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钛酸酯偶联剂机理

钛酸酯偶联剂机理
钛酸酯偶联剂机理

钛酸酯偶联剂的作用机理

根据分子结构和填充剂表面的偶联机理,钛酸酯偶联剂一般分为以下四种基本类型:

1.单烷氧基型

该类偶联剂特别适合于不含游离水,只含有化学键合水或物理键合水的干燥填料体系,如碳酸钙、水合氧化铝等。典型品种为三异硬脂酰基钛酸酯(TTs)。也是目前应用最为广泛的一种钛酸酯偶联剂,其偶联机理如下:

2.单烷氧基焦磷酸酯基型

该类偶联剂适合于含湿量较高的填料体系,如陶土、滑石粉等。在这些体系中,除单烷氧基与填料表面的羟基反应形成偶联外,焦磷酸酯基还可以分解形成磷酸酯基,结合一部分水,其偶联机理如下:

3.鳌合型

该类偶联剂适用于高温填料和含水聚合物体系,如湿法二氧化硅、陶土、滑石粉、硅酸铝、水处理玻璃纤维、炭黑等,在高温体系中,一般的单烷氧基型钛酸酯由于水解稳定性较差,偶联效果不高,而鳌合型钛酸酯具有极好的水解稳定性,适用于在高温下使用。根据鳌合环的不同,这类偶联剂可分为两种基本类型:鳌合100型—鳌合基为氧代乙酰氧基;鳌合200型—鳌合基为二氧乙撑基,它们与填料表面的反应如下:

4.配位体型

该偶联剂是为了避免四价钛酸铝在某些体系中的副反应而研制的,这些反应包括:在聚酯中的酯交换反应;在环氧中与羟基的反应;在聚氨酯中与聚醇或异氰酸酯的反应等。该类偶联剂适用于许多填充体系,其偶联机理与单烷基钛酸酯类似

【doc】钛酸酯、硅酸酯偶联剂的合成

【doc】钛酸酯、硅酸酯偶联剂的合成钛酸酯、硅酸酯偶联剂的合成 第22卷第3期 2004年9月 胶体与聚合物 ChineseJournalofColloid&polymer VO1.22NO.3 Sep.2004 钛酸酯,硅酸酯偶联剂的合成. 张刚申王世敏严微 (湖北大学化学与材料科学学院武汉430062) 摘要合成了几种硅酸酯和钛酸酯偶联剂,研究了温度对焦磷酸二异辛酯合成的影 响,用红外光谱和 钛,硅含量测定表征了产品. 关键词合成;温度;红外光谱;偶联剂 偶联剂也称为表面处理剂,它能通过化学的或物理的作用把有机聚合物和无机物连结起来. 常用的偶联剂有钛酸酯和硅酸酯(也称硅烷)两类.硅酸酯偶联剂在改善复合材料强度和耐热性方面较为突出,钛酸酯偶联剂能赋予复合体系较好的综合性能,使材料在加工温度下有良好的流 使用温度下有高的强度和韧性,能明显增加动性, 无机填料在有机聚合物中的填充量,具有很高的工业价值Ll].为此本文合成了几种硅酸酯和钛酸酯偶联剂,并对其合成条件,组成与结构进行了研究,以期寻找良好的工业用偶联剂.

1实验部分 1.1原材料与测试仪器 苯,乙二醇,正硅酸乙酯,钛酸四正丁酯均为 AR级试剂;五氧化二磷,乳酸,异辛 醇均为CR级试剂;PE(One)型红外光谱仪(KBr压片). 1.2合成方法 1.2.1焦磷酸二异辛酯的合成L7]在三口瓶(带干燥管的回流管,搅拌器,滴液 漏斗)中加入 1000ml苯和100g五氧化二磷,搅拌,冰水浴冷却 5,10min;加入220ml 异辛醇,加热回流,1.5h后停止回流;减压蒸馏,得到无色黏稠状液体. 1.2.2焦磷酸型钛酸酯的合成向加有钛酸四正丁酯13.73g的三口瓶(带干燥管的回流管,搅 拌器,滴液漏斗)中滴加45g焦磷酸二异辛酯,反应放热;滴加完毕,加热至9O?,搅动,恒温反应 ? 收稿日期:2004—02—10 1.5h;减压蒸馏,抽出反应副产物正丁醇,得到棕褐色黏稠状液体,编号为1#. 1.2.3螯合型钛酸酯的合成在室温搅拌下,依次将32.25g(0.1mo1)的焦磷酸二异辛酯和9g (0.1mo1)乳酸滴加到34.64g(0.1mo1)钛酸正丁酯中,反应放热;滴加完毕,再将32.25g(O.1mo1) 的焦磷酸二异辛酯滴加到反应混合液中;缓慢加热到90C,恒温反应1.5h,减压蒸馏,抽出反应副产物正丁醇,得到红棕色黏稠状液体,编号为2#. 用6.2g(0.1mo1)乙二醇代替乳酸,进行试验,得到黄红色黏稠状液体,编号为3#. 1.2.4焦磷酸型硅酸酯的合成室温搅拌下,将 0.2mol焦磷酸二异辛酯滴加到 0.1mol正硅酸乙酯中;滴加完毕,加热回流1.5h;减压蒸馏,抽出 反应副产物乙醇,得到乳白色固状物二取代正硅酸乙酯,编号4#.调整焦磷酸二异辛酯和正硅酸乙酯的比例,同样实验可制得一取代正硅酸乙酯, 为无色透明液状物,编号5#. 1.3钛,硅含量的测定一

钛酸酯偶联剂简述

钛酸酯偶联剂是70年代后期由美国肯利奇石油化学公司开发的一种偶联剂。对于热塑型聚合物和干燥的填料,有良好的偶联效果;这类偶联剂可用通式:ROO(4-n)Ti(OX-R’Y)n (n=2,3)表示;其中RO-是可水解的短链烷氧基,能与无机物表面羟基起反应,从而达到化学偶联的目的;OX-可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等,这些基团很重要,决定钛酸酯所具有的特殊功能,如磺酸基赋予有机物一定的触变性;焦磷酰氧基有阻燃,防锈,和增强粘接的性能。 概述 亚磷酰氧基可提供抗氧、耐燃性能等,因此通过OX-的选择,可以使钛酸酯兼具偶联和其他特殊性能;R’-是长碳键烷烃基,它比较柔软,能和有机聚合物进行弯曲缠结,使有机物和无机物的相容性得到改善,提高材料的抗冲击强度;Y是羟基、氨基、环氧基或含双键的基团等,这些基团连接在钛酸酯分子的末端,可以与有机物进行化学反应而结合在一起。应用在塑料行业,可使填料得到活化处理,从而提高填充量,减少树脂用量,降低制品成本,同时改善加工性能,增加了制品光泽,提高了质量。 应用 应用在橡胶行业,对填料改性可起补强作用,可减少橡胶用量和防老剂用量,提高制品耐磨强度和抗老化能力,其光泽也得到显著提高。 应用在涂料行业,可增大颜料填料量,分散性能提高,具有防沉效果,可防发花,漆膜强度得到提高,色泽鲜艳,还具有催干特性,对烘漆还可以降低烘烤温度和缩短烘烤时间。 应用在颜料行业,可使颜料分散性得到显著改善。可缩短研磨分散时间、使制品色泽鲜艳。 应用在造纸行业,使碳酸钙或滑石粉分散性得到提高,流失损耗大为减少,并提高其填充量,增强纸张强度,改善纸张印刷性能等。 应用在油田行业,可提高压裂液的成胶性能,耐热温度及井下深度和渗透性能,对提高石油采收率效果显著。 应用在磁材料工业,使磁粉分散性得到显著改善,与带基或载体的亲和性增强,从而提高了其充填量,使磁密度增大,磁信号得到显著提高。 总之,由于钛的特殊结构,因而有多种独特的功能。目前世界各国都在积极开展钛的应用研究,钛是在地壳中分布量占第四位的金属元素,我国储量丰富。我国除在开展钛合金研究外,还有钛化学。仅研究有机钛偶联剂的就有近20家科研单位和大专院校。开展有机钛化合物的研制与应用是当前国际上的发展方向,其应用范围是广阔的,效果是显著的,这对我国化学工业的发展以及提高贵厂的产品质量,降低成本,提高效益,均有重要意义。

钛酸酯偶联剂系列

钛酸酯偶联剂系列 异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯 一、化学名: 异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯 二、英文名: Isopropyl dioleic(dioctylphosphate) titanate 三、CAS 编号: 61417-49-0 四、分子式: C55H111O9Ti 五、结构 式: 六、分子量: 七、物化性质: 本品为无毒无腐蚀性液体,外观为酒红色粘稠液体。组成复合型单烷氧基类钛酸酯技术指标密度≥0.950 g/c;粘度90±15%m/s;折光率N ±:闪点(开口)≥65℃; PH值±分解温度>240℃(与填料处理后分解温度300℃以上)。UP-101与弱极性材料兼容性好,因此适用于非极性或弱极性聚合物,如:PE、PP等,以提高复合材料的机械强度及其它性能。可溶于有机溶剂(如:异丙醇、二甲苯、甲苯、DOP、矿物油),遇水水解。 八、用途: 本品主要用于处理碳酸钙、滑石粉等无机填料,改善无机填料与树脂的兼容性,从而改善非极性或弱极性聚合物,如:PE、PP等复合材料制品的机械性能、加工性能,可提高复合材料的热稳定性,实现高填充。用本品处理过的无机填料用于涂料中,可降低体系粘度、提高无机填料填充量。用于磁记录材料和橡塑磁性材料,磁粉经它处理后,可改善其在基材上的分散以及对 聚合物的粘合,使磁记录材料有较好的流动性、可涂性、高剪切强度、不易脱落,且韧性好。九、注意事项:填料预处理后,若出料存放,应注意散热(搅拌热)以免填料受热性能下降。本品非螯合型,不可与水接触,否则失效。但填料中游离水份无影响。 十、包装: 25KG或200KG塑料桶装。 十一、贮存: 密封储存于阴凉、干燥通风处,避光、隔热。 异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯 英文名:Isopropyl tri(dioctylphosphate) titanate CAS 编号:65345-34-8 分子式:C51H109O13P3Ti 结构式: 分子量:

钛酸酯偶联剂配方组成,钛酸酯偶联剂生产工艺

钛酸酯偶联剂配方成分分析,生产工艺及技术应用 导读:本文详细介绍了钛酸酯偶联剂的研究背景,偶联机理,使用方法等,如需更详细资料,可咨询我们的技术工程师。 禾川化学引进国外配方破译技术,专业从事钛酸酯偶联剂成分分析、配方还原、配方开发,为偶联剂相关企业提供整套技术解决方案一站式服务; 一、背景 钛酸酯偶联剂是近十年来迅速发展并广泛应用于许多生产领域的一类新颖化工助剂,常见钛酸酯偶联剂有单烷氧基脂肪酸型、磷酸酯型、螯合型和配位体型四类;钛酸酯偶联剂的应用为高分子合成材料的无机填充开辟了新的途径,用钛酸酯偶联剂处理过的无机物是亲水和亲有机物的,它广泛应用于聚烯烃类树脂和合成橡胶等高分子材料中;将钛酸酯偶联剂加入聚合物中可提高材料的冲击强度,填料添加量可达50%以上,且不会发生相分离。用钛酸酯类偶联剂活化的炭黑、SiO2、CaCO3、金属氧化物添加到热塑性塑料和橡胶中,可降低体系粘度,改善韧性和机械性能。 禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验,经过多年的技术积累,可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库,彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题,利用其八大服务优势,最终实现企业产品性能改进及新产品研发。 样品分析检测流程:样品确认—物理表征前处理—大型仪器分析—工程师解谱—分析结果验证—后续技术服务。有任何配方技术难题,可即刻联系禾川化学技术团队,我们将为企业提供一站式配方技术解决方案!

二、钛酸酯偶联剂 2.1钛酸酯偶联剂偶联机理 钛酸酯偶联剂是由亲水和疏水两种基团组成,通过化学反应和无机颜料、填料表面进行偶联结合并和高分子基料进行交联, 把两种不同性质的物质结合起来, 起桥梁作用, 故亦称为一种“架桥剂”, 它一端亲无机, 另一端亲有机, 在无机填料和有机树脂之间架起一座桥梁。无机填料经过偶联剂处理后, 表面与偶联剂亲无机一端的化学键作用而达到有机包覆, 紧密地把无机颜料、填料和有机高分子材料连接起来, 充分发挥每个钛酸酯分子的作用, 增加了和有机高分子基料的相容性,降低界面的自由能, 从而有利于粉体聚集体被有机高分子基料所润湿和分散 2.2钛酸酯偶联剂使用方法 1)混合法:就是把聚合物、填料或颜料及其它助剂和偶联剂直接混合,此法比较简便,不用增加设备和改变原加工工艺,缺点是分散不够理想, 因其它助剂与偶联剂会有竞争反应。 2)预处理法:先把填料或颜料用偶联剂进行预处理, 然后再和聚合物及其它助剂进行加工混合。此法有许多优点,特别适用于聚合物组份比较复杂或加工温度比较高的某些工程塑料, 可以防止不必要的副反应发生。 a.干混合法:为了使少量钛酸酯偶联剂能够比较均匀地包覆在颜料、填料表面,一般加入少量稀释剂, 和偶联剂的用量比在1:1 的情况下,就能够使少量的钛酸酯均匀分布在填料表面, 不用稀释剂就不能均匀的包复好填料,此稀释剂可采用原工艺配方中的溶剂、润滑剂。如在塑料工业可选用白油(液体石蜡),在橡胶工业选用机油,在涂料工业选用溶剂油或异丙醇等, 其处理设备,一般选用高速捏合机,

涂料油墨助剂硅烷偶联剂钛酸酯偶联剂

涂料油墨助剂硅烷偶联剂钛酸酯偶联剂 偶联剂是一种可以把两种不同性质的物质通过化学或物理作用结合起来的一种改善型助剂,在复合材料中应用较为广泛。偶联剂的亲无机基团与填料表面结合,亲有机基团与高分子树脂缠结或反应,利用其特有的分子桥性能使表面性质相差很大的无机填料与高分子材料相容,从而大大提高复合材料的物理性能、电性能、热性能、光性能等。生产中常用的几类偶联剂按其中心原子的不同,主要分为硅烷类、钛酸酯类、铝酸酯类等。硅烷偶联剂是由硅氯仿(HSiCI3)和带有反应性基团的不饱和烯烃在铂氨酸催化下加成,再经醇解而得。 1、偶联剂应用机理: 偶联剂和表面活性剂的区别: 在涂料制造过程中,需要将属于亲水的极性物质颜、填料分散到属于疏水的非极性物质有机基料中去。为了增加无机物与有机高分子之间的亲合性,一般要用偶联剂或其它表面活性剂等处理无机物的表面,使它由亲水变为疏水性,从而促进无机物和有机物之间的界面结合。 偶联剂和表面活性剂在分子结构和应用性能方面有些相似,但也有差别。二者都是由亲水和疏水两种基团组成。表面活性剂通过分子中亲水基团定向吸附在无机颜、填料表面形成单分子层,这是一种物理吸附现象,从而提高颜填料在基料中的分散性和润湿性,因此仅是物理吸附,所以表面活性剂有迁移现象影响光泽,外观和附着力。偶联剂是通过化学反应和无机颜填料表面进行偶联结合并和高分子基料进行交联,把两种不同性质的物质结合起来,起桥梁作用,从结合强度,提高颜、填料在基料中的分散程序以及降低界面自由能的幅度,偶联剂都大大胜过表面活性剂。 硅烷偶联剂由于其特殊的的结构组成,被成功用于黏结促进剂、表面处理剂已经几十年了现在硅烷偶联剂已经逐渐成为涂料、油墨系统中不可缺少的组成份。无论是作为添加剂或单独涂层底漆,都会赋予涂料、油墨绝佳的性能。硅烷偶联剂是拥有双官能基团的分子结构,可用通式表示为Y(CH2)nSiX3,其中Y表示烷基、苯基以及乙烯基、环氧基、氨基、巯基等有机官能团,常与涂料基体树脂中的有机官能团发生化学结合;X表示氯基、甲氧基、乙氧基等,这些基团易水解成硅醇而与无机物质(玻璃、硅石、金属、粘土等)表面的氧化物或羟基反应,生成稳定的硅氧键。因此,通过硅烷偶联剂偶联剂,可在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”,把两种性质完全不同的材料连接在一起。硅醇官能团和硅烷偶联剂的有机官能团的反应基团可以决定硅烷偶联剂在涂料体系中起什么作用。 硅烷偶联剂在涂料和油墨中的作用:(1)提高涂层附着力。(2)提高涂层的耐久性。(3)提高涂层的耐候性。(4)提高涂层的坚韧性。(5)显著降低填料和颜料的分散粘度,提高颜料分散性 硅烷偶联剂在底漆中的的应用

钛酸酯偶联剂TC

主要成份: 焦磷酸型单烷氧基类钛酸酯,类似美国KR-38S。是一种颜料、填料的表面活性剂,具有优良的分散效果和对有机与无机的偶联作用。具有优良的分散效果和阻燃功效. 技术指标: 外观: 近无色至微黄粘稠液体。 密度: (GB4472-84) D25 1.050 g/cm3 粘度: (GB265-70) 25 400±15% mm2/s 闪点: (开口)≥70℃。 折光率: ND25 约1.461 PH值: (试纸)2左右 适用范围: 轻、重质碳酸钙、陶土、硅灰石、滑石、粘土、金属氧化物等填料、颜料。 聚烯轻体系;天然胶、合成胶体系;醇酸、丙烯酸体系。 填充母料、增强母料、阻燃母料、橡胶母料。 特点:

1. 可增加树脂,橡胶加工中的填料量; 2. 可提高制品抗阻燃,改进强度; 3. 颜料易研磨,工效高,挤出流动性好; 4. 可处理橡塑混合填料; 5. 可用于浅色,白色制品,色泽更鲜艳。 用途: 提高填料在树脂或橡胶中的用量,提高酞菁类颜料在有机相中的分散及防沉,降低无机物在有机物中体系的粘度,提高有机聚合物对金属、玻璃等无机材料的粘结性,具有阻燃、防沉效果、可替代磷酸二氢铵。可提高涂料的耐水性。 产品本身耐水性较TTS类好,可用于含湿量较高的填充体系,经处理的陶土、高岭土可在橡胶填充中替代部份炭黑。 用量: 为颜料或填料总量的0.5-2.0%,推荐用量为1.0%,最佳使用量请实验确定. 用法: 经稀释剂稀释后喷洒于高速搅拌状态下的颜料或填料中,续搅5-15分钟,然后投入其它配方,再按原工艺进行. 稀释剂---异丙醇、液体石腊、溶剂油等。 塑料业 用液体石蜡1:1稀释喷洒于高速捏和机中的填料,续搅5-15分钟(视效果)然后投入树脂及其它助剂按原工艺进行.

钛酸酯偶联剂地分类及作用机理

钛酸酯偶联剂地分类及作用机理

摘要:简述了钛酸酯偶联剂地分类及作用机理,并列举了其在涂料中作分散剂、防沉剂、贮存稳定剂及水性涂料用助剂等多种用途。简介了其用法与用量。 关键词:钛酸酯、偶联剂、涂料 0引言 钛酸酯偶联剂是最早由美国肯利奇石油化学公司于20世纪70年代开发的一类新型偶联剂,广泛应用于涂料、橡胶、塑料、油墨、粘合剂。我国于20世纪80年代开始研制钛酸酯偶联剂,但多年来,在应用方面缺乏深入研究,特别是在涂料方面的应用研究则更少。随着我国加入WTO,竞争加剧,对产品质量提出了更高的要求。近几年,部分厂家针对各种不同的领域,制备了满足不同要求的钛酸酯偶联剂。其中用于涂料和油墨的偶联剂具有提高分散性、防沉、增强附着力、阻燃、防锈等多方面功能,而且在针对某一性能提高的同时还会使其它性能相应增强。钛酸酯偶联剂的制备具有很高地灵活性,与相应的其助剂相比,性价比优,对提高涂料档次,促进涂料工业发展具有重要意义。 1钛酸酯偶联剂的结构、分类和机理 1.1 结构 钛酸酯偶联剂的结构可以用如下通式表示: 1.2 分类 钛酸酯偶联剂因与中心元素钛相结合的亲水性基团以及亲油性基团的不同而异,总的说来,按其化学结构可分为3类: 第一类,单烷氧基类:含有异丙氧基的产品,这类产品耐水性差,主要适用于干燥的颜、填料的处理表面处理,在溶剂型涂料中使用的代表化学式如下:

第二类,螯合型:含有氧乙酸螯合基或乙二醇螯合基的产品,这类产品耐水性好,适用于高含水量颜、填料的处理,或在水性涂料中直接使用,代表产品化学式如下: 第三类,配位型:是一种在通常的四烷基钛酸酯上附加了亚磷酸酯从而在改进耐水性的同时,又能产生含磷化合物的功能性产品。代表性产品化学式如下: 1.3 钦酸酯偶联剂的偶联机理 钛酸酯偶联剂的作用应归结于它对界面的影响,即它能在无机填料和有机聚合物之间形成化学桥键,这种偶联剂的特点是能在填料表面形成单分子层而不会形成多分子层,并且由于其本身的化学结构特点,使钛酸酯偶联剂具有表面改性效果,当有过量偶联剂存在时会导致复合材料体系粘度降低,其聚合物的三官能性能通过酯基转移反应而形成交联。 1.3.1 单烷氧基钛酸酯的偶联机理 单烷氧基钛酸酯的偶联机理如图1 所示,一般认为只有一个异丙氧基是与无机物偶联的水解基团,因此可以在无机颜、填料的表面形成单分子层。 图 1 单烷氧基钛酸酯偶联机理 1.3.2 螯合型系列二官能度羟基羧酸的偶联机理 螯合型系列二官能度羟基羧酸的偶联机理如图2所示。

钛酸酯偶联剂在涂料中的应用

钛酸酯偶联剂在涂料中的应用 朱冠生(常州亚邦亚宇助剂有限公司,213024) 夏范武(中化建常州涂料化工研究院,213016) https://www.wendangku.net/doc/e78359820.html,/index-xslw2.htm 摘要:简述了钛酸酯偶联剂地分类及作用机理,并列举了其在涂料中作分散剂、防沉剂、贮存稳定剂及水 性涂料用助剂等多种用途。简介了其用法与用量。 关键词:钛酸酯、偶联剂、涂料 0引言 钛酸酯偶联剂是最早由美国肯利奇石油化学公司于20世纪70年代开发的一类新型偶联剂,广泛应用于涂料、橡胶、塑料、油墨、粘合剂。我国于20世纪80年代开始研制钛酸酯偶联剂,但多年来,在应用方面缺乏深入研究,特别是在涂料方面的应用研究则更少。随着我国加入WTO,竞争加剧,对产品质量提出了更高的要求。近几年,部分厂家针对各种不同的领域,制备了满足不同要求的钛酸酯偶联剂。其中用于涂料和油墨的偶联剂具有提高分散性、防沉、增强附着力、阻燃、防锈等多方面功能,而且在针对某一性能提高的同时还会使其它性能相应增强。钛酸酯偶联剂的制备具有很高地灵活性,与相应的其助剂相比,性价比优,对提高涂料档次,促进涂料工业发展具有重要意义。 1钛酸酯偶联剂的结构、分类和机理 1.1结构 钛酸酯偶联剂的结构可以用如下 通式表示: 1.2分类 钛酸酯偶联剂因与中心元素钛相 结合的亲水性基团以及亲油性基 团的不同而异,总的说来,按其 化学结构可分为3类: 第一类,单烷氧基类:含有异丙 氧基的产品,这类产品耐水性差, 主要适用于干燥的颜、填料的处

理表面处理,在溶剂型涂料中 使用的代表化学式如下: 第二类,螯合型:含有氧乙酸 螯合基或乙二醇螯合基的产 品,这类产品耐水性好,适用 于高含水量颜、填料的处理, 或在水性涂料中直接使用,代 表产品化学式如下: 第三类,配位型:是一种在通常的四烷基钛酸酯上附加了亚磷酸酯从而在改进耐水性的同时,又能产生含磷化合物的功能性产品。代表性产品化学式如下: 1.3钦酸酯偶联剂的偶联机理 钛酸酯偶联剂的作用应归结于它对界面的影响,即它能在无机填料和有机聚合物之间形成化学桥键,这种偶联剂的特点是能在填料表面形成单分子层而不会形成多分子层,并且由于其本身的化学结构特点,使钛酸酯偶联剂具有表面改性效果,当有过量偶联剂存在时会导致复合材料体系粘度降低,其聚合物的三官能性能通过酯基转移反应而形成交联。 1.3.1单烷氧基钛 酸酯的偶联机理 单烷氧基钛酸酯的偶 联机理如图1 所示,一 般认为只有一个异丙 氧基是与无机物偶联 的水解基团,因此可以 在无机颜、填料的表面形 成单分子层。 图 1 单烷氧基钛酸 酯偶联机理 1.3.2 螯合型系列二官能度羟基羧酸的偶联机理 螯合型系列二官能度羟基羧酸的偶联机理如图2所示。

钛酸酯偶联剂地分类及作用机理

摘要:简述了钛酸酯偶联剂地分类及作用机理,并列举了其在涂料中作分散剂、防沉剂、贮存稳定剂及水性涂料用助剂等多种用途。简介了其用法与用量。 关键词:钛酸酯、偶联剂、涂料 0引言 钛酸酯偶联剂是最早由美国肯利奇石油化学公司于20世纪70年代开发的一类新型偶联剂,广泛应用于涂料、橡胶、塑料、油墨、粘合剂。我国于20世纪80年代开始研制钛酸酯偶联剂,但多年来,在应用方面缺乏深入研究,特别是在涂料方面的应用研究则更少。随着我国加入WTO,竞争加剧,对产品质量提出了更高的要求。近几年,部分厂家针对各种不同的领域,制备了满足不同要求的钛酸酯偶联剂。其中用于涂料和油墨的偶联剂具有提高分散性、防沉、增强附着力、阻燃、防锈等多方面功能,而且在针对某一性能提高的同时还会使其它性能相应增强。钛酸酯偶联剂的制备具有很高地灵活性,与相应的其助剂相比,性价比优,对提高涂料档次,促进涂料工业发展具有重要意义。 1钛酸酯偶联剂的结构、分类和机理 1.1 结构 钛酸酯偶联剂的结构可以用如下通式表示: 1.2 分类 钛酸酯偶联剂因与中心元素钛相结合的亲水性基团以及亲油性基团的不同而异,总的说来,按其化学结构可分为3类: 第一类,单烷氧基类:含有异丙氧基的产品,这类产品耐水性差,主要适用于干燥的颜、填料的处理表面处理,在溶剂型涂料中使用的代表化学式如下:

第二类,螯合型:含有氧乙酸螯合基或乙二醇螯合基的产品,这类产品耐水性好,适用于高含水量颜、填料的处理,或在水性涂料中直接使用,代表产品化学式如下: 第三类,配位型:是一种在通常的四烷基钛酸酯上附加了亚磷酸酯从而在改进耐水性的同时,又能产生含磷化合物的功能性产品。代表性产品化学式如下: 1.3 钦酸酯偶联剂的偶联机理 钛酸酯偶联剂的作用应归结于它对界面的影响,即它能在无机填料和有机聚合物之间形成化学桥键,这种偶联剂的特点是能在填料表面形成单分子层而不会形成多分子层,并且由于其本身的化学结构特点,使钛酸酯偶联剂具有表面改性效果,当有过量偶联剂存在时会导致复合材料体系粘度降低,其聚合物的三官能性能通过酯基转移反应而形成交联。 1.3.1 单烷氧基钛酸酯的偶联机理 单烷氧基钛酸酯的偶联机理如图1 所示,一般认为只有一个异丙氧基是与无机物偶联的水解基团,因此可以在无机颜、填料的表面形成单分子层。 图 1 单烷氧基钛酸酯偶联机理 1.3.2 螯合型系列二官能度羟基羧酸的偶联机理 螯合型系列二官能度羟基羧酸的偶联机理如图2所示。

钛酸酯偶联剂的使用方法

在选用偶联剂之前,应首先测定所用填充剂的含湿性,根据含湿状态和前述各类钛酸酯的特性决定具体品种,干燥填充剂宜用单烷氧基型,潮湿填充剂可选螯合型或单烷氧基焦磷酸型。 在选用偶联剂时还应考虑聚合物的熔点,结晶度、分子量、极性、芳香性、脂脚性、共聚结构等,对于热固性聚合物还要考虑到其固化温度和固化机理。 填充剂的形状、比表面、湿含量、酸碱性、化学组成等都可影响偶联效果。一般粗粒子填充剂偶联效果不及细粒子好但对超微细(如CaCO3≥2000目)填充剂效果则有相反现象。 偶联剂的用量,一般为处理物重量的%,推荐使用量为。其用量与效果并非是正比关系,量太多则偶联剂过剩反而使性能下降,(在塑料中使拉伸、抗冲击等指标下降,在涂料中,会使附着力大为降低等)量太少,则因包复不完全,效果不显著。所以在应用时要试验出最佳用量,做到既经济又有效。 由于钛酸酯偶联剂用量少,为使其发挥应有的效果,必须使它在填料(或颜料等处理物)中均匀地分散,否则,达不到偶联效果。 使用方法: 1、混合法:就是把聚合物、填料或颜料及其它助剂和偶联剂直接混合,此法比较简便,不要增加设备和改变原加工工艺,缺点是分散不够理想,因其它助剂与偶联剂有竞争反应。 2、预处理法:先把填料或颜料用偶联剂进行预处理,然后再和聚合物及其它助剂进行加工混合。此法有许多优点,特别适用于聚合物组份比较复杂或加工温度比较高的某些工程塑料,可以防止不必要的副反应发生,偶联剂和填料进行预处理后其分解点就大为提高。 本法又可以分为: ①干混合法:为了使少量钛酸酯均匀地包复在颜、填料表面,一般加入少量稀释剂,和偶联剂的用量比在1比1的情况下,就能够使少量的钛酸酯均匀分布在填料表面,不用稀释剂就不能均匀的包复好填料,此稀释剂可采用原工艺配方中的溶剂、润滑剂。如在塑料工业可选用白油(液体石蜡),在橡胶工业选用机油,在涂料工业选用200#溶剂油或异丙醇等,其处理设备,一般选用高速捏合机,即填料在高速搅拌下,雾状喷入经稀释后的偶联剂,然后续搅拌5--15分钟(视搅拌器效果),然后按原工艺进行或出料备用(注意冷却,否则容易引起局部过热使填料变色而且填充性能下降)。 ②湿混合法:单烷氧基型、配位型等偶联剂可以用溶剂油、石油醚、苯醇等溶剂进行稀释使颜料浸泡其中,然后用加热或减压等方法除去溶剂,对于可溶于水的螯合型则用水稀释浸泡,然后去水份。此法偶联比较完全,但在工业生产中耗费太大,经济上不合算

钛酸酯偶联剂市场报告

钛酸酯偶联剂 是70年代后期由美国肯利奇石油化学公司开发的一种偶联剂。对于热塑型聚合物和干燥的填料,有良好的偶联效果;这类偶联剂可用通式:ROO(4-n)Ti(OX-R’Y)n (n=2,3)表示;其中RO-是可水解的短链烷氧基,能与无机物表面羟基起反应,从而达到化学偶联的目的;O X-可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等,这些基团很重要,决定钛酸酯所具有的特殊功能,如磺酸基赋予有机物一定的触变性;焦磷酰氧基有阻燃,防锈,和增强粘接的性能;亚磷酰氧基可提供抗氧、耐燃性能等,因此通过OX-的选择,可以使钛酸酯兼具偶联和其他特殊性能;R’-是长碳键烷烃基,它比较柔软,能和有机聚合物进行弯曲缠结,使有机物和无机物的相容性得到改善,提高材料的抗冲击强度;Y是羟基、氨基、环氧基或含双键的基团等,这些基团连接在钛酸酯分子的末端,可以与有机物进行化学反应而结合在一起。应用在塑料行业,可使填料得到活化处理,从而提高填充量,减少树脂用量,降低制品成本,同时改善加工性能,增加了制品光泽,提高了质量。 1.应用 应用在橡胶行业,对填料改性可起补强作用,可减少橡胶用量和防老剂用量,提高制品耐磨强度和抗老化能力,其光泽也得到显著提高。 应用在涂料行业,可增大颜料填料量,分散性能提高,具有防沉效果,可防发花,漆膜强度得到提高,色泽鲜艳,还具有催干特性,对烘漆还可以降低烘烤温度和缩短烘烤时间。 应用在颜料行业,可使颜料分散性得到显著改善。可缩短研磨分散时间、使制品色泽鲜艳。 应用在造纸行业,使碳酸钙或滑石粉分散性得到提高,流失损耗大为减少,并提高其填充量,增强纸张强度,改善纸张印刷性能等。 应用在油田行业,可提高压裂液的成胶性能,耐热温度及井下深度和渗透性能,对提高石油采收率效果显著。 应用在磁材料工业,使磁粉分散性得到显著改善,与带基或载体的亲和性增强,从而提高了其充填量,使磁密度增大,磁信号得到显著提高。 总之,由于钛的特殊结构,因而有多种独特的功能。目前世界各国都在积极开展钛的应用研究,钛是在地壳中分布量占第四位的金属元素,我国储量丰富。我国除在开展钛合金研究外,还有钛化学。仅研究有机钛偶联剂的就有近20家科研单位和大专院校。开展有机钛化合物的研制与应用是当前国际上的发展方向,其应用范围是广阔的,效果是显著的,这对我国化学工业的发展以及提高贵厂的产品质量,降低成本,提高效益,均有重要意义。[编辑本段]【作用机理与特点】 四价元素是最好的分子建筑者,例如四价钛碳---构成了生命的基础。同样钛化学表明,四价钛可以使化学家们合成出各种分子类型的钛酸酯作为偶联剂,它们除了能为不同的填充剂和聚合物体系提供良好的偶联作用外,还显示其它各种功能。钛酸酯偶联剂的分子可以划分为六个功能区,它们在偶联机制中分别发挥各自的作用。六个功能区(见左上图所示):

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