鋁酸酯偶聯(lián)劑

理化性質(zhì)偶聯(lián)劑性能特點主要用途使用方法

中文名稱	鋁酸酯偶聯(lián)劑
中文同義詞	鋁酸酯偶聯(lián)劑
英文名稱	Aluminate coupling agent
英文同義詞
CAS號
分子式	AlO2-
分子量	58.980338
EINECS號
相關(guān)類別	催化劑及助劑;偶聯(lián)劑
Mol文件	Mol File
結(jié)構(gòu)式

鋁酸酯偶聯(lián)劑 性質(zhì)

鋁酸酯偶聯(lián)劑 用途與合成方法

理化性質(zhì)

鋁酸酯偶聯(lián)劑是福建師范大學(xué)在二十世紀(jì)八十年代末研制出來的新型偶聯(lián)劑，由于它呈蠟狀固體，顏色呈淺白色，應(yīng)用方便、價格低廉，受到廣大用戶的歡迎，目前是填充改性塑料中應(yīng)用最廣泛的偶聯(lián)劑品種之一。
鋁酸酯偶聯(lián)劑的外觀為白色或淡黃色蠟狀固體，熔融溫度70～80℃，降黏幅度≥ 98.0%，熱分解溫度270℃。
鋁酸酯偶聯(lián)劑的化學(xué)通式為：(RO)x-AL(-Dn)-(OCOR′)m，式中，Dn代表配位基團，如N、O等;RO—為與無機粉體表面活潑質(zhì)子或官能團作用的基團;COR′為與高聚物基料作用的基團。

圖1為鋁酸酯偶聯(lián)劑分子的空間結(jié)構(gòu)示意圖。

偶聯(lián)劑

偶聯(lián)劑又名黏結(jié)促進劑，是一類在分子中既有能與無機材料起物理或化學(xué)作用的基團，又有能與聚合物起物理或化學(xué)作用的基團的化合物。由于它同時能與無機物及聚合物起作用，故可以在無機材料與高分子合成材料的界面上搭起“分子橋”，使它們緊密地結(jié)合，達到增強的目的，所以稱為偶聯(lián)劑。
在塑料加工中，偶聯(lián)劑主要用來改善粉末填料或增加纖維 (特別是玻璃纖維) 與塑料的結(jié)合，提高塑料制品的強度及使用壽命，并改善其加工性能與物理性能。此外，它還是復(fù)合推進劑 (可以看作是一種含大量非補強填料的復(fù)合材料) 的一個重要的組成部分。
目前，市場上提供的偶聯(lián)劑主要有硅烷、鋁酸酯、鈦酸酯等品種。硅烷偶聯(lián)劑與鈦酸酯偶聯(lián)劑可以并用，并常有相乘效果，硅烷-鈦酸酯復(fù)配型偶聯(lián)劑是今后發(fā)展的新的產(chǎn)品。由于硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑大多數(shù)產(chǎn)品為液體狀，這給在高混機中加入帶來麻煩，這些產(chǎn)品的顏色也會影響填充改性母料，所以，鋁酸酯偶聯(lián)劑和固體蠟狀呈淺白色的新型復(fù)合偶聯(lián)劑，由于固體蠟狀材料易計量添加，使用方便，色澤淺白，已受到碳酸鈣等無機粉體改性材料生產(chǎn)廠家的青睞。
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性能特點

鋁酸酯偶聯(lián)劑的性能特點分為以下幾點。
①與其他偶聯(lián)劑 (如鈦酸酯、硼酸酯等) 相比，經(jīng)鋁酸酯偶聯(lián)劑活化改性處理后的無機粉體，除質(zhì)量穩(wěn)定外，還具有色淺、無毒、味小及對PVC的協(xié)同熱穩(wěn)定性和潤滑性好等特點，適用范圍廣，無需稀釋劑，使用方便，價格低廉。
②經(jīng)鋁酸酯偶聯(lián)劑活化改性處理的各種無機粉體，因其表面發(fā)生化學(xué)或物理作用生成一有機分子層，由親水性變成親油性。實踐證明，無機粉體表面經(jīng)鋁酸酯偶聯(lián)劑改性后用于復(fù)合制品中，偶聯(lián)劑的親無機端與親有機端能分別與無機填料表面和有機樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或形成纏結(jié)結(jié)構(gòu)，增強了無機粉體與有機樹脂的界面相容性，所以用鋁酸酯偶聯(lián)劑改性，不僅可以改善無機粉體填充的塑料制品加工性能，而且也可以明顯改善制品的物理力學(xué)性能，使產(chǎn)品吸水率降低，吸油量減少，填料分散均勻。對于一些填充量較低的塑料制品，一般可大幅度增加填料用量 (比原填充量增加一倍或一倍以上)，改善加工性能 (熔體黏度下降，對模具磨損減少)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，因而是企業(yè)提高經(jīng)濟效益的重要方法。

圖2為鋁酸酯偶聯(lián)劑與無機粉體表面的作用機理
③在生產(chǎn)顏料、油墨的研磨顏 (填) 料工序中，可直接加入鋁酸酯偶聯(lián)劑，可起到改善顏 (填) 料的分散性，縮短研磨時間，提高細度、亮度和降低黏度的明顯效果。

主要用途

鋁酸酯偶聯(lián)劑具有與無機粉體表面反應(yīng)活性大、色淺、無毒、味小、熱分解溫度較高、使用時無須稀釋以及包裝運輸和使用方便等特點。研究中還發(fā)現(xiàn)在PVC填充體系中鋁酸酯偶聯(lián)劑有很好的熱穩(wěn)定協(xié)同效應(yīng)和一定的潤濕增塑效果。因此鋁酸酯偶聯(lián)劑廣泛應(yīng)用于各種無機填料、顏料及阻燃劑，如重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、碳酸鎂、磷酸鈣、硫酸鋇、硫酸鈣、滑石粉、石棉粉、鈦白粉、氧化鋅、氧化鋁、氧化鎂、鐵紅、鉻黃、炭黑、白炭黑、立德粉、云母粉、高嶺石、膨潤土、煉鋁紅泥、葉蠟石粉、海泡石粉、硅灰石粉、粉煤灰、玻璃粉、玻纖、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻、聚磷酸銨、偏硼酸鋅等的表面改性處理。 經(jīng)改性后的填料、阻燃劑、顏料，可適用于塑料、橡膠、涂料、油墨、層壓制品和黏結(jié)劑等復(fù)合制品。
鋁酸酯偶聯(lián)劑對許多無機填料/有機物分散體系有明顯的降黏作用，其效果可與相應(yīng)的鈦酸酯偶聯(lián)劑相比。

圖3為用鋁酸酯偶聯(lián)劑改性處理后各種無機填料、顏料的黏度

使用方法

鋁酸酯偶聯(lián)劑的用量一般為復(fù)合制品中填料質(zhì)量的0.3%～1.0%。對于注射或擠出成型的塑料硬制品，用量為填料質(zhì)量的1.0%左右。其他工藝成型的制品、軟制品及發(fā)泡制品，用量為填料質(zhì)量的0.3%～0.5%。超細和高比表面積的填料，如氫氧化鋁、氫氧化鎂、白炭黑可用1.0%～2.0%。
使用時可采用填料預(yù)處理法或直接加入法。
(1)填料預(yù)處理法。先將填料預(yù)熱至110℃左右，然后加入捏碎后的鋁酸酯偶聯(lián)劑，用高速加熱混合機或其他表面改性設(shè)備進行表面化學(xué)包覆改性。經(jīng)鋁酸酯偶聯(lián)劑表面處理過的填料和普通填料一樣，可以直接用于聚氯乙烯和橡膠制品。但用于與聚乙烯、聚丙烯、ABS和PS等粒狀樹脂原料復(fù)合時，最好預(yù)先制成母料。
(2)直接加入法。若物料總含水量低于0.5%，可直接在高速捏合時加入鋁酸酯偶聯(lián)劑。加入方法同上，但加料順序以填料、偶聯(lián)劑和少量增塑劑先加為好，熱拌3min后，再加入其他組分，然后再進行捏合。此法適用于各種聚氯乙烯軟硬塑料制品。

用途 

用于塑料、橡膠中填料的活化改性

安全信息

MSDS信息

鋁酸酯偶聯(lián)劑 上下游產(chǎn)品信息

上游原料

異丙醇硬脂酸鋁異丙醇鋁