1067-53-4 / 乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)-硅烷

【概述】

乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)-硅烷，別名硅烷偶聯(lián)劑 A-172；是一種乙烯基硅烷，它的分子結(jié)構(gòu)中有一個(gè)含有不飽和雙鍵結(jié)構(gòu)的乙烯基官能團(tuán)和三個(gè)可水解的烷氧基——2-甲氧基乙氧基，這種雙重反應(yīng)活性使得它們可以通過與無機(jī)材料（玻璃、金屬、填料）和有機(jī)聚合物（熱固性樹脂、塑料、彈性體）的雙向化學(xué)反應(yīng)而提高兩者之間的結(jié)合、粘接和相容程度，進(jìn)而提高樹脂基復(fù)合材料的力學(xué)性能或提高樹脂涂層的粘接強(qiáng)度和耐水性等性能。在不同的應(yīng)用中，它們可用作偶聯(lián)劑、附著力促進(jìn)劑、交聯(lián)劑、顏填料的表面改性劑、有機(jī)硅改性接枝共聚單體等。

【理化性質(zhì)】

乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)-硅烷為無色透明液體，溶于有機(jī)溶劑。由于乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷結(jié)構(gòu)中β-甲氧基乙氧基本身的醚型結(jié)構(gòu)，使其在水中的溶解性好，沸點(diǎn)為285℃。分子量280.4。在攪拌下可溶于醇、酮、酯、醚、苯等常規(guī)有機(jī)溶劑，微溶于水（5%以內(nèi)），但會(huì)水解，水解物會(huì)自聚。

圖1為乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)-硅烷

圖2為乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)-硅烷

圖3為乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)-硅烷

【反應(yīng)特性】

乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)-硅烷當(dāng)作為偶聯(lián)劑使用時(shí)，硅烷偶聯(lián)劑A-172在有水存在的條件下，它的烷氧基會(huì)水解生成活潑的硅羥基，與此同時(shí)釋放出水解反應(yīng)副產(chǎn)物——2-甲氧基乙醇。此硅羥基會(huì)與各種無機(jī)材料（底材或顏填料）表面的羥基進(jìn)行縮合反應(yīng)而形成化學(xué)鍵合；而它們的乙烯基可在過氧化物引發(fā)的作用下與塑料、橡膠或樹脂上新引發(fā)的不飽和雙鍵進(jìn)行加成反應(yīng)從而接枝到聚合物的分子鏈上。通過上述的雙向反應(yīng)本產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了對(duì)無機(jī)填料（或基材）與有機(jī)聚合物材料之間的偶合、連接，從而改善兩者之間結(jié)合，提高無機(jī)填料的分散性和補(bǔ)強(qiáng)效果。

乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)-硅烷當(dāng)作為交聯(lián)劑使用時(shí)，聚烯烴等聚合物在熔融擠出的過程中在過氧化物的引發(fā)作用下產(chǎn)生部分反應(yīng)活潑的不飽和雙鍵，而硅烷偶聯(lián)劑A-172上的乙烯基則可以接枝與這些新生成的不飽和雙鍵發(fā)生加成反應(yīng)而接枝到聚合物的分子鏈上，而它們的三個(gè)烷氧基會(huì)在催化劑的作用下吸收水份（熱水浴、蒸汽浴或吸收空氣中的濕汽）發(fā)生水解、形成的硅羥基再彼此縮合，最終形成穩(wěn)定的硅酮結(jié)構(gòu)（Si-O-Si）從而起到交聯(lián)樹脂的作用，這在硅烷交聯(lián)聚乙烯(PEX-B)中有廣泛應(yīng)用。

乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)-硅烷當(dāng)作為共聚單體使用時(shí)，硅烷偶聯(lián)劑A-172可以在高溫、催化劑的作用下與含有不飽和雙鍵的聚合單體（如丙烯酸、甲基丙烯酸、醋酸乙烯、苯乙烯等）進(jìn)行共聚，從而賦予共聚物以濕氣固化和良好的粘接性和耐水性等。 若需制成硅烷偶聯(lián)劑A-172的水溶液，則需要用有機(jī)酸（如甲酸、乙酸等）作為催化劑，先將水的pH值調(diào)到3.5~4.5左右，再加入硅烷攪拌一段時(shí)間（至少30分鐘以上）直至硅烷完全溶解，溶液澄清透明。硅烷溶液的濃度不能高，最好在2%以內(nèi)。同時(shí)，它們的水解物不穩(wěn)定，建議在24小時(shí)以內(nèi)用完，溶液發(fā)霧就說明硅烷已部分自聚形成了硅烷的聚合體（硅酮）而失效。 在處理礦物填料時(shí)，礦物可以與硅烷在高速剪切下共混處理而不需添加任何溶劑。在處理過硅烷后，所處理的基材或礦物表面應(yīng)短暫在104～121℃下烘干以使硅醇完成縮聚，并除去甲氧基硅烷水解時(shí)形成的少量的甲醇或乙醇。

適宜于本產(chǎn)品的無機(jī)材質(zhì)包括玻璃、玻璃纖維、玻璃棉、礦物棉、云母、石英等硅質(zhì)材料和氫氧化鋁、氫氧化鎂、高嶺土、滑石粉、鋼鐵、鋅、鋁等金屬及其氧化物，但對(duì)碳酸鈣、石墨、碳黑、硫酸鋇等表面不含有羥基的填料基本沒有效果。 本產(chǎn)品適用的聚合物主要是一些過氧化物硫化的橡膠（如EPR、EMDP、硅橡膠、丁苯、天然等過氧化物硫化的橡膠）和過氧化物交聯(lián)的塑料（如PE）。

【性能】

1.乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)-硅烷通過接枝到聚合物主鏈從而改性聚乙烯和其它聚合物，令聚合物的側(cè)鏈帶有三甲氧基硅酯基，作為溫水交聯(lián)的活性點(diǎn)。

2.聚合物交聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)有：1）較好的最高使用溫度 2）降低里蠕變時(shí)聚合物分解3）提高耐化學(xué)品性4）優(yōu)異的抗壓力裂解性能5）提高耐磨性能 6）提高沖擊強(qiáng)度 7）記憶特性（收縮膜和管材）。

3.硅烷交聯(lián)比輻照交聯(lián)或過氧化物交聯(lián)優(yōu)勝的地方有：1）低設(shè)備投資2）低生產(chǎn)成本 3）高生產(chǎn)率 4）加工工藝的多樣性 5）適用于各種厚度、各種復(fù)雜形狀 6）較大的加工工藝寬容度（控制過早交聯(lián)） 7）適用于填充的復(fù)合材料 8）適用于所有密度的聚乙烯和共聚物

【用途】　

A-172是一種雙功能分子，它即可和無機(jī)填料反應(yīng)，也可和有機(jī)高分子反應(yīng)?？捎米鞫喾N礦物：氫氧化鋁、氫氧化鎂、高嶺土、二氧化硅等填充聚合物的粘合促進(jìn)劑，可提高其機(jī)械性能和電性能，特別是在暴露于濕氣后，效果更好。本品一旦與無機(jī)填料結(jié)合，就會(huì)使填料表面疏水化，這種效應(yīng)可提高填料和聚合物的相容性，從而使分散性更好，熔融粘度降低，填充塑料的加工更容易。

用本品對(duì)氫氧化鋁、氫氧化鎂、高嶺土、二氧化硅等超細(xì)粉體進(jìn)行改性，使表面積、表面能、表面活性很大吸附趨勢很強(qiáng)的超細(xì)粉末達(dá)到最佳改性效果，從根本上解決了超細(xì)粒子聚結(jié)現(xiàn)象和改性不充分，分散不均勻問題。改性氫氧化鋁、氫氧化鎂制成的活性無鹵阻燃劑被廣泛用于（艦船、飛機(jī)、礦井、地鐵、電站、輸帶等）電線電纜、電氣開關(guān)、工程塑料、裝飾材料、涂料及織物的阻燃。

乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)-硅烷在電線、電纜制造中，普遍使用本品處理交聯(lián)聚乙烯復(fù)合材料的填料【AL(OH)3、 Mg(OH)2、石英、二氧化鈦等】，以改善填料的物理性能和保護(hù)界面免受潮氣侵蝕?？梢栽黾犹盍戏蓊~，而且使抗拉強(qiáng)度增加一倍，介電常數(shù)增加十倍。

A-172還用于乙丙共聚物及乙丙二烯三元共聚物的高壓電纜配方中，用以處理滑石、石英、填料?？梢蕴岣唠娎|絕緣層的電性能和機(jī)械性能。具有縮短混煉時(shí)間，快速擠出，及改進(jìn)模具磨耗等優(yōu)點(diǎn)。鑒于本品綜合成本低和工藝性能良好的優(yōu)點(diǎn)，已被美國乙烯丙烯共聚物，乙烯、丙烯二烯類三元乙丙橡膠和交聯(lián)聚乙烯電線、電纜的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范所采用。

【應(yīng)用】

1、硅烷偶聯(lián)劑A-172可提高玻纖增強(qiáng)的或礦物填料填充的熱固性和熱塑性樹脂的機(jī)械和電氣性能，特別是那些通過活性自由基機(jī)理反應(yīng)固化的熱固性樹脂（如不飽和聚酯、聚氨酯和丙烯酸酯）、過氧化物硫化的橡膠（EPR、EPDM、硅橡膠等）和過氧化物交聯(lián)的熱塑性樹脂（包括聚烯烴和熱塑性聚氨酯等）。

2、用本品改性氫氧化鋁、氫氧化鎂生產(chǎn)的超細(xì)粉體活性無鹵阻燃劑，從根本上解決了超細(xì)粒子聚結(jié)現(xiàn)象和改性不充分、分散不均勻問題，使該低煙無鹵阻燃劑HFFR被廣泛用于電線電纜、工程塑料、裝飾材料、涂料及織物的阻燃，可提高其機(jī)械性能和電性能，特別是暴露于濕氣中效果更明顯。

3、本類產(chǎn)品可與醋酸乙烯、丙烯酸或甲基丙烯酸單體共聚，合成可室溫濕汽交聯(lián)固化的硅烷改性聚合物，該類聚合物廣泛應(yīng)用于涂料、膠粘劑和密封膠中，可提供優(yōu)異的粘接力、耐水性、耐腐蝕性、耐候性和耐劃傷性。與乳液或涂料聚合物中的單體進(jìn)行共聚和接枝，以生產(chǎn)室溫交聯(lián)的水性和溶劑型涂料如丙烯酸膠乳涂料，該類涂料具有良好的耐候性和耐化學(xué)腐蝕性。

4、本品可提高無機(jī)填料（如高嶺土、氫氧化鋁、氫氧化鎂等）填充的EPDM、硅橡膠、交聯(lián)聚乙烯及其他過氧化物交聯(lián)的聚合物或樹脂的電氣性能和機(jī)械強(qiáng)度，特別是在濕態(tài)下其效果更顯著，改善填料的分散性和補(bǔ)強(qiáng)性。

5、在電線電纜制造中，使用本品處理交聯(lián)聚乙烯中的填料（氫氧化鋁、氫氧化鎂、石英、二氧化鈦等）可以改善填料的物理性能和保護(hù)界面免受潮氣侵蝕；可增加填料的填充量，降低成本；并可使抗拉強(qiáng)度增加1倍，介電常數(shù)增加10倍。

6、本品還用于乙丙橡膠EPR和三元乙丙橡膠EPDM的高壓電纜配方中，用于處理滑石、石英等填料，可以提高電纜絕緣層的電性能和機(jī)械性能。并且可以縮短混煉時(shí)間，快速擠出，及改進(jìn)磨耗。鑒于本產(chǎn)品綜合成本低和工藝性能良好的優(yōu)點(diǎn)，已被美國乙丙橡膠EPR、三元乙丙橡膠EPDM和交聯(lián)聚乙烯XLPE電線、電纜的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范所采用。

【主要參考資料】

[1]https://www.gwolj.com/zhsh.asp?id=179585.

[2]https://blog.sina.com.cn/s/blog_15b2159120102wpp1.html.

[3]https://www.polymer.cn/PY13543/product_detail_54313.