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Titanate Coupling Agents

SEMITECH KR-44 — 异丙基三(N-氨基乙基氨基乙基)钛酸酯

技术规格

性能测试方法
化学名称异丙基三(N-氨基乙基氨基乙基)钛酸酯
CAS 号36673-16-2
活性含量≥95%GC
外观琥珀色至深棕色液体目测
比重(25°C)0.99–1.02 g/cm³ASTM D792
粘度(25°C)20–60 mPa·sBrookfield LV
闪点>60°CASTM D93 (PMCC)
推荐填料添加量0.5–1.5 wt%
最高加工温度180°C 连续
溶解性可与 IPA、甲苯、二甲苯混溶
适用填料 BET 范围5–25 m²/g(更高 BET 时按比例调整)ISO 9277

工业应用场景

自交联化学:双氨基基团的作用机理

KR-44 是异丙基三(N-氨基乙基氨基乙基)钛酸酯,一种携带三个二氨基乙基配体的单烷氧基螯合钛酸酯。钛中心通过接触点处异丙氧基基团的水解与填料表面——碳酸钙、滑石粉、高岭土、二氧化硅——键合。悬挂的乙二胺-乙基胺臂随后与聚合物基体中的羧基、环氧基或酰胺官能团反应,形成共价或强氢键连接。这种双重反应性——填料表面键合加上树脂键合——正是"自交联"一词所描述的含义。无需底涂步骤。有效处理从 0.5 wt%(基于填料)开始,使 KR-44 比单氨基牌号每个键合位点的成本效率更高。对于湿润环境中的水解稳定性,请与 KR-238S 新烷氧基化学结构进行比较。

在不饱和聚酯和 FRP 体系中的性能

在 50–65 phr 填料添加量的碳酸钙填充 UPR 中,KR-44 以 0.8–1.2 wt%(基于填料)添加,与未处理配混料相比,拉伸强度提高 15–20%,Brookfield 粘度降低 25–35%。氨基基团与苯乙烯交联聚酯网络中的残余羧基反应,强化界面剪切区。在片状模塑料(SMC)和块状模塑料(BMC)中,KR-44 降低了混合能耗,改善了玻璃纤维润湿性,在推荐添加量下不会明显改变 MEKP 引发的凝胶时间。超过 1.5 wt%(基于填料)时效益递减:过量钛酸酯迁移至配混料表面,增加残余异丙醇的 VOC 并软化绿色状态的粘性。放大前在目标填料添加量下进行台架确认是标准做法。

聚酰胺与特种热塑性塑料应用

在玻璃填充 PA6 和 PA66 配混(240–270°C 加工窗口)中,KR-44 的伯胺基团直接与聚酰胺羰基键反应,改善纤维-基体附着力。与未处理玻璃纤维相比,在 50% RH 条件下调湿 72 小时后的弯曲模量保持率提高 8–12%,注塑件中纤维取向中断处的熔合线拉伸强度也有明显提升。推荐添加方式:在主进料口以 0.3–0.8 wt%(基于玻璃纤维)引入 KR-44。KR-44 在汽车柔性燃油和制动管路所用的 PA11 和 PA12 体系中也有活性,氨基钛酸酯界面在循环水分暴露下改善了水解稳定性。对于需要优越水解稳定性的体系,KR-38S 是单烷氧基对比基准。

供应链地位与采购展望

KR-44 合成依赖两种上游原料:四氯化钛(TiCl₄),主要通过山东和云南省金红石及升级钛铁矿的氯化产生;以及乙二胺(EDA),一种受能源价格敏感性影响的环氧乙烷和氨的下游产品。截至 2026年第一季度,由于氯气供应紧张和环保检查限产,中国出口 TiCl₄ 现货价格比 2024年平均水平高出 8–12%;这一成本增加直接传导至氨基钛酸酯定价。长期季度合同比现货低 10–15%。下游需求由供应建筑和船舶 FRP 的 UPR 配混企业以及汽车领域的 PA 配混企业驱动。单一依赖中国来源带来了交货周期风险;SEMITECH 在台湾和东南亚地区维持库存,使北美和欧洲的交货时间从直接进口中国的 8–14 周缩短至 2–3 周。

常见问题

自交联化学:双氨基基团的作用机理

KR-44 是异丙基三(N-氨基乙基氨基乙基)钛酸酯,一种携带三个二氨基乙基配体的单烷氧基螯合钛酸酯。钛中心通过接触点处异丙氧基基团的水解与填料表面——碳酸钙、滑石粉、高岭土、二氧化硅——键合。悬挂的乙二胺-乙基胺臂随后与聚合物基体中的羧基、环氧基或酰胺官能团反应,形成共价或强氢键连接。这种双重反应性——填料表面键合加上树脂键合——正是"自交联"一词所描述的含义。无需底涂步骤。有效处理从 0.5 wt%(基于填料)开始,使 KR-44 比单氨基牌号每个键合位点的成本效率更高。

在不饱和聚酯和 FRP 体系中的性能

在 50–65 phr 填料添加量的碳酸钙填充 UPR 中,KR-44 以 0.8–1.2 wt%(基于填料)添加,与未处理配混料相比,拉伸强度提高 15–20%,Brookfield 粘度降低 25–35%。氨基基团与苯乙烯交联聚酯网络中的残余羧基反应,强化界面剪切区。在 SMC 和 BMC 中,KR-44 降低了混合能耗,改善了玻璃纤维润湿性,在推荐添加量下不会明显改变 MEKP 引发的凝胶时间。超过 1.5 wt%(基于填料)时效益递减。放大前在目标填料添加量下进行台架确认是标准做法。

聚酰胺与特种热塑性塑料应用

在玻璃填充 PA6 和 PA66 配混中,KR-44 的伯胺基团直接与聚酰胺羰基键反应,改善纤维-基体附着力。与未处理玻璃纤维相比,在 50% RH 条件下调湿 72 小时后的弯曲模量保持率提高 8–12%,注塑件中熔合线拉伸强度也有明显提升。推荐添加方式:在主进料口以 0.3–0.8 wt%(基于玻璃纤维)引入 KR-44。KR-44 在汽车柔性燃油和制动管路所用的 PA11 和 PA12 体系中也有活性。

供应链地位与采购展望

KR-44 合成依赖 TiCl₄ 和乙二胺(EDA)两种上游原料。截至 2026年第一季度,TiCl₄ 现货价格比 2024年平均水平高出 8–12%;长期季度合同比现货低 10–15%。下游需求由供应建筑和船舶 FRP 的 UPR 配混企业以及汽车 PA 配混企业驱动。SEMITECH 在台湾和东南亚地区维持库存,使交货时间缩短至 2–3 周。

+问:KR-44 与 KR-38S 在 UPR 应用中有何区别?

答:KR-38S 是不含氨基官能团的单烷氧基钛酸酯,主要通过与填料表面羟基的酯化促进附着力。KR-44 增加了与 UPR 中羧基和环氧基团反应的双氨基臂,产生更强的界面桥。对于轻填充 UPR(50 phr CaCO₃),KR-44 的自交联机理在拉伸强度和粘度方面带来 KR-38S 无法匹敌的可量化优势。

+问:KR-44 可用于水性或水基树脂体系吗?

答:KR-44 不适合全水性体系。异丙氧基基团在 pH 7 以上快速水解,生成异丙醇并沉淀钛氧化物物种。对于水性涂料或乳胶配方,优选具有受控水解动力学的新烷氧基牌号(如 KR-238S)。KR-44 最适合在兼容溶剂——异丙醇、二甲苯或甲苯——中预分散后添加到干燥填料,或在添加到树脂混合前先在高强度干式混合机中处理填料。

+问:哪些填料对 KR-44 表面处理响应最好?

答:KR-44 最适用于表面羟基丰富的填料:沉淀和研磨碳酸钙、高岭土、滑石粉、硅灰石和玻璃纤维。气相和沉淀二氧化硅也有良好响应。炭黑和有机填料响应有限。最佳 BET 比表面积为 5–25 m²/g;对于 BET 比表面积超过 100 m²/g 的气相二氧化硅或高表面沉淀二氧化硅,添加量必须按比表面积比例增加,否则处理效率将显著下降。

+问:KR-44 单位成本与 UPR 用氨基硅烷偶联剂相比如何?

答:KR-44 的每公斤价格通常比等效氨基硅烷牌号(如 A-1100)高 20–40%。然而,填料的有效添加量通常比硅烷按重量低 30–50%,使总处理成本相当。在高 CaCO₃ 体系中,成本效益进一步向 KR-44 倾斜:氨基硅烷在碳酸钙表面的附着力促进有限(因为需要表面硅羟基),而氨基钛酸酯能有效结合碳酸钙羟基——使 KR-44 成为最常见 UPR 填料包的高性价比选择。

+问:采购团队在 KR-44 方面应考虑哪些供应链风险?

答:KR-44 供应集中在中国,TiCl₄ 和乙二胺原料面临环保检查停产和能源配给周期的风险。截至 2026年第一季度,氨基钛酸酯现货价格比 2024年水平高出 8–12%。采购团队应维持 6–8 周安全库存,至少认证两个批准来源,并考虑季度定价合同(比现货低 10–15%)。在台湾或东南亚有库存的供应商可将进口交货时间从 8–14 周(直接来自中国)缩短至 2–3 周。

+问:KR-44 与 UPR 中的 MEKP 过氧化物固化体系相容吗?

答:KR-44 在推荐添加量 0.5–1.5 wt%(基于填料)下与标准过氧化物引发剂——MEKP、过氧化氢异丙苯和 BPO——相容。氨基基团在此范围内消耗的过氧化物量可忽略不计。在超过 2 wt% 的添加量时,在某些碳酸钙填充体系中观察到轻微的凝胶时间延长,这归因于二胺基团的碱性特征对酸性助促进剂的局部缓冲作用。在提交生产规模前,建议对特定树脂牌号和引发剂体系进行台架确认。

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