氨基﹑羧基﹑羟基﹑疏基﹑甲基丙烯酸基团等。以增加其与无机材料,金属或树脂的亲和力。分别适用于聚烯烃﹑聚脂﹑环氧树脂﹑尼龙﹑聚氨酯﹑合成橡胶等各种类型的聚合物和无机材料。

    二﹑TL系列铝锆偶联剂应用特点

    1﹑处理方法多样

    由于其既能溶于水,又能溶于有机溶剂,遇水不会分解失效,且在水中有很好的稳定性。因此,对填料的改性,既可以用湿法处理,也可以用干法处理。

    2﹑偶联反应快,偶联效果好。

    铝锆偶联剂在常温下即可与填料表面进行不可逆反应,从而达到改性目的;与其它偶联剂比,铝锆偶联剂具有更多的无机反应点,可增强与无机粉体表面的作用。

    3﹑适用范围广,处理效果好。

    根据分子中金属配比和有机配位基的不同,分别适用于无机物:碳酸钙﹑二氧化硅﹑陶土﹑水合氧化铝﹑二氧化钛﹑碳黑等。对有机物可适用于聚烯烃﹑聚苯乙烯﹑聚酯﹑环氧树脂﹑尼龙﹑丙烯酸酯类树脂﹑聚氨酯﹑天然和合成橡胶等聚合物;兼备硅烷偶联剂及钛酸酯偶联剂的优点。

    4﹑分解温度高

    TL偶联剂分子中无机特性部分比重高于其它类偶联剂,因而具有更高的分解温度(大于300℃),热稳定性好。

    三﹑TL系列铝锆偶联剂在湿法改性中的应用

    通过试验证明,TL系列偶联剂在以水或乙醇极性溶剂为浆料体系的降粘共功效非常明显。这说明其具有良好的水解稳定性。以CaCO3/水浆料(1:1)为例,加入0.4%的TL-4偶联剂,可使浆料粘度下降56%。这说明TL-4可使/粒子在浆料中具有更好的分散性,充分抑制粒子间的凝聚,保持粒子原生粒径。是一种理想的表面处理材料。

    我们还比较了用TL偶联剂对CaCO3进行湿法﹑干法处理的效果。结果表明:TL偶联剂在室温下瞬间就能与矿物质填料反应,使用方法十分简单,直接添加即可。

    同时,由于TL偶联剂使用低分子溶剂,溶剂挥发温度低,当改性温度在70℃以上或物料正常干燥条件下即可完全挥发,更有利于下一步应用。

    由于TL偶联剂无机组分比重在57.7%~75.4%之间,其对粉体表面处理的功效主要是:提高粉体分散性,降低微细粒子表面电荷性,使其保持原生粒子尺寸特性,同时具有一定有机性。根据偶联剂配位基选择不同,粉体表面呈现不同的有机特性,适用于不同的有机基料。

    对于粉体材料在某些应用领域需要具备更强有机疏水性的要求,可通过对粉体表面的二次改性,即随后补充添加一定量的其它有机改性剂(如脂肪酸或脂肪酸盐)可达到改性要求。如湿法处理CaCO3可先添加TL偶联剂0.5%~1%进行处理;如要提高CaCO3表面疏水性,再加入0.5%~1%硬脂酸皂补充改性即可。

    四﹑结束语

    通过对TL偶联剂湿法改性的应用研究表明,TL偶联剂是目前粉体湿法改性领域为数不多的偶联剂品种。它真正解决了偶联剂的水解稳定性和在水浆中的分散溶解性,使粉体湿法改性有了新的选择和更广阔的应用前景。TL铝锆系列偶联剂的出现,将使超细级﹑纳米级粉体表面处理更具多样性,应用前景更加广阔。