Корзина

Сейчас у компании нерабочее время. Заказы и сообщения будут обработаны с 09:00 ближайшего рабочего дня (сегодня)

Силоксан – специальная химия и силиконовые материалы для промышленности
+380 (50) 312-71-73
+380 (68) 312-71-73

Силаны, праймеры, промоторы адгезии

Органофункциональные силаны - мономерные кремнийорганические соединения формулы RnSiX4-n, где R - органическая функциональная группа, X - гидролизуемая группа (чаще алкоксильная, но также ацетоксильная или кетоксимная - в зависимости от класса). Молекула силана одновременно реагирует с неорганической поверхностью через силанольные связи и с органической матрицей через группу R, создавая ковалентный мостик на границе раздела фаз. В группу входят адгезионные промоторы и сшиватели для полимерных систем, а также реагенты для силилирования в органическом синтезе.

Основные классы по типу функциональной группы:

  • Аминосиланы (Силанил 919/АГМ-9 (тот же 3-аминопропилтриэтоксисилан продаётся и как GENIOSIL GF 93), 138, 176) - для эпоксидных, фенольных, полиуретановых и акриловых систем, грунтов по металлу и обработки стекловолокна и минеральных наполнителей; сюда же относятся аминосилановые отвердители АДЭ-3 и АГМ-3 для кремнийорганических и органических смол; Силанил 176 с двумя атомами азота особенно активен с эпоксидами;
  • Эпоксисиланы (Силанил 258, 3-глицидоксипропилтриметоксисилан) - для гидроксильных поверхностей, однокомпонентных клеёв и покрытий по алюминию, в сочетании с аминосиланами дают синергетический эффект;
  • Винилсиланы (Силанил 106, 276 (он же GENIOSIL XL 10 - используется ещё и как водопоглотитель следовой влаги в силан-сшиваемых композициях), 780 (он же GENIOSIL GF 56)) - для влагосшивки кабельных полиэтиленов (PE-Xb), модификации ПВХ и обработки стекловолокна в полиэфирных стеклопластиках; Силанил 106 с метоксиэтоксигруппами лучше растворим в воде;
  • Метакрилоксисиланы (Силанил 250) - для акриловых и ненасыщенных полиэфирных смол, стеклопластиков и стоматологических композитов как связующее звено с минеральными наполнителями;
  • Алкилсиланы и силановые олигомеры (Силанил 118, 203, Si28/TEOS, Si40) - для гидрофобизации камня, кирпича и бетона, золь-гель синтеза диоксида кремния и связующих в цинк-силикатных и этилсиликатных покрытиях (Si40 - этилполисиликат с содержанием SiO2 около 40%);
  • Сшивающие агенты для RTV-силиконов - ацетоксисиланы (МТАС, ETAS, смесь MTAS+PTAS 30:70) выделяют уксусную кислоту и быстро отверждают ацетатные RTV-1, а кетоксимсиланы (MOS, VOS) нейтральны и предпочтительны для чувствительных субстратов - алюминия, зеркал, электронных компонентов.

Гексаметилдисилазан (HMDS) стоит особняком как реагент силилирования гидроксильных и карбоксильных групп в органическом синтезе, дериватизации проб для ГХ-МС и обработке пластин в полупроводниковой промышленности.

Силоксан-силановые праймеры WACKER - растворы реактивных силоксанов и силанов в органическом растворителе для предварительной обработки металла, стекла, керамики и полимерных субстратов: PRIMER G 790 и его бестолуольная версия G 790 Toluene Free предназначены для аддитивных (платинакатализируемых) RTV-2 и LSR-систем, а ELASTOSIL AUX G 3243 - для пероксидной вулканизации твёрдых силиконовых резин HCR/HTV (ELASTOSIL R); под стандартные однокомпонентные RTV-1-герметики подбирают другие марки праймеров, уточняя по TDS.

При выборе учитывают целевую функцию (адгезионный промотор, сшиватель, внешний донор, реагент силилирования), тип матрицы и субстрата, совместимость уходящей группы X с процессом (ацетатная, нейтральная, алкоксильная система) и требования к токсичности и ЛОС; подбор для RTV-рецептур и каталитических систем уточняется по TDS.

Как подобрать силан-промотор адгезии для конкретной системы полимер-наполнитель? Выбор определяется совместимостью функциональной группы R с матрицей: аминосиланы (Силанил 919, 138, 176) - для эпоксидных и полиуретановых систем; эпоксисиланы (Силанил 258) - для гидроксилсодержащих поверхностей и эпоксидных покрытий; метакрилоксисиланы (Силанил 250) - для акриловых и ненасыщенных полиэфирных смол; винилсиланы (Силанил 106, 276, 780) - для полиолефинов, ПВХ и перекисной вулканизации. Для связывания с неорганической поверхностью (стекло, большинство металлов, минеральные наполнители) нужны поверхностные OH-группы - они реагируют без дополнительной подготовки. Для встраивания в полимерную матрицу силан подбирают под механизм полимеризации: винил- и метакрилоксисиланы работают через радикальную сополимеризацию, эпокси- и аминосиланы - через раскрытие цикла или присоединение; плазменная или коронная активация применяется отдельно - для прямого склеивания полимерных подложек без силана, а не как подготовка под силановую обработку. Концентрация 0,3-1% к наполнителю - ориентировочный диапазон для обработки стекловолокна, уточняется по TDS конкретного силана.

Чем отличаются ацетоксисиланы, кетоксимсиланы и алкоксисиланы как сшиватели RTV-1? Ацетоксисиланы (МТАС, ETAS, смесь MTAS+PTAS) реагируют с влагой воздуха быстро, выделяя уксусную кислоту с характерным запахом - используются в ацетатных RTV-системах, не рекомендуются для коррозионно-чувствительных металлов и электроники. Кетоксимсиланы (MOS, VOS) нейтральны при отверждении, запах минимален, не вызывают коррозии - предпочтительны для нейтральных RTV-систем на чувствительных субстратах: алюминии, зеркалах, электронных компонентах. Алкоксисиланы гидролизуются медленнее всего, выделяя этанол или метанол; применяются там, где важны большое открытое время и отсутствие ограничений по скорости отверждения.

Как правильно вводить алкоксисиланы в водные системы и почему нельзя добавлять воду прямо в силан? Алкоксисиланы гидролизуются с образованием силанолов Si-OH, которые затем конденсируют между собой и с гидроксилами субстрата. Правильный порядок - силан в воду, а не наоборот: при добавлении воды в концентрированный силан локальная концентрация образующихся силанолов резко возрастает, что смещает равновесие в сторону межмолекулярной конденсации и приводит к необратимому гелеобразованию или выпадению хлопьев - для аминосиланов эта реакция протекает особенно бурно и экзотермично за счёт самокатализа аминогруппой, для нейтральных винил-, метакрилокси-, алкил- и эпоксисиланов гидролиз на границе раздела фаз идёт медленнее, но тот же принцип разбавления сохраняется. Правильная последовательность: разбавить силан в небольшом количестве изопропанола (5-10% от массы силана), затем ввести в воду с pH 4-5 при перемешивании - кислая среда замедляет конденсацию и стабилизирует гидролизат. Рабочий раствор нейтральных силанов стабилен ориентировочно 4-12 часов в зависимости от температуры (как правило, в пределах одной рабочей смены) даже при оптимальном pH - использовать его желательно в этот срок; при нейтральном или щелочном pH конденсация резко ускоряется, и раствор теряет активность за 1-2 часа. Аминосиланы (Силанил 919, 138) самокатализируют гидролиз своей аминогруппой и могут использоваться в водном растворе без буферирования при концентрации до 1%.