遇水膨胀密封胶的研制及应用(样板)

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遇水膨胀密封胶的研制及应用
摘要
本文首先介绍了密封胶的分类与主要遇水膨胀的密封胶,简单介绍了包装用密封胶、建筑用密封胶、汽车用密封胶。

主要遇水膨胀密封胶中介绍了建筑用聚氨酯密封胶和建筑用聚硫密封胶。

然后着重介绍了单组份聚氨酯密封胶的制备及性能研究,分别从实验部分、制备部分、性能测试部分、潜固化剂改性聚氨酯密封胶的结果及讨论部分来分析单组份聚氨酯密封胶。

最后讨论了国内聚氨酯密封胶的研究进展,介绍了单组份聚氨酯密封胶和双组份聚氨酯密封胶两种密封胶。

并对各种密封胶的应用做了较详细的讨论。

关键词:遇水膨胀密封胶,单组份聚氨酯密封胶,双组份聚氨酯密封胶,研制,应用
When the water expansion sealant development and application
ABSTRACT
This paper firstly introduces the classification and main seal glue in water is expanding sealant, simply introduces packing seal glue, building sealant, automobile use sealing glue. Major in water is introduced in the expansive sealant pu sealants used together and architectural sulfur sealant.Then introduces a polyurethane sealant aggregate-organ, the synthesis and properties respectively from the results section, preparation part, performance testing part, latent curing agent modified polyurethane sealant results and discussion parts to analysis the aggregate-organ copies of polyurethane sealant.Finally discussed the domestic polyurethane sealant, introduces the research progress of polyurethane sealant and aggregate-organ of two-component polyurethane sealant two sealant.And has made the detailed discussion to each kind of sealant's application.
KEY WORDS: Under water expansion sealants, pu sealants, ca copies of two-component polyurethane sealant, development, using
目录
前言 (1)
第1章密封胶分类与主要遇水膨胀密封胶 (2)
1.1 密封胶的分类 (2)
1.1.1 包装用的密封胶 (2)
1.1.1 建筑用密封胶 (2)
1.1.2汽车用密封胶。

(2)
1.2 主要遇水膨胀密封胶 (3)
1.2.1聚氨酯密封胶 (3)
1.2.2聚硫密封胶 (3)
第2章单组分聚氨酯密封胶的制备及性能研究 (5)
2.1 实验部分 (5)
2.1.1实验原料及设备 (5)
2.1.2实验设备及型号 (5)
2.2聚氨酯密封胶的制备 (5)
2.2.1制备方法 (5)
2.3基本性能测试 (5)
2.3.1密封胶力学机械性能的测试 (6)
2.3.2差示扫描量热分析(DSC) (6)
2.3.3热失重分析(TG) (6)
2.3.4电子扫描电镜分析 (6)
2.4潜固化剂改性聚氨酯密封胶的结果及讨论 (6)
2.4.1潜固化剂改性聚氨酯密封胶的力学性能 (6)
第3章国内聚氨酯密封胶的研究进展 (14)
3.1 单组分聚氯酯密封胶 (14)
3.1.1 传统单组分聚氨酯密封胶 (14)
3.1.2 硅烷改性单组分聚氨酯密封胶 (15)
3.2双组分聚氨酯密封胶 (16)
3.2.1 蓖麻油基聚氨酯密封胶 (16)
3.2.2 丁(腈)羟聚氨酯密封胶 (16)
结论 (18)
谢辞 (19)
参考文献 (20)
外文资料翻译 (35)
前言
遇水膨胀防水密封胶是一种新型防水材料,它既有橡胶材料的弹性和延伸性,起弹性密封止水作用;又能遇水膨胀,达到以水止水的效果。

此类材料形态为不定型的膏状体,可用于各种形状的基面和不规则的缝隙中,固化后成为遇水膨胀的弹性体,发挥密封止水的功效。

国内外最先被认知的水膨胀防水密封胶是日本旭电化公司生产的牌号为P201的聚氨酯型遇水膨胀密封胶。

从上世纪80年代开始,P201在上海和北京等地被用于地下工程的防水止水,特别是在盾构法隧道施工中,用来治理管片接缝间的漏水和渗水。

此外,比利时De neef Conchem公司、德国BBZ公司和ITC公司等都生产水膨胀密封胶,国内有公司代理销售。

近年来,国内企业也开始生产此类材料,基本均为聚氨酯型遇水膨胀材料。

为规范此类材料的生产和应用,建设部正在制定行业标准《遇水膨胀密封胶》。

本文研究的是遇水膨胀防水密封胶的研制、性能以及发展过程,通过这个研究让我们更好的了解的遇水膨胀密封胶这种密封胶。

它在我们生活中用途非常广泛,发展前景非常好,是一种值得我们研究的密封胶,从而去更大的开阔市场。

第1章密封胶分类与主要遇水膨胀密封胶
1.1 密封胶的分类
1.1.1 包装用的密封胶
密封是包装的重要组成部分。

密封的好坏直接影响包装效果、包装物的贮存和寿命,甚至还影响包装物的信誉。

根据密封材料的形态和使用方式,大致可分为3类:垫圈密封、胶带密封和胶体密封。

它们均能达到防止液体泄漏、阻隔氧气、湿气、异味进入,防伪造、伪劣产品的目的。

尤其防伪密封是近年来正蓬勃兴起的包装密封技术。

它一般以热熔胶点封或压敏胶带粘封,包装一旦折除将无法恢复原状,从而可防止伪劣产品出现,保护消费者利益。

1.1.2 建筑用密封胶
建筑密封胶的基本类型:溶剂型、乳液型、无溶剂型、反应型、非硬化型、硬化型、自硫化型。

主要基料:丁基橡胶、氯丁橡胶、丙烯酸酯、丁苯橡胶、有机硅、桐油、亚麻油等油性腻子、热熔型-沥青基系列氧化硬化玻璃用油灰、有机硅(脱乙酸型、脱醇型、脱酮型、脱胺型)、聚氨酯、聚硫橡胶、有机硅橡胶、改性有机硅、聚氨酯。

缺点:①体积收缩大;②硬化时间不固定、无强韧性,在有伸缩的部位不适用、非弹性(中等)不适于用在伸缩部位。

优点:①从表面开始硬化,便于施工;②固化速度因温度、湿度而不同;③体积收缩不大,易发泡;①需要混合操作;②体积收缩率小;③固化较快;④施工温度影响固化速度。

1.1.3汽车用密封胶。

汽车用密封胶是现代汽车发动机维修中出现的新型密封材料,汽车用密封胶的种类繁多,它可应用于汽车的不同部位。

例如它可以很好的解决
汽车发动机的漏水、漏油和漏气等问题。

密封胶粘接和密封汽车的双重作用,是解决三漏(漏水、漏气、漏油)的有效措施。

密封胶在汽车生产中可
简化工艺,节省材料,增强构件强度,尤其在防震隔热、防腐、防锈、防漏、防松、降低噪音、减轻自重、舒适安全等方面有特殊作用,已成为现
代汽车生产中必不可少的材料。

汽车用密封胶可分为点焊用胶、车身密
封用胶、风窗密封胶、防渗油密封胶。

1.2 主要遇水膨胀密封胶
1.2.1聚氨酯密封胶
PU密封胶以它优异的性能,目前正处于优势地位,PU所用原材料多种多样,可根据用途进行设计和合成,并赋予它优异的耐油、耐磨、耐寒、耐化学品性能,同时它强度高,弹性好,绝缘,对氧和臭氧有较好的稳定性,耐辐射性能好,在建筑工业中,那些收缩和膨胀比较明显的地方和热胀冷缩性较大的材料(如铝、钢、玻璃、塑料等),需要用延伸率大、复原性好的弹性密封胶来满足材料或构件间的密封要求,而这正是PU 密封胶的一大优点。

而且,PU 密封胶对于一般建筑材料具有良好的粘接性,几乎可用于建筑的各个领域因此,从0年代末副现在,PU密封胶发展很快,以其品种多、性能好、档次齐而颇受欢迎。

1.2.2聚硫密封胶
聚硫齐聚物密封胶的特点是气密性优异,固化剂的用量允许误差范围宽,固化效果好.在使用之前,密封胶的各组份性能保持稳定。

空气中的湿度对聚硫齐聚物密封胶的固化速度影响很大,但对其最终性能没有影响。

在建筑工程中,以双组份形成成功地获得应用,使这种密封胶的优点得到充分的展示。

它被广泛应用于住宅建筑中“隐蔽型”户外预制墙板之间接缝的密封。

根据使用条件和按密封性能的长效原则对密封胶的应用提出了要求。

聚硫齐聚物在密封胶组成中所占的比例应不低于30~35% 当低于30% 时,密封胶的强度和粘接力明显降低,各批量密封胶性能的重现性也差。

使用含聚硫胶的聚酯TIIM一2,可制备含有2O% 聚硫齐聚物的密封胶。

这样组成的齐聚物不会损
坏台大量填料和增塑剂的密封胶的强度性能。

甚至当齐聚物的含量在15%时,密封胶性能也符合前苏联国家标准ΓOCT25621—83的要求。

第2章单组分聚氨酯密封胶的制备及性能研究
2.1 实验部分
2.1.1实验原料及设备
重钙(1500目):工业纯,南京欧米亚精细化工有限公司;
重钙(1250目):工业纯,南京欧米亚精细化工有限公司;
重钙(800目):工业纯,南京欧米亚精细化工有限公司;
钛酸酯偶联剂:工业级,江苏省化工研究所生产;
二丁基二月桂酸锡(DBTDL):化学纯,原上海试剂四厂;
双吗啉二乙基醚(DMDEE):工业纯,烟台万华北京研究院;
邻苯二甲酸二辛酯(DOP):工业纯,市售。

2.1.2实验设备及型号
多功能搅拌机:JD-333E,上海骏笛电器有限公司;
行星双轴搅拌器:PM-5,成都众和科技开发有限公司;
扫描电镜:SEM-505,荷兰Philips公司生产。

2.2聚氨酯密封胶的制备
2.2.1制备方法
将合成好的聚氨酯预聚体和经过表面处理的碳酸钙投入行星双轴搅拌器中,搅拌半小时,并于真空下脱除气泡,然后加入潜固化剂、增塑剂和催化剂等,真空下搅拌脱泡半小时。

搅拌均匀后去除真空,将制得的密封胶常温下密封储存。

2.3基本性能测试
2.3.1密封胶力学机械性能的测试
首先把预聚物或者密封胶流平制成薄膜,然后用GB/T 528标准A型切刀切出标准哑铃型试样。

按GB/T 528标准用电子万能拉力机测试密封胶拉伸强度、断裂伸长率。

硬度:按GB/T 531-1999测试。

2.3.2差示扫描量热分析(DSC)
样品质量为5~8mg,在氮气保护下,采用铝坩埚做参比,测定密封胶热力学性能。

升温速率为10℃/min,测量温度范围为-100~200℃,差示扫描量热仪是德国耐驰公司生产的DSC 204F1。

本文用差示扫描量分析,主要是用来研究增塑剂用量对聚氨酯密封胶玻璃化转变温度的影响。

2.3.3热失重分析(TG)
热重法是在程序控温下,测量物质的质量随温度的变化关系。

测量样品5~8mg,升温速率10℃/min,扫描范围是25~650℃,热重分析仪是德国耐驰公司生产的TG 209 F1。

2.3.4电子扫描电镜分析
电子扫描电镜的最大特点是焦深大,图像富有立体感,特别适合于物质表面形态的研究。

用扫描电镜扫描拉伸过的标准哑铃型试样的断面,分析填料分散性和密封胶断裂界面,扫描电镜是荷兰Philips公司生产的SEM-505。

2.4潜固化剂改性聚氨酯密封胶的结果及讨论
2.4.1潜固化剂改性聚氨酯密封胶的力学性能
2.4.1.1表面处理对密封胶性能的影响
分别用经钛酸酯偶联剂表面处理过的重质碳酸钙作为填料和未经表面处理过的重质碳酸钙作为填料制备聚氨酯密封胶,测试制得的密封胶试样拉伸强度、断裂伸长率和硬度等力学性能,填料添加的重量百分含量为27.1%,实验结果如表2-1所示。

表2-1表面处理对密封胶性能的影响
从表2-1可见,使用表面处理过的重质碳酸钙作为填料时,密封胶断裂伸长率高、硬度低,拉伸强度相差不大。

这主要是由于经表面处理过的重质碳酸钙亲油性增强,与预聚体相容性好,更易在高分子树脂中分散,使高分子间的活动性增强,从而导致密封胶的硬度降低,伸长率提高。

2.4.1.2填料粒径对密封胶力学性能的影响
填料的粒径对密封胶的力学性能影响很大,本文研究通过测800目、1250目和1500目经过表面处理的重质碳酸钙所制备的聚氨酯密封胶力学性能,比较填料粒径对密封胶力学性能的影响。

表3-2是测量的结果:表2-2不同粒径重质CaCO3配制的聚氨酯密封胶性能
从表2-2可以看出,不同粒径的碳酸钙填料对PU密封胶力学性能有很大的影响,粒径越小的填料制备的PU密封胶断裂伸长率和拉伸强度反而越低,这可能是填料在处理和在密封胶中分散时,由于工艺条件上的限制,粒径小的填料容易发生团聚,在密封胶固化后形成了较多的微小缺陷,造成密封胶的力学性能的下降。

解决填料分散性问题是提高密封胶力学性能关键因素之一,有文献报道不同填料的粒径与PU密封胶的触变性也有较大关系,粒径越小的填料制备的PU密封胶的触变性越好。

2.4.1.3填料用量对密封胶力学性能的影响
作为密封胶的填料,碳酸钙除了有补强的作用外,更重要的是还可以降低成本。

从降低成本的角度来讲,与聚氨酯预聚体相比,碳酸钙价格便
宜很多,所以填料的添加量越多越能节省成本。

但是,填料的添加量也并非越多越好。

本文通过实验考察了经过表面处理重质CaCO3的添加量与密封胶性能的关系。

表2-3重质碳酸钙添加量对密封胶力学性能的影响
从表2-3中可以看出,随着填料碳酸钙添加量的增加,密封胶的伸长率降低,硬度提高,拉伸强度先升高后又降低。

这是因为由于工艺条件的限制,密封胶分散时有团聚现象产生,团聚时只有表面上的填料与密封胶中的大分子发生了物理结合,随着填料用量的增加,团聚几率就会提高,在密封胶内部和表面形成的缺陷变多,这些缺陷在拉伸时是应力集中物,断裂时往往在这些缺陷处断裂,从而使密封胶的断裂伸长率大大降低。

这说明填料在添加量在一定范围内能改善密封胶的力学性能,对密封胶能起到一定的补强作用。

此外实验过程中还发现使用未处理过的重质碳酸钙时,当其添加的质量分数超过40%就开始出现混合困难,使用表面处理过的重质碳酸钙时,质量分数达到50%时,密封胶仍能保持良好的物理机械性能。

这主要是由于经过表面处理的重质碳酸钙表面亲油性增强,在聚氨酯预聚体中更容易分散,彼此间运动性也增强。

因此随着填料添加量的增加,密封胶仍可保持良好的力学性能。

综合考虑,填料添加量在30~50%比较合适。

2.4.1.4增塑剂用量对密封胶力学性能的影响
其它原料用量一定时,改变邻苯二甲酸二辛酯增塑剂用量制得一系列试样,测试式样的拉伸强度、断裂伸长率和硬度等力学性能,结果如表3-4所示。

表2-4增塑剂用量对对密封胶力学性能的影响
密封胶预聚体粘度很大,需要添加小分子溶剂降低密封胶的粘度,有文献报道用甲苯作为溶剂降低密封胶的粘度,但固化时甲苯是非反应物质,挥发到空气中,对环境造成污染。

实验中添加适量的邻苯二甲酸二辛酯可以降低密封胶的粘度,使其在易于施胶。

从表2-4可以看出,增塑剂用量在5.3~16.1%范围内时,随着邻苯二甲酸二辛酯用量的增加,密封胶的拉伸强度、邵氏硬度和粘接强度呈下降的趋势,断裂伸长率呈上升趋势。

预聚体与增塑剂混合后,固化时形成交联网络和硬段网络,分量较小的增塑剂被固定在整个网络中,也可以溶于聚醚软段相中。

聚氨酯交联网络空间只能容纳一定量的增塑剂,当增塑剂用量过量时,多余的增塑剂分子游离在体系中,阻碍交联,降低交联度,增加了短链分子的数量,同时也降低了高分子间的相互作用力,从而导致了如表2-4的结果。

2.4.1.5偶联剂用量对密封胶力学性能的影响
偶联剂分子由亲水和亲油两部分组成,亲水部分通过化学反应与无机填料、颜料结合,亲油部分与高分子发生化学反应而结合,把两种不同性质的化学物质结合起来,增加了填料与高分子间的相容性,偶联剂在中间起着连接桥梁的作用。

实验用的偶联剂是江苏省化工研究所生产的钛酸酯偶联剂。

处理方法是先将碳酸钙放入烘箱中,在120℃度下烘干8个小时,然后用针筒吸取异丙醇稀释过的钛酸酯偶联剂,将偶联剂喷洒在碳酸钙表面,并用榨汁机搅拌,搅拌均匀后放入烘箱中,慢慢升温,最后在100℃下烘干填料。

其它原料用量一定时,改变偶联剂用量制得一系列试样,测试其拉伸强度、断裂伸长率和硬度等力学性能,结果如表3-5所示。

表2-5偶联剂用量对密封胶力学性能的影响
从表2-5可以看出,偶联剂用量在0.8~1.5%范围内,随着偶联剂用量的增加,断裂拉伸强度、断裂伸长率和粘接强度先变大后减小,偶联剂用量对邵氏硬度影响不大。

原因可能是用偶联剂处理后,填料没有研磨,当其用量较少时,偶联剂处理后团聚发生的概率低,在分散到密封胶中时与预聚体间的物理结合性能好,当用量较多时,处理后的填料有部分的微小结块,在分散到密封胶中后,这些微小的结块就是缺陷,在拉伸时表现为应力集中,因此就出现了表2-5中的实验结果。

2.4.2聚氨酯密封胶的热性能
聚合物的熔融转变温度(Tm)、玻璃化转变温度(Tg)、粘流温度(Tf)和热分解温度(Td)是聚合物热分析研究的重点。

密封胶属于橡胶弹性体的一种,玻璃化温度是其使用下限。

在玻璃化转变时,聚合物的比热容、自由体积、弹性模量、热膨胀系数等都会发生一个突变,通常就是利用高聚物的突变来测量其玻璃化转变温度。

由于聚氨酯密封胶的玻璃化转温度变低于室温,用液氮将聚氨酯密封胶冷却到低温后,从低温开始扫描DSC曲线。

2.4.2.1差示扫描量热法(DSC)
聚合物的玻璃化转变温度常用DSC来测量,玻璃化转变时,热容量变大,基线向吸热方向偏移。

增塑剂含量分别为5.3%、7.2%和16.1%(分别记为A、B和C)的聚氨酯密封胶DSC图见图2-1。

玻璃化转变温度的确定是基于在DSC曲线上基线的偏移,出现一个台阶。

玻璃化转变前后的基线延长,两基线间的垂直距离叫阶差。

曲线上半阶差处所对应的温度作为密封胶的玻璃化转变温度。

按照这种方法确定的A、B和C三个样品的玻璃化温度与增塑剂用量的关系见表2-6。

表2-6增塑剂用量与玻璃化转变温度的关系
从表2-6可以看出,随着增塑剂用量的增加,密封胶的玻璃化转变温度层降低的趋势,这主要是因为增塑剂是小分子物质,小分子量的物质加入,降低了聚合物之间的相互作用力,聚合物分子可以在小分子中舒展开来,高分子链段更容易运动,同时随着增塑剂用量的增加,密封胶固化后交联密度减小,所以低温玻璃化温度随增塑剂用量增加而降低。

2.4.2.2热重分析(TG)
对增塑剂含量分别为5.3%、7.2%和16.1%(对应TG曲线上C、B和A 三个样品)的聚氨酯密封胶进行热失重分析,测试的TG曲线见图2-2。

图2-2不同增塑剂含量的聚氨酯密封胶的TG曲线
试样的外延起始分解温度是曲线下降段切线与基线延长线交点,外延终止分解温度是下降段切线与最大失重线延长线交点。

增塑剂用量与外延起始分解温度和外延分解终止温度的关系见表2-7。

表2-7增塑剂用量与分解温度的关系
从表2-7可以看出,随着增塑剂用量的增加,外延起始分解温度层下降趋势,而外延终止分解温度变化很小。

主要是因为聚氨酯密封胶分解时分为两个阶段,第一阶段为聚氨酯硬段分解,硬段分解完毕后,开始第二阶段的分解,第二阶段的分解应为软段分解。

随着增塑剂用量的增加,聚氨酯密封胶交联密度减小,耐热性降低,因此外延起始分解温度随着增塑剂添加量的增加而降低。

密封胶热分解的第二阶段,增塑剂已经全部挥发完,此时增塑剂的添加量对外延终止分解温度基本没有影响,外延终止分解温度差别很小。

2.4.3扫描电镜分析
用扫描电镜分析潜固化剂改性聚氨酯密封胶,扫描结果见图2-3。


2-3潜固化剂改性聚氨酯密封胶的SEM照片
图2-3 潜固化剂改性聚氨酯密封胶扫描图
图2-3中的A是没有添加填料预聚体试样拉伸断裂面的SEM照片,B 是添加了没有经过表面处理填料的聚氨酯密封胶试样拉伸断面的SEM照片,C是添加了经钛酸酯偶联剂处理过填料的聚氨酯密封胶试样拉伸断面的SEM照片。

从图2-3可以看出没有添加填料的和添加未经处理过填料的试样拉伸断面都有微小的裂纹,而加入经钛酸酯处理过填料的试样C拉伸断面有凹陷的小坑。

A和B试样拉伸断面有裂纹,说明密封胶在拉伸断裂时是偏向脆性断裂,试样C有凹陷的小坑,而试样B却没有,说明经过处理后的碳酸钙与预聚体的物理结合较好为韧性断裂,填料在一定程度上起到了补强作用,但添加了填料的试样B和C的SEM照片上分散相填料(白点)粒径不均匀,这些缺陷都是填料分散不均匀所致。

第3章国内聚氨酯密封胶的研究进展
3.1 单组分聚氯酯密封胶
单组分室温湿汽固化型密封胶近年来成为研究热点,这主要是由于以下几个原因:a.胶中不含溶剂,施工时无收缩,且其为弹性密封,断裂伸长率可达到400%以上;b.这种材料极性高,粘接力强,剪切强度可达2 MPa(虽然环氧胶的强度可以达到很高,但弹性差);c.这类胶固化过程因
气体,既无溶剂挥发也无吸收空气中水分而产生交联,只释放微量的C0
2
渗出物,不会对基材和环境造成污染,属环保型绿色产品;d.因为是单组分,无须现场计量调配,施工简便,生产效率高。

3.1.1 传统单组分聚氨酯密封胶
孙禹等人以分子质量2000~3000的二、三官能度聚醚(三官能度聚醚在30%~60%之间),邻苯二甲酸二辛酯及TDI反应制得预聚体,再加入30%的复合填料、自制催化剂制得密封胶,其剪切强度可达1.96 MPa(铝一铝),(20±2)℃、相对湿度>50%时,表于时间60 min固化后伸长率高于500%,25℃下可贮存180 d,用于太阳能电池和汽车上作防水密封。

屈增禄等人在单组分聚氨酯密封胶的研制工作开始较早,其产品较早用于建筑物和冷库的嵌缝、汽车制造、汽车空调机和燃气仪表组装。

尚东升还采用较高分子质量高活性聚醚、锡类催化剂、脂肪酸矿物油脂等增塑
(2%)和一种反剂及TDI、MDI制出预聚体,然后加入国产普通气相SiO
2
应型辅助触变剂(0.35%~0.50%)。

由于辅助触变剂的加入,降低了气,的用量,密封胶的触变性优良,减少或消除了开裂现象,降低了相SiO
2
成本,改善了性能。

该胶邵氏A硬度26~28,伸长率≥500%,拉伸强度1.0~1.4MPa。

魏克超等人研制的无溶剂、快固型密封胶成功地应用于汽车、仪表行业,替代了进口。

该胶采用了自制的催化剂(用量0.3%)消粘时间为0.5~2h,存放6个月后挤出良好,邵氏A硬度40~50,伸长率300%~400%。

李西忠等人以3种聚醚210#、220#、330#及TDI等反应制得预聚体,
再加入各种助剂制得不于性、触变性聚氨酯密封胶,具有耐压(大于12 MPa)、耐温(一40~150℃)、耐油、防振等特点,可用于机床、机动车辆、暖气、煤气、水管管道的安装和密封,可有效防止油、气泄漏。

3.1.2 硅烷改性单组分聚氨酯密封胶
传统的单组分密封胶受湿气影响较大,固化速度慢,由于固化时释放气体,胶层起泡且耐热性差,在无孔材料表面(如玻璃、金属等)应出C0
2
用时不尽如人意。

近来,将聚氨酯通过硅烷改性制成密封胶成为密封胶研究的一个重要发展方向。

其改性原理是将聚氨酯链端的NCO基团转化为有机硅基团,得到不含游离NCO基的改性聚氨酯。

这种密封胶具有良好的力学性能和优越的耐候性,耐紫外线性。

由于改性物分子中含有硅氧键(Si — O— Si)链段,耐水解和耐化学品性能优良。

可水解硅烷生成的硅醇(一SiOH)基团可与玻璃表面的硅醇反应,结合成牢固的硅氧(Si— O— Si)链段,因而可用于汽车挡风玻璃、后窗玻璃与金属框架的胶接密封。

近年来,其可粘接对象已扩展到PVC、尼龙、聚碳酸酯、玻璃纤维、ABS等多种塑料。

夏磊等人用聚环氧丙烷二元醇(PPO,Mn≈2000)和TDI合成端异氰酸酯预聚体,再加入过量5%~10%的KH一550制得硅烷化聚醚而后加入固化催化剂室温湿气固化制的。

这种密封胶的断裂强度大大超过了丙烯酸密封胶,也超过了硅酮密封胶;断裂伸长率超过了聚硫密封胶,柔性也较聚硫的好,且具有成本较低、环境友好等优点。

陈尔凡等人以水敏性硅烷改性聚氨酯制得粘合剂并考查了其对玻璃等基材的粘接性能,实验表明,该胶对玻璃的粘接强度比普通聚氨酯密封胶的粘接强度高1.5倍,且这种硅烷改性聚氨酯胶的耐水性优异。

李永德的研究表明:随烷氧基硅烷封端比例的提高,NCO含量降低,因而能有效地减小密封胶的发泡,而表干时间延长;随封端比例的提高,密封胶拉伸强度提高的同时断裂伸长率降低,综合各种因素,采用的烷氧基硅烷封端比例以10%左右为宜,聚氨酯预聚物中三元醇的比例不应高于50%,这样可以制得性能较好而成本较低的弹性密封胶。

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