高性能碳酸钙超分散偶联剂SP-1082与传统分散剂或偶联剂的区别
碳酸钙广泛用于PVC产品中。由于碳酸钙是亲水性无机粉末,因此与PVC的相容性差。目前,通常用常规的偶联试剂如硬脂酸,钛酸盐或铝酸盐处理,以改善碳酸钙的疏水亲油性并改善PVC制品的机械性能。
I.传统偶联代理
传统的偶联代理主要分为三类,其典型结构如下:
硬脂酸处理活性碳酸钙(CaCO3)近100年,主要利用硬脂酸和CaCO3的末端羧基(-COOH)产生酸碱吸附,硬脂酸亲油链段-C17H35 烷烃基被吸附在CaCO3颗粒表面,从而改变CaCO3的疏水性和亲油性。但是,它有以下缺点:
硬脂酸羧基(-COOH)吸附CaCO3颗粒的锚固力非常弱,高温,高熔体粘度,高剪切力和其他塑料添加剂在塑料加工过程中的溶解能力很容易解吸或解吸现象。
无机粉末(-C17H35)烷烃基的亲油链段是非极性的,具有极性或中极性聚合物,如PVC,ABS,尼龙(PA),聚碳酸酯(PC),聚酯等。不好。因此,CaCO3和基质聚合物的界面态和润湿性差,导致塑料的加工性和机械性能显着降低。
亲油链段(-C17H35)在活化的CaCO3颗粒表面烷烃基,因为活化的CaCO3颗粒表面结构完全相同,链间分散力,范德华力,偶极力等使得CaCO3粒子更倾向于自己。缩聚反应在高分子聚合物中形成CaCO 3颗粒的聚集而不易分散,尤其是纳米碳酸钙。
钛酸酯偶联剂活化碳酸钙(CaCO3),机理:CaCO3颗粒表面的羟基(-OH)和钛酸异丙基酯偶联剂产生异异丙醇的化学反应,从而化学连接亲油基团它与CaCO3颗粒的表面结合,得到疏水亲脂活性碳酸钙。与硬脂酸处理相比,其优点如下:
钛酸酯偶联剂与碳酸钙化学键合,在高温下的塑料加工中不易解吸;
可以引入诸如酯键,磷酸酯键,硫醇键或环氧键的官能团;
它在PVC产品中优于硬脂酸。
钛酸酯偶联剂缺点:
大多数钛酸盐不能被水分解并且使用起来不方便;亲脂基团的分子量太小,通常是亲油基团的分子量
热稳定性直接决定阻燃剂在加工温度下的性能。若热稳定性差,如某些含氮阻燃剂在高温加工时易分解,不仅降低阻燃效果,分解产物还可能影响基体材料性能,限制加工温度范围,使加工工艺窗口变窄。
团聚现象:许多阻燃剂以粉末形式添加,其颗粒间存在较强的范德华力和静电引力,容易相互吸引团聚。例如,纳米级的氢氧化镁、氢氧化铝阻燃剂,因其粒径小、比表面积大,团聚倾向更为显著。这会导致在基体材料中无法均匀分散,形成局部浓度过高或过低的情况,影响材料整体的阻燃性能。
形成隔离保护层:硅酮系阻燃剂在高温燃烧时粘度比高分子材料小,会产生相分离,在高分子材料受热燃烧时的表面形成硅酮富集层。燃烧时生成硅酮特有的 - Si-O - 和 - Si-C - 键的无机隔氧绝热保护层和阻燃碳化层,可阻止燃烧分解产物外溢,抑制高分子材料分解。