綜上所述，用鈦酸酯處理無(wú)機(jī)填料，可以獲得如下一些效果：
　　 ① 提高無(wú)機(jī)填料的填充量；
　　 ② 降低填料—聚合物體系的粘度；
　　 ③ 改善配合系統(tǒng)的加工工藝性能；
　　 ④ 提高顏料的分散性；
　　 ⑤ 改進(jìn)涂料的耐腐蝕性；
　　 ⑥ 提高復(fù)合材料的耐燃性；
　　 ⑦ 節(jié)省原材料的能耗。

　　為了充分發(fā)揮鈦酸酯偶聯(lián)劑的效果，應(yīng)根據(jù)所用樹(shù)脂和填料的種類(lèi)選擇適當(dāng)?shù)呐悸?lián)劑品種，對(duì)此歸納如表5.1參考。下面將分別舉一些例子加以說(shuō)明。

(一) 聚烯烴
　　在聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴樹(shù)脂中填充多量碳酸鈣時(shí)，會(huì)造成流動(dòng)性降低，加工困難，這時(shí)改用以鈦酸酯預(yù)處理的填料就能克服這一缺點(diǎn)。這時(shí)的性能變化模式如圖一所示，與無(wú)填料的成型品相比，流動(dòng)性大大降低；伸長(zhǎng)率、沖擊強(qiáng)度明顯改善；彎曲強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度等幾乎無(wú)變化。

表5.1 對(duì)于不同的樹(shù)脂和填料最適用的鈦酸酯偶聯(lián)劑的相應(yīng)品種及其效果

	樹(shù)脂種類(lèi)	摻加效果	填料品種	最宜品種
1	熱塑性樹(shù)脂 聚烯烴 高密度聚乙烯低密度聚乙烯 聚丙烯	改進(jìn)沖擊強(qiáng)度 提高填充量 改進(jìn)加工工藝性能	CaCO3等大部分 滑石粉、陶土 炭黑	TTS 138S 9S
2	聚苯乙烯	改進(jìn)沖擊強(qiáng)度 改進(jìn)加工工藝性能	大部分 木粉	9S、38S 138S
3	聚氯乙烯 硬質(zhì) 軟質(zhì) 糊料	改進(jìn)沖擊強(qiáng)度， 改進(jìn)加工工藝性能 降低熔融粘度， 提高填充量 降低粘度	CaCO3等大部分 CaCO3等大部分 CaCO3,陶土，二氧化硅，Al(OH)3等 滑石粉	38S 138S、55 138S、55 9S
4	尼龍	提高填充量 改善機(jī)械性能	Wollastonite (硅酸鈣)等	38S
5	聚苯醚、聚苯硫醚 熱固性樹(shù)脂	提高填充量， 改善加工工藝性能	氧化鐵等 大部分	44 34S、134S
6	丙烯酸樹(shù)脂 溶劑基的 水基的	提高填充量,降低 固化溫度 消除光澤 改進(jìn)機(jī)械性能,提高填充量,改進(jìn)粘接性 改進(jìn)耐腐蝕性	大部分 大部分 大部分 大部分	55、238S、9S 138D、138J 138S 238J
7	醇酸樹(shù)脂	提高填充量	大部分	38S、138S、238M、238A 138S、 9S
8	密胺樹(shù)脂	改進(jìn)加工工藝性能 降低粘度 降低烘烤度	氧化鐵紅 炭黑	38S、138S 9S
9	環(huán)氧樹(shù)脂	加速反應(yīng) 改善機(jī)械性能 降低粘度	大部分	55、46B、41B、138S、44、46B、138S
10	油墨 導(dǎo)電性 聚酰胺 松香酯 硝基纖維素	改進(jìn)耐腐蝕性 改善導(dǎo)電性 防止沉淀 防止凝膠化 減少混煉時(shí)間 羧基交聯(lián) 改進(jìn)混煉性和混煉穩(wěn)定性	鉻酸鉛、鉬橙、鉻黃、炭黑 大部分顏料 大部分	9S 55 55、9S TTS 138S、238S
11	酚醛樹(shù)脂	提高填充量 改善機(jī)械性能 提高耐磨性	大部分	138S、34S 134S 34S、134S
12	聚酯 飽和 水基型 不飽和型 水基型	提高填充量和光澤度 提高填充量和粘接性 提高填充量 提高填充量	大部分 大部分 大部分 大部分	46B、138S 138S的胺加成鹽46β、55 55,46B,9S,238A 55、138S的胺加成鹽
13	聚氨酯樹(shù)脂 雙組分型	提高填充量	大部分 CaCO3 SiO3	41B,55,TTS,44（均加在聚醇中） 55、41B 55
14	通用膠 順丁膠,三元乙丙膠,丁基膠	提高填充量 改進(jìn)加工性能	大部分 （HiSil233）陶土 高耐磨爐黑 大部分	TTS、38S 38S、138S 9S 9S
15	環(huán)氧氯丙烷（氯醚）膠	提高填充量、改善性能、防止焦燒 提高填充量	二氧化硅	138S
16	磷腈聚合物	提高填充量 提高耐燃性 提高耐燃性降低烘烤溫度	Al (OH)3	238S、TTS

以低密度聚乙烯為例，如圖5.2所示，無(wú)填料的低密度聚乙烯的抗張強(qiáng)度約為130公斤/平方厘米，伸長(zhǎng)率為530%，而填充40份碳酸鈣后，相應(yīng)值為95公斤/平方厘米和80%，改用以鈦酸酯處理的碳酸鈣，可以做到抗張強(qiáng)度不變，而伸長(zhǎng)率增大，鈦酸酯用量以2%為宜。

　　圖5.3為鈦酸酯在高密度聚乙烯-重質(zhì)碳酸鈣體系中的效果，它所產(chǎn)生的使流動(dòng)性提高的效果比常用的表面處理劑硬脂酸大。

（二）聚氯乙烯
（1）硬質(zhì)聚氯乙烯
通過(guò)鈦酸酯偶聯(lián)劑的應(yīng)用可以改進(jìn)加工工藝性能和沖擊強(qiáng)度（圖5.4～5.6）。

　　由圖5.4可見(jiàn)，在碳酸鈣的填充量高時(shí)，鈦酸酯改善流動(dòng)性的效果十分明顯，而圖5.4和圖5.6示出了在硬質(zhì)聚氯 乙烯中使用238S時(shí)所能獲得的沖擊強(qiáng)度改進(jìn)，其用量以填料100%計(jì)，宜1%-2% ，用量過(guò)高效果反而不好。

（2）軟質(zhì)聚氯乙烯

　　 軟質(zhì)聚氯乙烯一般已摻有增塑劑，故使用鈦酸酯偶聯(lián)劑較難湊效，不過(guò)只要配合得當(dāng)，也可以取得一定效果，比較適用的鈦酸酯偶聯(lián)劑是138S，如圖5.7所示，它可以使聚氯乙烯的流動(dòng)性有2～3 倍的改進(jìn)。在流動(dòng)性保持與采用未處理填料時(shí)相同的前提下，使用鈦酸酯偶聯(lián)劑，可以將填充量提高到20份的水平。

（3）聚氯乙烯糊
　　對(duì)于聚氯乙烯糊，鈦酸酯偶聯(lián)劑的效果不僅在于可以降低其剛配合好時(shí)的粘度，而且還可以使配合料的粘度保持幾乎不變（圖5.8），此外，還具有使發(fā)泡體的微孔細(xì)小均勻的效果。
　　聚烯烴或硬質(zhì)聚氯乙烯通常以粉末狀態(tài)加工的，因此宜采用預(yù)先用鈦酸酯處理的填料，而聚氯乙烯糊乃是液體與粉料的混合物，故可能存在如下4種加料順序：
　　 ①（聚氯乙烯+增塑劑+穩(wěn)定劑+填料）+偶聯(lián)劑；
　　 ②（填料+偶聯(lián)劑）+（聚氯乙烯+增塑劑+穩(wěn)定劑）；
　　 ③{[（增塑劑+偶聯(lián)劑）+填料]+穩(wěn)定劑}+聚氯乙烯；
　　 ④（增塑劑+偶聯(lián)劑）+（填料+聚氯乙烯+穩(wěn)定劑）。
　　其結(jié)果，當(dāng)然也各不相同，按使粘度降低的效果大小排列，其順序?yàn)棰郏劲埽劲冢劲佟Ｆ湓蚬烙?jì)是，在加料順序不當(dāng)時(shí)，可能有一部分偶聯(lián)劑會(huì)消耗于穩(wěn)定劑上，因此，把偶聯(lián)劑預(yù)先稀釋到增塑劑中，有利于對(duì)填料的大面積包覆。

（三）環(huán)氧樹(shù)脂
　　對(duì)于以環(huán)氧樹(shù)脂為代表的熱固性樹(shù)脂采用鈦酸酯也能收到降低配合料的粘度，實(shí)現(xiàn)高填充化的效果。如圖5.9所示，采用鈦酸酯偶聯(lián)劑41B，可以使CaCO3 填充量比采用未處理填料時(shí)提高30～40%。而且，鈦酸酯對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的固化不僅沒(méi)有延遲作用，反而能降低其固化時(shí)可能達(dá)到的最高放熱溫度，對(duì)提高成型品的尺寸穩(wěn)定性有利。

（四）聚氨酯樹(shù)脂
　　有報(bào)告提到，鈦酸酯偶聯(lián)劑對(duì)于聚氨酯的補(bǔ)強(qiáng)型反應(yīng)性注壓成型（R—RIM）有效。鈦酸酯是異氰酸酯與聚醚型聚醇反應(yīng)的有效催化劑，其活性與鈦酸酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)，即取代其的吸電子性越大，活性就越低，順序如下：氨烷氧基＞配位型＞酰基型＞二月桂酸二丁基錫＞焦磷酸酯≈正磷酸酯。
　　對(duì)于R—RIM法來(lái)講，配合物的粘度是一個(gè)很重要的問(wèn)題，一般說(shuō)來(lái)，粘度不能超過(guò)7500厘泊，當(dāng)填料的用量（一般是玻璃纖維）在聚醇的40%以下時(shí)，不用偶聯(lián)劑處理填料，也具有良好的工藝性，再要增加填充劑用量，就得使用偶聯(lián)劑，它可以使配合料的粘度降低15～25%。

（五）工程塑料
近年來(lái)工程塑料的應(yīng)用越來(lái)越廣泛了，它們大多數(shù)是在樹(shù)脂中摻用無(wú)機(jī)填料的復(fù)合系統(tǒng)，這時(shí)，用鈦酸酯處理無(wú)機(jī)填料，可以改善材料的機(jī)械強(qiáng)度和潤(rùn)滑性。圖5.10指出，在環(huán)氧樹(shù)脂體系中，摻用以鈦酸酯處理的鈦酸鉀晶須填料，可以改進(jìn)它的沖擊強(qiáng)度，而且效果優(yōu)于硅烷。圖5.11示出該種填料用于酚醛樹(shù)脂系統(tǒng)的效果，即可以使這種材料的摩擦系數(shù)降低。

（六）橡膠
　　用鈦酸酯處理橡膠用無(wú)機(jī)填料，如碳酸鈣等，不僅可提高橡膠材料的力學(xué)性能而且膠料混煉及壓出容易，出片光滑并能節(jié)約能源。表5.2是在天然膠中使用以TTS處理的碳酸鈣所獲得的補(bǔ)強(qiáng)效果。可以看出，處理方法對(duì)橡膠的力學(xué)性能有一定影響，但不很明顯，似乎是預(yù)處理法效果最好。偶聯(lián)劑的用量以碳酸鈣計(jì)，取1～1.5%重量就足夠了。

　　此外，在一些特種膠，如氟橡膠中，用鈦酸酯處理氫氧化鈣和一氧化鉛，都有助于促進(jìn)這些配合劑在膠料中的分散，加快其硫化速度；在聚硫膠中，以1～2% 26S鈦酸酯處理過(guò)氧化鉛，可以使它的用量從13重量份減少到2.5重量份，而且還可以改進(jìn)其抗撕強(qiáng)度。在硅橡膠中，使用鈦酸酯偶聯(lián)劑（特別是含磷的品種）可以實(shí)現(xiàn)細(xì)粒子白炭黑（如HiSill 233）與粗粒子白炭黑（如Novacite）的并用，不但不導(dǎo)致膠料粘度升高，而且可使抗撕強(qiáng)度明顯提高。在室溫硫化的硅橡膠（RTV）中，填充以0.3～0.4% 38S或1% 138S處理的粒徑5微米的碳酸鈣可以顯著改善膠料的流變性能和硫化膠的物理性能。
　　由表5.3可見(jiàn)，在熱塑性橡膠中借助于TTS就可以填充高達(dá)50重量份的碳酸鈣，并使抗張強(qiáng)度提高三分之一，定伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)和永久變形保持不變。

（七）涂料
　　涂料通常是由粘結(jié)料、顏料、展色劑等主要成分組成的,它的行為比較復(fù)雜。一般說(shuō)來(lái)，偶聯(lián)劑在涂料中能產(chǎn)生如下一些效果：
① 促進(jìn)顏料的分散；
② 可降低醇酸樹(shù)脂、蜜胺樹(shù)脂之類(lèi)涂料的烘烤溫度；
③ 改善觸變性；
④ 減少溶劑量或?qū)崿F(xiàn)粉末涂敷；
⑤ 改進(jìn)水基涂料的密著性；
⑥ 改進(jìn)耐腐蝕性。
　　圖5.12和5.13分別示出在鈦白粉-丙烯酸酯體系炭黑-醇酸樹(shù)脂體系中使用鈦酸酯偶聯(lián)劑的效果。可以看出，使用鈦酸酯偶聯(lián)劑可以降低展色劑中粘結(jié)料的含量，使之接近于臨界顏料體積的濃度,這是十分符合涂料工業(yè)部門(mén)的愿望的，這點(diǎn)在涂料的配方加工中用處很大。

　　前面已經(jīng)提到，在各種樹(shù)脂中，鈦酸酯偶聯(lián)劑所能發(fā)揮的最大效果是使粘度降低，這一點(diǎn)在涂料中，就表現(xiàn)為配合料的屈伏值降低，因而可大大節(jié)省溶劑用量，以環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)溶劑型涂料為例，可節(jié)省溶劑約60％。
　　以水為媒介體的水基涂料，由于無(wú)公害，近年來(lái)發(fā)展很快，但其對(duì)基材的密著性不及溶劑型涂料，此缺點(diǎn)可用鈦酸酯偶聯(lián)劑來(lái)予以改進(jìn)，即把螯合型的238Ｓ與三乙醇胺反應(yīng)，使生成加成鹽，就可以作為水溶性添加劑應(yīng)用于水基涂料，此種涂料可作建筑物的外裝飾涂料用。見(jiàn)（表5.4和5.5）

（八）其他
鈦酸酯還可用于如下一些領(lǐng)域：
　　① 電子部門(mén)（與金屬的復(fù)合化、磁頭、磁帶等）；
　　② 汽車(chē)行業(yè)（降低重量、絕熱、隔音等用途）；
　　③ 土木建筑（膠粘劑、阻燃劑、密封劑等）；
　　④ 磁性材料——磁性橡膠和磁性塑料；
　　⑤ 各種無(wú)機(jī)填料的表面處理劑。
　　總之，利用鈦酸酯偶聯(lián)劑，可以實(shí)現(xiàn)高比重填料的多量填充，并提高粘接效果，因而在電子部門(mén)用于制造磁頭、磁帶、壓敏性導(dǎo)電橡膠均很有價(jià)值，已有不少專(zhuān)利作過(guò)報(bào)道。
　　電氣產(chǎn)品的殼體，通常有不少是用聚丙烯注塑的，難以達(dá)到目前要求越來(lái)越嚴(yán)格的耐燃等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。在采用溴阻燃劑與氧化銻的前提下，借助于鈦酸酯偶聯(lián)劑的作用，摻加硫酸鋇、硅酸鋯或硫酸鈣等，就可以把原來(lái)只能達(dá)到ＵＬ-94Ｖ-2等級(jí)的聚丙烯材料提高到Ｖ-Ｏ級(jí)（表5.6,5.7）。當(dāng)鈦酸酯用量以填料計(jì)為1～3％時(shí)，成型品具有足夠的撓曲性。

各填料阻燃效果依次如下：
硫酸鈣＞硅酸鋯＞硅酸鋇＞硅酸鋁≈二氧化硅≈滑石粉≈云母＞碳酸鈣

鈦酸酯的效果依次為：
４６Ｂ≥３８Ｓ＞１２＞ＴＴＳ

表5.6 鈦酸酯偶聯(lián)劑的添加量與無(wú)機(jī)填料的阻燃效果

填 料	TTS用量（%）	柔 曲 性	UD-94
			0.125英寸	0.0625 英寸
硫酸鋇	0 0.5 1.0 3.0	柔曲 稍許撕裂 柔曲 柔曲	V-2 V-2 V-0 V-2	V-2 V-2 V-2 V-2
硅酸鋯	0 0.5 1.0 3.0	柔曲 撕裂 很輕微撕裂 很輕微撕裂	V-2 V-0 V-0 V-0	V-2 V-2 V-0 V-0
硅酸鈣	0 0.5 1.0 3.0	柔曲 柔曲 柔曲 十分柔曲	燃燒 V-0 V-0 V-0	V-2 V-2 V-0 V-0

注:試驗(yàn)配合 聚丙烯58% ；
十溴二苯醚22% ；
三氧化二銻6% ；填料14%

表5.7 鈦酸酯偶聯(lián)劑的品種與無(wú)機(jī)填料的阻燃效果

填 料	鈦酸酯	柔曲性	UL-94
			0.125英寸	0.0625英寸
硫酸鋇	TTS 12 38S 46B	柔 曲 柔 曲 十分柔曲 十分柔曲	V-2 V-1 V-0 V-0	V-2 V-2 V-0 V-0
硅酸鋯	TTS 12 38S 46B	很輕微撕裂 柔 曲 柔 曲 很柔曲	V-0 V-0 V-0 V-0	V-0 V-2 V-0 V-0
硅酸鈣	TTS 12 38S 46B	很柔曲 柔 曲 很柔曲 很柔曲	V-0 V-0 V-0 V-0	V-0 V-0 V-0 V-0