硅烷化聚氨酯密封胶的研究进展_史小萌
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4 硅烷改性密封胶的配制
硅烷改性聚合物为液态流体 ,湿气 可固化为柔软橡胶状 材料 ,延伸率相对较 低 ,剪切和拉伸强度也不高 , 但通过密封 胶配方设计 ,加入补 强剂 、填料和其它助剂后制备的密 封胶 , 在物理性 能上将产生 明显变化 。高 性能密封胶 的功能性 ,取 决于配方设计和主要成分的选择 ,主要成分及作用如下[12] :
(1)硅烷改 性聚合物 :作 为密封 胶的基础 关键是 功能性 官能团 、主链结构和分子量的选择 ;
(2)补强填料 :主要 作用是增加密封胶强度 、耐化学性并 改善粘流状态 ,获得 建筑接缝密封施工需要的触变性和挤出 性 ,也可在一定程度 上降低成本 。可供选择的填料有碳 酸钙 、 碳黑 、二氧化硅等 ;
同硅改性聚醚密封胶相似 , 硅烷氧改性聚氨酯是 将聚氨 酯端接可水解的硅烷制得 , 制备的密封胶在一定的相 对湿度 下 , 通过水气的作用进行交联固化 ,反应过程如下 :
美国专 利报道 , 一种硅 烷封端率 为 5 %～ 10 %的硅 烷改 性聚氨酯 ,制成的密封胶也有很好的力学性能和粘接性[11] 。
(d)采用双金属 催化剂合 成高分子 量端羟 基聚醚 , 然后
将羟基转化为端烯丙基 ,经硅氢加成制成端羟基聚醚 。 其中 , a 法所用聚醚分子 量较低 ,制成的有机硅改性聚醚
主链中含多个氨基甲酸酯基团 , 易形成氢键 ,聚合物粘 度大 , 配制密封 胶时填料加 入量相对 减少 , 混合操作 也较难 , 且由 于存在 N -H 键 ,硅氢 化反应只能用甲基 二甲氧基硅烷类化 合物 ;a 法的缺点可用 b 法避免 , 但必须除去 副产物盐 , 工艺 复杂性增加 ;c 法与 a 、b 法比较 ,由 于所用聚 醚分子量较 高 , 分子链上所含氨基甲酸酯基团少 , 可由偶联剂进行一次偶联 反应 ,对聚合物粘度 影响不大 ,且无偶联反应的副产物 ,工艺 操作较为 简单 ;d 法 以双金属 催化剂 合成高 分子量(8000 以 上)的聚醚 , 将聚醚的端羟基转变为烯丙基 , 不用二氯甲烷偶 联增加分子量 ,又无 氨酯键偶联点 ,可大幅减少副产物 盐类 , 有利于提高交联产物柔性 ,可制备模量较低的密封胶 。
性聚氨酯(SPU)及制备硅烷化聚氨酯密封胶的研究 。
关键词 :密封胶 ;硅烷化改性 ;聚氨酯 ;聚醚
中图分类号 :TU57+8
文献标识码 :B
文章编码 :1001 -702X(2003)02 -0044 -04
1 硅烷化聚氨酯密封胶发展概况
我国最早用于建筑的是聚硫型建筑结构 接缝密封用胶 , 以后 相继发展 了丙烯酸 、硅酮 和聚氨酯等 高性能密 封胶 , 其 品种和数 量越来越多 , 发展十分迅速 , 1990 年 总量约 2000 t , 1995 年为 6000 ～ 10000 t , 到 2001 年估 计达 到 4 万 ～ 5 万 t 。 其中 以硅酮型 密封胶发展 最快 , 已成为年 产量 2 .5 万 ～ 3 .0 万 t 的最大胶种 。由于硅酮型密封胶已进入规模化生产 , 在建 筑上的大量使用有时会超出 应有的功能范围(如用于 石材接 缝 、机场跑道接缝 、混凝土结构缝等 ,造成污染 、腐蚀 , 形成隐 患)。我国聚氨 酯密封胶粘 接性能稳 定 ,弹 性优良 , 具有 抗撕 裂 、耐磨 、抗穿刺性 ,对基材不污染 , 耐酸碱和有机溶剂 , 可涂 漆 , 对石材及混凝土无腐蚀 , 但由于贮存性要求较高 , 人们对 其长 期耐湿热 性不放心 , 且产 品发展时间 短 , 至今尚未 形成 大批量生产 。市场对发展综合功能与经济性更优的改 性密封 胶提 出了需求 ,以 有效改善和 提高密封适 应性和可 靠性 , 用 于建筑防水 、防火 、绝缘 、防霉 、抗污染密封等[1] 。目前 ,硅烷改 性聚合 物的研究十分活跃 ,如硅 烷改性聚 醚(MS)、硅烷 改性 聚氨酯(SPUR)等 。其中 SPUR 是 以聚氨酯为主链通过 硅烷封 端改 性 , 是一个重 要的发展方 向 , 该类密封胶 按端基和 固化 机制可纳入改性硅酮类 ,但往往按主链结构归入聚氨酯类[2] , 在国外这类密封胶发展迅速 , 已形成产品市场 。
· 44 · 新型建筑材料 2003 .2
Water -proof Materials and Construction 防水材料与施工
醚密封胶基胶的合成是通过 将聚醚端接可水解的硅烷 , 按一 般制备密封胶的工艺 , 加入各种填料 、增塑剂 、触变剂 和催化 剂等 ,经混合分散制备成硅烷改性聚醚密封胶[10] 。硅氧烷封端 固化的改性聚合物可有 2 个端烷氧基 ,也可以 有 3 个 端烷氧 基 ,固化后柔韧性和模量有差别 ,一般来讲 , 3 个烷氧基封端的 预聚物固化后较硬 , 相对模量高 、柔性低 ,而 2 个烷氧 基封端 的预聚物固化后 , 相对柔性和延伸性较好[5] 。其固化机理如下 :
20 世纪七八十年代 , 硅改性聚醚密封胶技术在日本发展 迅速 ,产 品开发早 ,已有 大量的专 利报道 , 并于 80 年代 进入 市场 。最初开发 出商品名为“钟化 MS 聚合物”的硅改性 聚醚 密封胶 ,作为高 性能的弹性 体密封胶 , 1981 年曾用于高 层建
收稿日期 :2002 -09-21 作者简介 :史小萌 , 男 , 硕士研究生 , 从事硅烷化聚氨酯密封胶和遇水 膨胀聚氨酯密封胶方面的研究 。地址 :清华大学 28#楼 207 室 , 电话 : 13911515848 。
3 硅烷改性密封胶基础聚合物合成原理和 技术路线
3.1 硅烷改性聚醚密封胶
硅烷 改性聚醚密 封胶的基础 聚合物 是合成 端烷氧 基聚 醚 , 可通过以下方法实现 :
(a)采用端 -NCO 聚醚预聚体与烯丙醇反应合成 端双键 聚醚 ,在 氯铂酸催 化作用下同 有机硅化合 物(如甲基二 甲氧 基硅烷)进行硅氢加成反应 ,制备端硅氧烷聚醚 。
(b)将分子 量较低 的端羟 基聚 醚用 Wiliamson 醚合成 法 与碱金属或碱金属氢氧化物 反应 ,以二氯甲烷偶联倍 增其分 子量 ,再 同烯丙基 氯反应生成 端双键聚醚 ,经 硅氧加成 反应 制成端硅氧烷基聚醚 。
(c)先合成一端为双键 、一端为羟基的高 分子量聚醚 , 然 后用 偶联剂(如二 异氰酸酯等)倍 增为分子量 更大的端 双键 聚醚 , 经硅氢加成反应制成端硅氧烷基聚醚 。
我国关于硅烷改性密封胶的研究还不多 , 目前已知的有 黎明化工研究院和广州化学所在从事该项研究 , 但还需要进 一步的深入研究 。
2 硅烷改性密封胶的改性原理
一般来讲 ,硅改性密封胶主要有 2 种 , 一种是对聚醚进行 硅氧烷封端改性 ;另一种就是对聚氨酯进行硅氧烷封端改性 。 2 种改性密封胶合成 、制备方法和性能各有不同 。硅烷改性聚
(3)增塑剂 :主要作 用是调整产品硬度和模量 , 主要有邻 苯二甲酸酯类和氯化石蜡等 ;
(4)颜料 :主要作用 是着色 ,制成相同 于被粘物或涂料颜 色的密封胶 , 如用二氧化钛 、氧化铁 、碳黑等 ;
(5)固化催化剂 :提 高密封胶固化速度 , 一般采用有机锡
N E W B U I LD I N G M A T E RI A LS · 45 ·
筑物 Dai -Ichi Kangyo 银行东京总部 ,其良好的性能受到了市 场认可 。至 1996 年 ,日 本市场上硅改性聚 醚密封胶的占有率 已达到 36 %,超过了聚氨酯和硅酮密封胶 。
欧洲和美国硅烷改性密封胶也相继发展 ,德国的汉高 、德 固萨和美国 Witco 、Crompton 等公司都有硅改性密封胶产品 ,其 中 ,德国的德固萨公司开发了硅改性聚醚密封胶 , 通过向硅改 性聚醚密封胶中添加各种合适粘接促进剂 ,有效地改善了密封 胶的粘接性能和力学性能 ,具有较完善的产品技术[3-4] 来自百度文库美国新 一代的硅改性聚氨酯密封胶 , 将聚氨酯链端的 -NCO 基团转化 为可水解的有机硅基团 ,以硅烷的固化机制代替异氰酸酯固化 机制 。1971 年 Hale 等人曾报道联碳公司实验室开发出由功能 性硅烷与端 -NCO 预聚体反应 ,得到不含游离 -NCO 基的硅改 性聚氨酯[5] 。近年来 ,美国 Witco 公司利用其研制的含有独特的 官能基的烷氧硅烷 , 发展了硅烷改性聚氨酯的技术(SPURSM), 用官能性硅烷封端聚氨酯 ,配制成高低不同模量的密封胶 ,性 能优异并对环境友好 , 具有很大的市场潜力[6 -7] 。新近 , 美国的 Crompton 公司又相继开发新型硅烷化封端的硅烷改性聚氨酯 密封胶 , 该密封胶采用新型封端剂(N -乙基 -γ-氨异丁基三 甲氧基硅烷)[8 -9] ,其封端效率高 ,封端后固化速度快 ,由于它只 含有仲胺基而不含伯胺基 ,所以封端后不会使聚氨酯预聚体过 分增粘 ,技术较先进 。2001 年 5 月 SWISS BONDING 01国际技术 会议上报告了 SPU 聚合物的最新进展 ,展示了密封胶新产品 , 该类产品的开发和研究仍是粘接密封材料的一个课题 。
防水材料与施工 Water -proof Materials and Construction
类和 有机钛类 化合物 , 如二月 桂酸二丁基 锡 、辛酸亚锡 和钛 酸 丁酯等 , 当同 时加入 一定 量月 桂胺组 成的 复合型 固化 剂 时 , 可获得更好的效果 ;
(6)其 它助剂 :用以 改善密封胶 的综合 性能 , 如触 变剂 、 增粘剂 、耐热防老剂 、抗氧剂 、防 UV 老化稳定剂等 。
3 .2 硅改性聚氨酯
硅改性 聚氨 酯的合 成 要分 2 步 , 一 是合 成聚 氨酯 预聚 体 ,二是合成硅烷封端的聚氨酯[12] 。具体步骤如下 :
第 1 步 , 聚醚与一 定量的二异 氰酸酯 反应合 成聚氨 酯 , -NCO/-OH 比例 控制在大 于 1 或小于 1 ,分 别制成 端基为 -NCO 或 -OH 的聚氨酯预聚物 ;
5 硅烷改性聚氨酯密封胶的性能优势
5.1 基础聚合物和密封胶产品可按期望的性能要 求设计
合成 的基础聚合 物可采用分 子量和 结构不 同的聚 醚主 链 ,活性端基也可采用同 -NCO 或 -OH 反应的性能各异的硅 氧烷化合物 , 最终产品可以含也可以不含游离 -NCO 的硅改 性聚氨酯[5] , 密封胶基础聚合物 的化学结构可按期望 性能要 求设计 ,活性功能端基也可有目标的选择 ,并通过密封胶的配 方设计 ,充分发挥硅酮及聚氨酯两类聚合物的性能优势 , 并补 偿其不足 ,获得性能优异的产品 。如近年美国 Witco 公司利用 其研制的含有独特的官能基 的烷氧硅烷 ,发展了硅烷 改性聚 氨酯 (SPURSM)技术 , 充分利用了 硅 —碳键 的疏水性降 低预 聚物对湿气的敏感 , 配制成贮存稳定 、对环境友好 、模 量高低 不等的功能性密封胶 。值得重视的是密封胶的模量 ,我国和日 本均已采用 ISO 11600 标准按模量和位移能力对建筑 密封胶 产品进行分级和要求 , 建筑接缝密封更多的使用低模 量密封 胶 ,当接缝伸缩变形位移时能较好地随同变形 ,降低粘结体界 面的应力 ,避免自身或被粘物破坏引起密封失效 ,硅烷改性聚 氨酯可较方便地配制出高 、中 、低不同模量的产品 。
第 2 步 , 同功能性 有机硅烷反 应 。对端基 为 -NCO 的预 聚体 ,可加入氢活泼性的有 机功能硅烷 ,如 Witco 公司生产的 Silquest Y -9669 硅烷 (N -苯 基 -r -氨丙 基三 甲氧 基硅 烷) , 使可水解性硅烷端接聚氨酯预聚体 , 反应可持续到聚氨 酯 -NCO 完全消失 。
防水材料与施工 Water -proof Materials and Construction
硅烷化聚氨酯密封胶的研究进展
史小萌 , 马启元 , 戴海林
(清华大学化工系, 北京 100084)
摘要 :综述了硅烷化 密封胶的改性机理 、性能优势 、特点及目 前国内外发展 状况 , 着重叙述 以硅氧烷封端 改
硅烷改性聚合物为液态流体 ,湿气 可固化为柔软橡胶状 材料 ,延伸率相对较 低 ,剪切和拉伸强度也不高 , 但通过密封 胶配方设计 ,加入补 强剂 、填料和其它助剂后制备的密 封胶 , 在物理性 能上将产生 明显变化 。高 性能密封胶 的功能性 ,取 决于配方设计和主要成分的选择 ,主要成分及作用如下[12] :
(1)硅烷改 性聚合物 :作 为密封 胶的基础 关键是 功能性 官能团 、主链结构和分子量的选择 ;
(2)补强填料 :主要 作用是增加密封胶强度 、耐化学性并 改善粘流状态 ,获得 建筑接缝密封施工需要的触变性和挤出 性 ,也可在一定程度 上降低成本 。可供选择的填料有碳 酸钙 、 碳黑 、二氧化硅等 ;
同硅改性聚醚密封胶相似 , 硅烷氧改性聚氨酯是 将聚氨 酯端接可水解的硅烷制得 , 制备的密封胶在一定的相 对湿度 下 , 通过水气的作用进行交联固化 ,反应过程如下 :
美国专 利报道 , 一种硅 烷封端率 为 5 %～ 10 %的硅 烷改 性聚氨酯 ,制成的密封胶也有很好的力学性能和粘接性[11] 。
(d)采用双金属 催化剂合 成高分子 量端羟 基聚醚 , 然后
将羟基转化为端烯丙基 ,经硅氢加成制成端羟基聚醚 。 其中 , a 法所用聚醚分子 量较低 ,制成的有机硅改性聚醚
主链中含多个氨基甲酸酯基团 , 易形成氢键 ,聚合物粘 度大 , 配制密封 胶时填料加 入量相对 减少 , 混合操作 也较难 , 且由 于存在 N -H 键 ,硅氢 化反应只能用甲基 二甲氧基硅烷类化 合物 ;a 法的缺点可用 b 法避免 , 但必须除去 副产物盐 , 工艺 复杂性增加 ;c 法与 a 、b 法比较 ,由 于所用聚 醚分子量较 高 , 分子链上所含氨基甲酸酯基团少 , 可由偶联剂进行一次偶联 反应 ,对聚合物粘度 影响不大 ,且无偶联反应的副产物 ,工艺 操作较为 简单 ;d 法 以双金属 催化剂 合成高 分子量(8000 以 上)的聚醚 , 将聚醚的端羟基转变为烯丙基 , 不用二氯甲烷偶 联增加分子量 ,又无 氨酯键偶联点 ,可大幅减少副产物 盐类 , 有利于提高交联产物柔性 ,可制备模量较低的密封胶 。
性聚氨酯(SPU)及制备硅烷化聚氨酯密封胶的研究 。
关键词 :密封胶 ;硅烷化改性 ;聚氨酯 ;聚醚
中图分类号 :TU57+8
文献标识码 :B
文章编码 :1001 -702X(2003)02 -0044 -04
1 硅烷化聚氨酯密封胶发展概况
我国最早用于建筑的是聚硫型建筑结构 接缝密封用胶 , 以后 相继发展 了丙烯酸 、硅酮 和聚氨酯等 高性能密 封胶 , 其 品种和数 量越来越多 , 发展十分迅速 , 1990 年 总量约 2000 t , 1995 年为 6000 ～ 10000 t , 到 2001 年估 计达 到 4 万 ～ 5 万 t 。 其中 以硅酮型 密封胶发展 最快 , 已成为年 产量 2 .5 万 ～ 3 .0 万 t 的最大胶种 。由于硅酮型密封胶已进入规模化生产 , 在建 筑上的大量使用有时会超出 应有的功能范围(如用于 石材接 缝 、机场跑道接缝 、混凝土结构缝等 ,造成污染 、腐蚀 , 形成隐 患)。我国聚氨 酯密封胶粘 接性能稳 定 ,弹 性优良 , 具有 抗撕 裂 、耐磨 、抗穿刺性 ,对基材不污染 , 耐酸碱和有机溶剂 , 可涂 漆 , 对石材及混凝土无腐蚀 , 但由于贮存性要求较高 , 人们对 其长 期耐湿热 性不放心 , 且产 品发展时间 短 , 至今尚未 形成 大批量生产 。市场对发展综合功能与经济性更优的改 性密封 胶提 出了需求 ,以 有效改善和 提高密封适 应性和可 靠性 , 用 于建筑防水 、防火 、绝缘 、防霉 、抗污染密封等[1] 。目前 ,硅烷改 性聚合 物的研究十分活跃 ,如硅 烷改性聚 醚(MS)、硅烷 改性 聚氨酯(SPUR)等 。其中 SPUR 是 以聚氨酯为主链通过 硅烷封 端改 性 , 是一个重 要的发展方 向 , 该类密封胶 按端基和 固化 机制可纳入改性硅酮类 ,但往往按主链结构归入聚氨酯类[2] , 在国外这类密封胶发展迅速 , 已形成产品市场 。
· 44 · 新型建筑材料 2003 .2
Water -proof Materials and Construction 防水材料与施工
醚密封胶基胶的合成是通过 将聚醚端接可水解的硅烷 , 按一 般制备密封胶的工艺 , 加入各种填料 、增塑剂 、触变剂 和催化 剂等 ,经混合分散制备成硅烷改性聚醚密封胶[10] 。硅氧烷封端 固化的改性聚合物可有 2 个端烷氧基 ,也可以 有 3 个 端烷氧 基 ,固化后柔韧性和模量有差别 ,一般来讲 , 3 个烷氧基封端的 预聚物固化后较硬 , 相对模量高 、柔性低 ,而 2 个烷氧 基封端 的预聚物固化后 , 相对柔性和延伸性较好[5] 。其固化机理如下 :
20 世纪七八十年代 , 硅改性聚醚密封胶技术在日本发展 迅速 ,产 品开发早 ,已有 大量的专 利报道 , 并于 80 年代 进入 市场 。最初开发 出商品名为“钟化 MS 聚合物”的硅改性 聚醚 密封胶 ,作为高 性能的弹性 体密封胶 , 1981 年曾用于高 层建
收稿日期 :2002 -09-21 作者简介 :史小萌 , 男 , 硕士研究生 , 从事硅烷化聚氨酯密封胶和遇水 膨胀聚氨酯密封胶方面的研究 。地址 :清华大学 28#楼 207 室 , 电话 : 13911515848 。
3 硅烷改性密封胶基础聚合物合成原理和 技术路线
3.1 硅烷改性聚醚密封胶
硅烷 改性聚醚密 封胶的基础 聚合物 是合成 端烷氧 基聚 醚 , 可通过以下方法实现 :
(a)采用端 -NCO 聚醚预聚体与烯丙醇反应合成 端双键 聚醚 ,在 氯铂酸催 化作用下同 有机硅化合 物(如甲基二 甲氧 基硅烷)进行硅氢加成反应 ,制备端硅氧烷聚醚 。
(b)将分子 量较低 的端羟 基聚 醚用 Wiliamson 醚合成 法 与碱金属或碱金属氢氧化物 反应 ,以二氯甲烷偶联倍 增其分 子量 ,再 同烯丙基 氯反应生成 端双键聚醚 ,经 硅氧加成 反应 制成端硅氧烷基聚醚 。
(c)先合成一端为双键 、一端为羟基的高 分子量聚醚 , 然 后用 偶联剂(如二 异氰酸酯等)倍 增为分子量 更大的端 双键 聚醚 , 经硅氢加成反应制成端硅氧烷基聚醚 。
我国关于硅烷改性密封胶的研究还不多 , 目前已知的有 黎明化工研究院和广州化学所在从事该项研究 , 但还需要进 一步的深入研究 。
2 硅烷改性密封胶的改性原理
一般来讲 ,硅改性密封胶主要有 2 种 , 一种是对聚醚进行 硅氧烷封端改性 ;另一种就是对聚氨酯进行硅氧烷封端改性 。 2 种改性密封胶合成 、制备方法和性能各有不同 。硅烷改性聚
(3)增塑剂 :主要作 用是调整产品硬度和模量 , 主要有邻 苯二甲酸酯类和氯化石蜡等 ;
(4)颜料 :主要作用 是着色 ,制成相同 于被粘物或涂料颜 色的密封胶 , 如用二氧化钛 、氧化铁 、碳黑等 ;
(5)固化催化剂 :提 高密封胶固化速度 , 一般采用有机锡
N E W B U I LD I N G M A T E RI A LS · 45 ·
筑物 Dai -Ichi Kangyo 银行东京总部 ,其良好的性能受到了市 场认可 。至 1996 年 ,日 本市场上硅改性聚 醚密封胶的占有率 已达到 36 %,超过了聚氨酯和硅酮密封胶 。
欧洲和美国硅烷改性密封胶也相继发展 ,德国的汉高 、德 固萨和美国 Witco 、Crompton 等公司都有硅改性密封胶产品 ,其 中 ,德国的德固萨公司开发了硅改性聚醚密封胶 , 通过向硅改 性聚醚密封胶中添加各种合适粘接促进剂 ,有效地改善了密封 胶的粘接性能和力学性能 ,具有较完善的产品技术[3-4] 来自百度文库美国新 一代的硅改性聚氨酯密封胶 , 将聚氨酯链端的 -NCO 基团转化 为可水解的有机硅基团 ,以硅烷的固化机制代替异氰酸酯固化 机制 。1971 年 Hale 等人曾报道联碳公司实验室开发出由功能 性硅烷与端 -NCO 预聚体反应 ,得到不含游离 -NCO 基的硅改 性聚氨酯[5] 。近年来 ,美国 Witco 公司利用其研制的含有独特的 官能基的烷氧硅烷 , 发展了硅烷改性聚氨酯的技术(SPURSM), 用官能性硅烷封端聚氨酯 ,配制成高低不同模量的密封胶 ,性 能优异并对环境友好 , 具有很大的市场潜力[6 -7] 。新近 , 美国的 Crompton 公司又相继开发新型硅烷化封端的硅烷改性聚氨酯 密封胶 , 该密封胶采用新型封端剂(N -乙基 -γ-氨异丁基三 甲氧基硅烷)[8 -9] ,其封端效率高 ,封端后固化速度快 ,由于它只 含有仲胺基而不含伯胺基 ,所以封端后不会使聚氨酯预聚体过 分增粘 ,技术较先进 。2001 年 5 月 SWISS BONDING 01国际技术 会议上报告了 SPU 聚合物的最新进展 ,展示了密封胶新产品 , 该类产品的开发和研究仍是粘接密封材料的一个课题 。
防水材料与施工 Water -proof Materials and Construction
类和 有机钛类 化合物 , 如二月 桂酸二丁基 锡 、辛酸亚锡 和钛 酸 丁酯等 , 当同 时加入 一定 量月 桂胺组 成的 复合型 固化 剂 时 , 可获得更好的效果 ;
(6)其 它助剂 :用以 改善密封胶 的综合 性能 , 如触 变剂 、 增粘剂 、耐热防老剂 、抗氧剂 、防 UV 老化稳定剂等 。
3 .2 硅改性聚氨酯
硅改性 聚氨 酯的合 成 要分 2 步 , 一 是合 成聚 氨酯 预聚 体 ,二是合成硅烷封端的聚氨酯[12] 。具体步骤如下 :
第 1 步 , 聚醚与一 定量的二异 氰酸酯 反应合 成聚氨 酯 , -NCO/-OH 比例 控制在大 于 1 或小于 1 ,分 别制成 端基为 -NCO 或 -OH 的聚氨酯预聚物 ;
5 硅烷改性聚氨酯密封胶的性能优势
5.1 基础聚合物和密封胶产品可按期望的性能要 求设计
合成 的基础聚合 物可采用分 子量和 结构不 同的聚 醚主 链 ,活性端基也可采用同 -NCO 或 -OH 反应的性能各异的硅 氧烷化合物 , 最终产品可以含也可以不含游离 -NCO 的硅改 性聚氨酯[5] , 密封胶基础聚合物 的化学结构可按期望 性能要 求设计 ,活性功能端基也可有目标的选择 ,并通过密封胶的配 方设计 ,充分发挥硅酮及聚氨酯两类聚合物的性能优势 , 并补 偿其不足 ,获得性能优异的产品 。如近年美国 Witco 公司利用 其研制的含有独特的官能基 的烷氧硅烷 ,发展了硅烷 改性聚 氨酯 (SPURSM)技术 , 充分利用了 硅 —碳键 的疏水性降 低预 聚物对湿气的敏感 , 配制成贮存稳定 、对环境友好 、模 量高低 不等的功能性密封胶 。值得重视的是密封胶的模量 ,我国和日 本均已采用 ISO 11600 标准按模量和位移能力对建筑 密封胶 产品进行分级和要求 , 建筑接缝密封更多的使用低模 量密封 胶 ,当接缝伸缩变形位移时能较好地随同变形 ,降低粘结体界 面的应力 ,避免自身或被粘物破坏引起密封失效 ,硅烷改性聚 氨酯可较方便地配制出高 、中 、低不同模量的产品 。
第 2 步 , 同功能性 有机硅烷反 应 。对端基 为 -NCO 的预 聚体 ,可加入氢活泼性的有 机功能硅烷 ,如 Witco 公司生产的 Silquest Y -9669 硅烷 (N -苯 基 -r -氨丙 基三 甲氧 基硅 烷) , 使可水解性硅烷端接聚氨酯预聚体 , 反应可持续到聚氨 酯 -NCO 完全消失 。
防水材料与施工 Water -proof Materials and Construction
硅烷化聚氨酯密封胶的研究进展
史小萌 , 马启元 , 戴海林
(清华大学化工系, 北京 100084)
摘要 :综述了硅烷化 密封胶的改性机理 、性能优势 、特点及目 前国内外发展 状况 , 着重叙述 以硅氧烷封端 改