通过在涂料中添加附着力促进剂，在底材与涂膜之间由氢键与羟基或者羧基等产生反应，是提升附着力最显著的方法。常见的附着力促进剂有：

(1) 硅烷(Silane)偶联剂

(2) 磷酸酯化合物

(3) 钛(Titanate)酸酯或锆(Zirconum)酸酯

(4) 高分子有机树脂

(5) 氯化聚烯烃

以下针对这5种附着力促进剂产生机理做简单介绍，以了解其应用与特性。

一、硅烷(Silane)偶联剂

偶联剂是分子的两端同时存在亲有机和亲无机的两种官能基,可以把两种不同类型化学结构和亲和力相差很大的材料在界面连接起来,增加树脂和无机基材、颜料及填料的结合。如图：

硅烷偶联剂的通式为Ｒ-(CH2)ｎ-Ｓi-Ｘ(4-ｎ),式中Ｒ为非水解的、可与高分子聚合物反应的有机官能基。如OH基、乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酸酯基等。Ｘ为可水解官能基,遇无机物表面吸附的水份可引起水解,与无机物表面有较好的反应性。典型的Ｘ基团有甲氧基(OCH3)、乙氧基(OC2H5)等。

在涂料中添加硅烷偶联剂最常见到的实例是：用在玻璃（酒瓶、化妆品等）涂装中，喷涂后硅烷偶联剂遇到无机玻璃表面水份，可分解成硅醇，进而与玻璃表面的OH基产生氢键或缩合成Si-O-M共价键；另一端有机官能基与树脂进行反应。其Amino Silane当附着力助剂反应机理如下：

二、磷酸酯类化合物

磷酸酯化合物的结构上含有各种有机官能基，以及可与金属无机底材反应磷酸根，其化学结构如下：

 环氧磷酸酯是磷酸酯类中最重要的一种，其在金属底材，有烘烤的条件下，有非常优秀的增加附着力的作用。

 三、钛(TITANATE )酸酯或锆(ZIRCONUM)酸酯

所有的钛酸酯及钛酸酯偶联剂都有相似的化学结构。通过改变与钛原子相连的基团能使其具有多种功能，以满足不同行业的不同应用。钛酸酯的典型结构如下：

(XO)n-Ti(OY)4-n

其中

X ：烷基

Y ：有机官能团

烷基链可长可短，最常见的有乙基、丙基、异丙基、丁基、辛基等。

有机官能团极性高，结构复杂，例如磷酸基和焦磷酸基、苯磺酸基和羧基及羧酸酯/盐。

疏水性可以通过选择X基团的长度和结构来调节，而亲水性可以通过选择有机官能团Y 的化学性质来调节。

通常钛酸酯偶联剂结构中n = 1 ，2, 也就是说，一个分子中有三至两个有机官能团。

烷基型钛酸酯中的烷氧基(XO)对湿气敏感、易水解。烷氧基(XO)能与含有羟基的无机矿物质表面的羟基发生化学反应，形成化学键，同时也能与其它含有非羟基活性基团的无机矿物质通过配位机理进行反应，而且不产生副产物和离去基团。

而硅烷偶联剂则不同，无机填料表面必须有羟基。钛酸酯是碳酸盐、碳黑和其它不与硅烷反应的填料的优良偶联剂，这就使得钛酸酯成为一种全能偶联剂。一些钛酸酯螯合物在潮湿环境中相对稳定，水解的倾向较小，可以在潮湿环境中使用，便于储存。然而钛酸酯螯合物也会慢慢水解或发生配位反应，另外在较高温度下或改变酸碱值也会马上发生此类反应，最终仍能达到与烷基钛酸酯相似的功能。

无论是极性或非极性的热塑性和热固性复合材料都能与有机官能团Y 进行有效的相互作用或反应。焦磷酸基、苯磺酸基、羧酸酯或盐等还能对聚合物基体产生额外的功能作用，例如：使聚合物增加塑性从而提高填料的填充量；催化聚合物链之间的交联反应等。

钛酸酯偶联剂能使填料和聚合物结合在一起，从而改善聚合物的机械性能和电性能。此外还能使配料混炼过程变得容易、平稳、快速，同时降低配料混炼温度。

钛酸酯及钛酸酯偶联剂的主要功能是什么？

钛酸酯（以及锆酸酯）及钛酸酯偶联剂在许多应用中具有下列功能：

1. 表面处理: 用于有机物或无机物，能提高无机填料、颜料在有机体系中的粘合性、表面介电性和分散性。

2. 交联: 用于聚合物或树脂，能改善老化性能、机械性能和电性能，控制聚合物体系的流变性质。同时，能够增加涂料、油墨在交联聚合物上的粘合性。

3. 偶联: 通过适当的化学键使有机表面和无机表面结合在一起，从而改善干态和湿态粘合性。

4. 催化: 用于酯化、酯交换、聚酯化及缩聚等。

不像硅烷，钛酸酯及钛酸酯偶联剂能和多种化学物质及化学物质的活性基团反应，而水或化学物质具有羟基并非必要条件。它能通过有效的配位键与碳黑或CaCO3 反应。

水解

大多数烷基型钛酸酯对湿气敏感、易水解，而生成缩聚物。然而在一定量的醇中，由于醇溶剂的溶解效应，水解受到抑制。水解的最终产物是二氧化钛。通过适当控制水解过程，可以获得透明、非定形的二氧化钛膜。一些钛酸酯螯合物在潮湿环境中相对稳定，水解的倾向较小。但还会慢慢水解，在较长时间里，最终仍能达到与烷基钛酸酯相似的功能。

热稳定性

大多数烷基型钛酸酯在350oC 或更高的温度时会热解形成烯烃，醇和固体二氧化钛。可通过用含有低浓度四异丙基钛酸酯的氮气流撞击热表面是制备坚硬的二氧化钛薄膜的简易方法。通过这种方法制备的薄膜纯度极高，几乎没有残留有机物。

反应活性

随着烷基基团增大反应活性降低。钛酸酯螯合物的反应活性比烷基型钛酸酯低得多。只有当螯合结构被加热激活或在高pH 环境（碱性，pH 6~10）中才能发生反应。不同螯合物的反应活性随着螯合剂在金属原子上螯合能力增强而降低，也就是，乳酸<三乙醇胺<乙酰乙酸乙酯和乙酰丙酮系列。然而不同反应体系会影响上述反应活性排序，在特定条件下的反应活性应由实验来确定。

形态

建双供应的钛酸酯及钛酸酯偶联剂呈液态和/或粉末，该粉末是用适当载体（如CaCO3、SiO2等）吸收活性材料而制成的。

交联

建双生产的钛酸酯及钛酸酯偶联剂能与聚合物或树脂中含活性氢的官能团反应，即，羟基、氨基、酰氨基、羧基和巯基。不像硅烷只能和羟基基团反应，钛酸酯能与聚合物中更多种类的官能团起反应，这些聚合物包括热塑性或热固性塑料或弹性体，其中添加了碳酸盐、硫、硫磺给予体、硫酸盐、氮化物、硝酸盐等。交联反应能有效改善塑料、树脂、涂料和油墨的耐溶剂性、耐老化性、电性能、介电性质和硬度。

当钛酸酯在潮湿环境中水解（醇解）时，能和聚合物中含活性氢的部位发生反应。低级醇通过蒸发被移走，促使反应向聚合物表面结合方向进行，即成膜反应。钛酸酯上的其他烷基基团或官能团能进一步与聚合物上的其他含活性氢的部位反应形成更高级的钛酸酯构型的三维网状结构。

交联的聚合物能使干漆膜具有更好的耐老化性和耐擦性，并提高其物理和机械性能。通过选择合适的钛酸酯螯合物可以使水性乳胶涂料具有和溶剂型涂料相同的性能。钛酸酯与纤维素或水溶性聚合物交联可以控制水性涂料的触变性。用于油田中可以控制压裂凝胶流的粘度。钛酸酯可以取代硅烷能在高温水中使 EVA交联。

表面处理

钛酸酯能和含有活性氢官能团的无机物和无定形物质表面发生反应，并在其表面形成薄层或薄膜。该薄层的性质取决于钛酸酯的类型、用量和处理时的表面温度。为了使处理的矿物质和颜料获得最佳性能，优化用量非常重要。过量并不能获得更好的性能，在某些情况下适得其反。

经处理的矿物质和颜料等能很容易地分散在聚合物基体和树脂体系中，无论是水性和非水性体系，并能降低其粘度。对于塑料和橡胶配料混炼过程里，经过处理的矿物质和填料能在较低温度下更快速地完成配料混炼。良好的分散性能使体系容纳更多的矿物填料，从而使成品在性能不变的条件下降低成本。某些填料如氢氧化铝或氢氧化镁，须要很高的填充量才能具有良好的阻燃性能，从而可以避免使用含卤化合物阻燃剂，这在电线电缆行业中得到了广泛应用。另外，可以用较廉价的矿物质（如经处理的碳酸钙或滑石粉等）来代替较贵的材料（如二氧化硅），以降低材料成本。经过处理的铁的氧化物可以制备更好的橡塑磁性材料。

偶联

钛酸酯及钛酸酯偶联剂能通过形成化学键将有机物和无机表面结合在一起。钛酸酯经水解的烷基基团能与无机表面反应，而其有机官能团能与聚合物或树脂发生反应或相互作用。通过使用适当的钛酸酯及钛酸酯偶联剂可以提高涂料、胶粘剂和密封胶对玻璃、金属甚至塑料的粘合性（不像硅烷那样与塑料，尤其是非极性塑料如PE、PP等，不能相互作用）。使用钛酸酯能使某些金属粉末或碳黑与塑料（如丙烯酸树脂、LDPE等）偶联，增加在塑料中的填充量，能获得良好的导电性。钛酸酯能使塑料，如ABS、 PE、 PP、 PVC等，获得一定的抗静电性。

催化

在许多化学反应中，钛酸酯是良好的催化剂，尤其在酯化和酯交换反应中。不像酸碱催化反应，钛酸酯催化剂能最大程度地降低副反应和提高得率，同时成品具有满意的颜色和低气味。钛酸酯也能催化和交联多种树脂如聚烯烃、聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂、聚硅氧烷、聚碳酸酯等，以及羟醛缩合物。

四、高分子型聚合物

此类产品具有较多有机官能基，加上特殊结构设计，通常高OH值、高酸价及特殊柔韧性，以增进涂料对金属底材、无机底材或部份塑件的密着。另外也有一些高分子型密着促进剂还能提高对铝粉漆的绑银性及耐酒精性。涂料添加此类附着力促进剂在涂装后，因离子电荷快速迁移、润湿，渗透到底材表面，高温烘烤时与金属上氢键形成化学键，同时与氨基架桥剂反应，达到增进附着的作用。

五、氯化聚烯烃

 聚丙烯底材是高结晶、低极性及低表面能的材质，一般涂料不易附着。因此以极性相似的氯化聚烯烃，透过润湿，渗透、扩散及分子的运动作用，将氯化聚烯烃的聚合物与底材互溶，提高附着力；氯化聚烯烃结构如下图，其中改性基团如氯、丙烯酸或马来酸酐，可以改善与树脂体系兼容性及层间密着性。

选择合适的附着力促进剂时，需要考虑涂料的类型、底材的性质以及应用环境的特点。例如，对于水性涂料，应选择水性附着力促进剂；对于油性涂料，则应选择油性附着力促进剂。附着力促进剂的添加量通常为涂料总量的0.5%到3%，一般在涂料配制的早期阶段添加，以确保其能够在涂料中均匀分布。