silicone,silane,STPE,STPU,DOW,矽烷耦合劑

最新消息
News

矽氧烷偶聯劑是怎麼來的呢?

1.有機矽前驅物合成

矽氧烷偶聯劑(Silane Coupling Agent)化學成分在大自然中並不存在，

100%為人工合成而來，先舉一個TEOS(Tetraethoxysilane)是怎麼來的，

首先將二氧化矽與碳在高溫下，還原出矽原子，而二氧化碳則氣化自行分離，

SiO₂ +C → Si +CO₂

再利用矽與鹽酸進行化學反應，經過重重不斷的反應、分餾、回流(如下圖所示)，

最終純化成所需的前驅物如SiCl₄、HSiCl₃、H₂SiCl₂、H₃SiCl、SiH₄等基礎原料。

2.反應成常見的乙氧基矽烷或甲氧基矽烷類型的矽氧烷偶聯劑(Silane Coupling Agent)

例如利用前驅物SiCl4與乙醇鈉進行酸鹼中和反應，生成TEOS與氯化鈉自動固液分離，

其目的是降低氯化物的反應活性與毒性，就可以應用於日常生活之中。

SiCl₄ +4NaOCH₂CH₃ → Si(OCH₂H₃)₄ +NaCl

矽氧烷偶聯劑是如何進行濕氣硬化的呢?

矽氧烷偶聯劑(Silane Coupling Agent)有百百種，

不外乎進行水解(Hydrolysis)與縮合(Condensation)的化學反應，

水解即是與水生成矽醇(SiOH)的官能基，SiOH可自身反應縮合成Si-O-Si，

或與其他無機物表面的OH進行反應如氫氧化鈣或氫氧化鋁，

下圖為矽周邊具有可水解的各式反應基團，

不同反應基團聚會有不同的水解與縮合速度，但最終產物仍為一致，

矽氧烷偶聯劑產品應用介紹：濕氣硬化接著劑

矽氧烷偶聯劑(Silane Coupling Agent)與異氰酸酯(Isocyanate) 在黏接著劑領域中，皆有促進密著的功能，

兩者強強聯手所共構出來的產品為STPE與STPU，皆為濕氣硬化接著劑

1.STPE ，常被稱為 MS 膠(Modified Silane Polymer) 是目前戶外應用與高端密封的首選，

主要強項在於耐候性與長期穩定性，如需要承受大幅度震動或位移(高層建築外牆)。

反應上藉由OFS-6062來進行矽氧烷官能基封端的作用，

2. STPU ，又被稱SPU(Silane Modified PU)則在需要高強度黏接且對耐候要求相對較低的工業環境中展現優勢，

如強調承載力與結構固定(汽車擋風玻璃黏接、工業組裝)。在合成上通常藉由OFS-6011進行矽氧烷官能基的改性。

下方為相關特性的比較表與濕氣硬化接著劑合成的參考方法

1.STPE (Silane-Terminated Polyether) 與 STPU (Silane-Terminated Polyurethane)特性比較表

	STPE (矽烷改性聚醚)	STPU (矽烷改性聚氨酯)	說明
化學主鏈	聚醚 (Polyether)	聚氨酯 (Polyurethane)	-
封端Silane	OFS-6062	OFS-6011
耐候/抗UV性	優異：主鏈不含氨基甲酸酯鍵，不易受 UV 破壞或黃化	較差：含 C-N 鍵，高溫或強光下易開裂、粉化，通常需添加助劑補強	-
耐水解性	較強：主鏈穩定，耐水與化學品能力佳	一般：長時間處於潮濕高溫環境較易發生水解	-
抗張強度 (Tensile Strength)	1.0 ~ 4.0 MPa	4.0 ~ 12.0+ MPa	STPU 具有較強的氫鍵作用，結構強度顯著較高
斷裂延伸率 (Elongation)	300% ~ 800%	150% ~ 450%	STPE 的聚醚主鏈較柔軟，位移補償能力更強
硬度 (Shore A)	15 ~ 50	35 ~ 85	STPE 多為低至中硬度； STPU 可達到極高硬度以支撐結構
100% 模量 (Modulus)	0.3 ~ 1.2 MPa	1.0 ~ 5.0 MPa	STPU在受力初期即展現較高的抵抗力 (較硬)
剪切強度 (Shear Strength)	1.0 ~ 2.5 MPa	3.0 ~ 8.0 MPa	針對結構黏接， STPU 的剪切表現優於 STPE
表面乾燥時間 (Tack-free Time)	15 ~ 60 min	10 ~ 40 min	STPU透過配方調整通常能達成更快的初期固化