南京耐高溫硅烷偶聯劑量大從優【能德新材料】

耐高溫硅烷偶聯劑在電子工藝中的應用

硅烷已成為半導體微電子工藝中使用的的特種氣體, 用于各種微電子薄膜制備, 包括單晶膜、微晶、多晶、氧化硅、氮化硅、金屬硅化物等。

硅烷的微電子應用還在向縱深發展: 低溫外延、選擇外延、異質外延。不僅用于硅器件和硅集成電路，也用于化合物半導體器件(碳化硅等)。在超晶格量子阱材料制備中也有應用。可以說現代幾乎所有先進的集成電路的生產線都需用到硅烷。（2）此產品提高填充白碳黑、玻璃、硅酸鹽和金屬氧化物的聚酯復合材料的干濕態機械強度。硅烷的純度對器件性能和成品率關系極大，更高的器件需要更高純度的硅烷(包括乙硅烷、丙硅烷)。

耐高溫硅烷偶聯劑在橡膠業的應用

20世紀70年代， 日本首先將熱硫化除有機硅彈性體乳液和酸乳液拼混使用外，近來開發的有機硅一酸共聚改性的硅丙建筑乳膠漆在高層次建筑涂料中極具競爭優勢和發展前景。為緊隨國際建筑涂料的先進水平，我國已經開發出超耐候、耐水性、耐污染、高光澤的有機硅一酸乳膠漆，主要滿足建筑外墻裝飾及戶外設備防護和裝飾用環保型防污涂料。該乳膠漆的基料是有機硅改性酸樹脂，配上可以與基料交聯固化的活性助劑，耐高溫硅烷偶聯劑使產品具有良好的貯存穩定性，涂覆后可在室溫下交聯固化，形成三維結構高分子。X中所帶的官能團容易和有機聚合物中的官能團，如OH、NH2、COOH等反應，從而使硅烷和有機聚合物連接。合成工藝示意圖見圖2。

(HTV)硅橡膠用于導電硅橡膠按鍵這一生產領域。在硅橡膠按鍵上印刷文字和符號主要的材料是有機硅涂料(或油墨)。因此以HTV硅橡膠、縮合型室溫硫化(RTV)硅橡膠和加成型液體硅橡膠為基料，配以填料、顏料、助劑和溶劑等制備的透明(清漆)或不透明的有色涂料(色漆)開始規模生產。硅烷之所以在高科技中被廣泛應用并且越來越重要,首先是與它的特性有關，同時耐高溫硅烷偶聯劑也與現代高技術的特殊需求有關。它們是繼硅樹脂涂料后又開發的一類新型有機硅涂料，耐高溫硅烷偶聯劑主要用作絕緣憎水涂層、耐燒蝕涂層、電子元器件內保護涂料、印刷、電子材料表面涂覆等，現在使用較廣的有瓷絕緣子防污閃涂料、各類按鍵涂料(或油墨)和電子器件的表面涂料等。

硅橡膠涂料分為導電油墨、絲網印刷油墨、移印油墨、噴涂和刷涂涂料、消光涂料和耐磨涂料等。

耐高溫硅烷偶聯劑表面改性設備的選擇

硅微粉表面改性設備的選擇，應根據其表面改性機理所確定的加工工藝為基準，選擇和配套無污染的表面改性設備。目前前國內的表面改性設備比較多，但是有些表 面改性設備沒有遵循硅微粉表面改性的機理及工藝要求等制造的，造成耐高溫硅烷偶聯劑表面改性的效果不好，因此要對購置的改性設備進行改造和配套后才能達到較好的效果。但另一個問題又出現了，涂料中的殘余活性基團如Si-OH、Si-OR在后期的大氣老化過程中會慢慢地發生交聯反應，從而也會使漆膜變脆導致開裂。

耐高溫硅烷偶聯劑表面改性設備的選擇是硅微粉表面改性至關重要的一個環節，在選擇表面改性設備時應考慮滿足以下幾點要求：

一是表面改性設備能將硅微粉在動態狀況下加熱并保溫，保溫時間能夠自動控制。

二是要有排氣裝置，可將表面改性前后脫除的水以蒸氣的方式排出，使硅烷偶聯劑與粉體產生縮合反應，達到形成共價鍵的效果。

三是保證硅微粉在表面改性機中處在高速動態的狀況下。

四是表面改性設備應滿足表面改性劑分加的要求。

五是為解決表面改性中產生的假團聚和硬團聚體，一定要進行有效的分級，應有專用的分級設備進行配套。

耐高溫硅烷偶聯劑作用過程

偶聯劑作用過程

B?Arkles根據偶聯劑的偶聯過程提出了4步反應模型，即：

①與硅原子相連的SiX基水解，生成SiOH；

②Si-OH之間脫水縮合，生成含Si-OH的低聚硅氧烷；

③低聚硅氧烷中的SiOH與基材表面的OH形成氫鍵；

④加熱固化過程中，耐高溫硅烷偶聯劑伴隨脫水反應而與基材形成共價鍵連接。

一般認為，界面上硅烷偶聯劑水解生成的3個硅羥基中只有1個與基材表面鍵合；剩下的2個Si-OH，或與其他硅烷中的Si-OH縮合，或呈游離狀態。因此，通過硅烷偶聯劑可使2種性能差異很大的材料界面偶聯起來，從而耐高溫硅烷偶聯劑提高復合材料的性能和增加黏結強度，并獲得性能優異、可靠的新型復合材料。對于復合材料來說，顆粒與樹脂之間的界面往往是應力集中點和微裂紋發起點，為了進一步改善界面，提高材料整體性能，需要采用偶聯劑對其表面進行改性。硅烷偶聯劑廣泛用于橡膠、塑料、膠黏劑、密封劑、涂料、玻璃、陶瓷、金屬防腐等領域。現在，硅烷偶聯劑已成為材料工業中必不可少的助劑之一。