樹脂の改質や表面処理などに使うことができ、複合材料の変形や破壊に耐えられる強度の向上や接着性の改良など様々な特性を付与することができる添加剤がシランカップリング剤です。
シランカップリング剤には様々な反応基の種類があり、応用の幅は非常に広く、多種多様な製品群があります。状況に応じてご提案をさせていただきますので、少しでも可能性を感じた方はお気軽にご相談ください。
シランカップリング剤とは
シランカップリング剤は、本来結合ができない有機材料と無機材料を繋げる分子接着剤です。シランカップリング剤を使うことで、樹脂の強度・密着性・耐熱性・耐候性・疎水性・耐水性・耐アルカリ性などの特性付与や高架橋化、フィラーの高充填化、分散性・流動性向上、相溶性向上のなど、さまざまな機能を付与・向上させることができます。
シランカップリング剤4つの応用事例
シランカップリング剤には大きく分けて2つのがあります。
1つ目は、樹脂に添加又はコーティングをして樹脂の性質を変える樹脂改質
2つ目は、フィラーや無機材料の表面を加工し、さまざまな特性を与える表面処理
この項目では樹脂改質と表面処理に分けて、それぞれ付与できる特性をご紹介いたします。
樹脂改質
コンパウンド
コーティング
付与できる特性
耐熱性
耐候性
耐水性
強度向上
付与できる特性
密着性
密水性
耐アルカリ性
表面改質
フィラー
付与できる特性
分散性
疎水性
流動性
高充填化
無機基材
付与できる特性
防錆性
耐水性
密着性
有機官能基と適応樹脂
以下は有機官能基とその適応樹脂の表です。
この表はあくまで目安であり、使用する樹脂などにより、最適なシランカップリング剤は異なりますのでお気軽にご相談ください。
主要製品ラインナップ
エポキシ基
汎用品
KBM-403
密着性
耐熱性
耐水性
- ガラス繊維と樹脂を化学結合させることができ、強度や耐熱性、耐水性、電気特性などが向上
- 添加剤として主に表面改質に使用される
高機能品
KBM-4803
密着性
耐水性
耐アルカリ性
- KBM-403に比べ、スペーサーを長鎖にしたシランカップリング剤
- スペーサーを長鎖にすることで疎水性、柔軟性の向上が期待できる
- 密着性向上、フィラーの高充填化、硬化物の可とう性向上、耐アルカリ性向上、耐水性向上が期待できる
メタクリル基
汎用品
KBM-503
密着性
- レジンコンクリート、ポリエステルFRP、歯科材料に使用
- シリカの処理に使用
- 添加剤として主に表面改質、フィラー表面処理に使用される
高機能品
KBM-5803
密着性
耐水性
耐アルカリ性
- KBM-503に比べ、スペーサーを長鎖にしたシランカップリング剤
- スペーサーを長鎖にすることで疎水性、柔軟性の向上が期待できる
- 密着性向上、フィラーの高充填化、硬化物の可とう性向上、耐アルカリ性向上、耐水性向上が期待できる
アミノ基
汎用品
KBE-903
密着性
耐熱性
耐水性
- 有機官能基に1級アミンを持つシランカップリング剤
- ナイロン、PVCなど幅広い樹脂に相性の良いアミノ基を持つ
- ガラス繊維の表面処理、接着剤、断熱マットに使用実績あり
KBM-603
密着性
耐熱性
耐水性
- 有機官能基としてエチレンジアミン構造を有する
- シラン処理することで、ガラス繊維と樹脂を化学結合させることが可能
- 機械的強度や耐熱性、耐水性、電気特性などが向上
- 塗料、接着剤に使用実績あり
高機能品
KBM-6803
密着性
耐水性
耐アルカリ性
- 有機官能基としてエチレンジアミン構造を有する
- KBM-603に比べ、スペーサーを長鎖にしたシランカップリング剤
- 疎水性、柔軟性の向上が期待できる
- 密着性向上、耐アルカリ性向上、耐水性向上が期待できる
ビニル基
汎用品
KBM-1003
密着性
耐熱性
疎水性
- ポリエチレン、ポリプロピレンなどに相性の良いビニル基を持つ
- 電線用ポリエチレンの耐熱性向上などの用途に主に使用
- 架橋ポリエチレンに使用実績あり
高機能品
KBM-1083
密着性
耐アルカリ性
耐水性
- KBM-1003に比べ、スペーサーを長鎖にしたシランカップリング剤
- 疎水性、柔軟性の増大が期待できる
- フィラーの高充填化、硬化物の可とう性向上、耐アルカリ性向上、耐水性向上が期待できる
アクリル基
汎用品
KBM-5103
密着性
- 有機官能基としてアクリル基を持つシランカップリング剤
- （メタ）アクリル化合物との共重合が可能
- シリカの処理に使用
高機能品
X-12-1050
密着性
- モノマータイプに比べ、官能基を多く持つ
- 樹脂との反応点が多いため、カップリング性能が向上
- 低揮発性のため、シラン配合量の低減が可能
- 造膜性のため、高機能プライマーとして利用可能
- トリアルコキシシリル基含有のため、密着性向上が期待できる
メルカプト基
汎用品
KBM-803
密着性
- エラストマー、ゴムとの相性が良いメルカプト基を持つ
- エポキシ樹脂と銅、銀などとの密着助剤として使用
高機能品
X-12-1154
密着性
- モノマータイプに比べ、官能基を多く持つシランカップリング剤
- 樹脂との反応点が多いため、カップリング性能が向上
- 低揮発性のため、シラン配合量の低減が可能
- 造膜性のため、高機能プライマーとして利用可能
- トリアルコキシシリル基含有のため、密着性向上が期待できる
イソシアネート基
汎用品
KBE-9007N
密着性
- 有機官能基としてイソシアネート基を持つシランカップリング剤
- 樹脂（特にイソシアネート基含有ウレタン樹脂）に密着性向上剤として添加
高機能品
X-12-1293
密着性
- イソシアネート基を保護したシランカップリング剤
- 熱によって脱保護されイソシアネート基が生成。
- イソシアネート基と反応してしまう化合物や樹脂とも混合が可能
- 脱離温度は160～180℃で、ブロック剤にはカプロラクタムを使用
ウレイド基
汎用品
KBM-585
密着性
- ウレイド基を持つシランカップリング剤
- アミド樹脂などに優れた効果が期待できる
KBE-585A
密着性
- ウレイド基を持つシランカップリング剤
- 有効成分約50%のアルコール（メタノール、エタノール）溶液
- アミド樹脂などに優れた効果が期待できる
スチリル基
高機能品
KBM-1403
密着性
- 有機官能基にスチリル基を持つシランカップリング剤
- アニオン重合、カチオン重合、ラジカル重合が可能
- 重合性樹脂組成物に添加することで、無機材料と樹脂との密着性向上が期待できる
イチオシ製品
X-88-475
密着性
- アミノ酸エステル構造を有するシランカップリング剤
- ガラス繊維の表面処理によるエポキシ樹脂などに対する密着性を向上
- ウレタン樹脂の末端変性剤とすることで、接着性および耐水性を向上
- 水溶液は中性を示し、安定性が高い
適用可能樹脂
エポキシ,アクリル,ポリカーボネート,ウレタン,ABS,EPDM,EPM,PBT,PET,ウレタンラバー,ナイロン,ニトリルラバー,ネオプレンラバー,フェノール,フラン,ポリイミド,ポリエチレン,ポリ塩化ビニル,ポリサルファイド,ポリスチレン,ポリプロピレン,メラミン
※ここに記載がない樹脂も対応可能な場合があるため、お気軽にお問い合わせ下さい。
KBM-1063
- ビニル基などに相性の良いビニル基を持つ
- ガラスクロスの低誘電化が可能
- 汎用のメタクリルシランと比較してガラス繊維の表面処理によるPPE樹脂に対する密着性が向上
適用可能樹脂
PPE,マレイミド,EPDM,EPM,ジアリルフタレート,不飽和ポリエステル,ポリエチレン,ポリプロピレン
※ここに記載がない樹脂も対応可能な場合があるため、お気軽にお問い合わせ下さい。
今回紹介した製品以外にも、シランカップリング剤には様々な種類が存在します。
さらに詳しく知りたいという方はこちらをご覧ください。
※信越シリコーンセレクションガイドに遷移いたします。
掲載製品の販売については弊社にお問合せ下さい。
ご要望によってカスタマイズも可能ですので、ぜひお気軽にお問い合わせ下さい。