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硅烷改性聚氨酯密封胶的研究

来源:中国幕墙网收集整理  作者:马启元  日期:2013-7-18
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  摘要:以聚氨酷预聚物为基础进行硅烷化,进而制备硅烷化改性密封胶,这是发展改性密封胶产品的重要途径,本项研究表明硅烷化聚氨酯密封胶可兼有硅酮和聚氨酯特性的部分优点,又避免了部分缺点,能在力学性能、粘结性、耐热性、耐湿热性和储存稳定性等性能上取长补短,可成为一种新型建筑密封材料。
    关键词:硅烷改性聚氨酯 密封胶
 

  由以上结果可见,合成的SPU预聚体-NCO端基为零,已全部被硅氧烷取代:其中SPU低粘度、低分子量,强度较高,制备的密封胶为高模量;SPU-2粘度高、分子量大,硬度小、延伸率高,制备的密封胶为低模量。可见合成SPU预聚体的分子量并其他组分的配的选择,可以制备期的不同性能的密封胶产品。

  3.2 SPU、PU和SR密封胶性能

  试验测定了SPU、PU和SR密封胶的表干时间、发泡性、耐热性、耐湿热性、粘接性、储存稳定性、可涂漆性、撕裂强度和渗油性。其中SPU密封胶为SPUR-2,PU密封胶和SR密封胶为一般市售产品。

  3.2.1 表干时间和固化后表面状态

  试验分别测定了SPU、PU和SR密封胶的表干时间,从结果(图1)可见SPU密封胶的表干时间远快快于PU密封胶,但比SR密封胶慢:此外,试验中发现固化后的PU密封胶样品表面发黏粘手,而SPU和SR密封胶没有这一现象。

  3.2.2 发泡性

  观察固化后密封胶的断面(图2,3照片),可以看出SPU密封胶内部密实,而PU密封胶断面上有微孔,表明固化过程的发泡现象。

  3.2.3 耐热性

  试验分别测试了三类密封胶120℃条件下处置前和3天后的拉伸强度、断裂伸长率、100%模量和拉伸100%时的模量(表3),结果表明SPU密封胶的耐热后性能保持率低于SR,沮远高PU,估计同SPU的交联网络中有耐热性好的Si-O-Si键存在有关。

  3.2.4 耐湿热性

 

  试验分别测试了三类密封胶温度70℃、相对湿度90%条件下处置前和4天后的拉伸强度、断裂伸长率、100%模量和拉伸100%时的模量(表4),结果表明SPU密封胶的性能保持率远高于PU,大部分也高于SR密封胶。这可能由于SPU密封胶中的交联点都是由耐湿热性较好的Si-O-Si键组成,稳定的聚醚碳链及氢键的存使其具有较好的耐湿热性。

  3.2.5 对玻璃、材的粘接性

  试验分别测试了三类密封胶对玻璃和铝的拉伸粘接强度并检查破坏性质(表5),结果表明SPU同SR密封胶均具有稳定的粘结性,无须底涂处理,同样情况下PU密封胶对玻璃和铝这类的无孔材料表面,会在界面发生粘接破坏。

  3.2.6 密封胶的储存稳定性

  试验分别测试了三类密封胶储存过程中的挤出性,试验结果见图4。密封胶试验样品的挤出性随加速储存时间的延长而下降,呈线形关系。一般认为密封胶挤出性下降到50ml/min时已丧失挤注施工性,即为储存期的终结,由图4可见SPU密封胶的储存期稳定性居中,贮存期可为PU密封胶5.5倍,SR密封胶试验样品的贮存期为PU试验样品的9.8倍。

  3.2.7 渗油污染性

  试验分别测试了三类密封胶的渗油污染性(表6),由试验结果可见SPU密封胶的渗油性相同于PU密封胶,不渗油污染,远优于SR密封胶。

  3.2.8 撕裂强度

  试验分别测试了三类密封胶的撕裂强度(表7),结果可见SPU密封胶的撕裂强度高于一般硅酮密封胶,这同其聚氨酯主链结构有关,而PU密封胶可有更高的撕裂强度。

  3.2.9 可涂漆性

  试验分别对SPU、PU和SR密封胶进行可涂漆性测试,结果如表8。

  从结果可以看出,SPU同PU密封胶一样,可涂漆性远优于SR密封胶。众所周知的原因使有机硅的表面能很低,可涂漆性差,而SPU密封胶只是用硅烷封端,主链同PU一样仍是碳-碳键,表面能高于硅酮密封胶。

  4 结论

  1. 通过两步法可以合成不同结构的硅烷化聚氨酯预聚体(SPU),选择不同的配方和工艺可以制备出性能不同、模量不同的密封胶;

  2. SPU的表干性、发泡性、耐热性、耐湿热性、粘接性和储存稳定性优于一般聚氨酯密封胶,性能上呈现明显优势:

  3. SPU的渗油污染性、抗撕裂性和可涂漆性优于一般的SR密封胶:

  4. SPU密封胶兼具硅酮和聚氨酯密封胶性能方面的优势,有更广泛的功能适用性,可望在建筑结构接缝密封工程中有良好的应用前景。

  参考文献

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