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硅烷改性聚氨酯密封胶的研究
信息来源:澳门赌城app   发布时间:2013-7-13   浏览:1333次

 

 当前,建筑用高功能密封胶是以硅酮型和聚氨酯型密封胶为主体产品,显示出优异的性能,但各自的化学结构及物理特性决定着某些性能上的不足,使其使用功能受到一定的制约。聚氨酯密封胶(简称PU)强度高、抗撕裂、耐穿刺、耐油耐介质侵蚀,但产品长期稳定贮存较难,固化时可能由于释放的二氧化碳使密封层产生气孔,深层固化速度较慢且表面易发粘,同玻璃及金属等无孔基材料表面粘结一般须底涂剂,长期耐湿及耐热老化性能也略有不是:硅酮密封胶(简称SR)固化快,不起泡,能与玻璃及金属等无孔表面稳定粘结,胶层耐热耐老化性能良好,但不能同其他密封胶相容且不可涂漆,撕裂强度低,耐油性不足,不耐穿刺,胶层易产生油状渗析污染混凝土、石材及其他饰物。[1-2]

  利用不同的硅氧烷封端改性聚氨酯,可综合PU及SR的优点制备出硅烷化聚氨酯密封胶(SPU)。将功能性有机硅氧烷用作聚氨酯的封端剂早在上个世纪60年代已有报道[3]利用同样的原理Crompton公司和Witco公司开发了100%硅烷化封端的聚氨酷密封胶[4],2001年5月SWISS BONDING 0l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[5]。目前我国黎明化工研究院及广州化学所也在开发研究这类产品。

  通常SPU预聚体的合成方法,首先是合成长链的聚醚-聚氨酯(简称PU)预聚体,然后再以可水解的硅氧烷封端[6]。聚氨酯预聚体合成中聚醚与二异氰酸酯反应中,-NCO/-0H的比例应控制在一定值,一般选择该比例大于1,保证制得-NCO封端的PU预聚体具有较高的柔韧性。用有机硅烷封端PU预聚体,可加入氢活泼的可水解性有机功能硅烷合成SPU预聚体,以此为基础制备的密封胶在空气湿度下可通过水气作用进行交联固化,反应机理类同于SR密封胶,然而主链为含氢键的聚醚—聚氨酯大分子C-C结构。

  通过不同的合成机制和配方选择,可配备出分别为低、中、高模量的密封胶,能在较广的范围调整产品性能,具有良好的物理-化学-力学性能[6-7]。

  本研究通过实验研制了SPU密封胶,并对它的各种性能优势进行了评价。结果表明在发泡性、固化速率、耐湿热性、耐热性、对无孔材料的粘接性和储存稳定性方面,SPU密封胶优于PU密封胶,而在撕裂强度、可涂漆性和渗油性方面优于SR密封胶。

  2. 试验部分

  2.1 主要原料

  聚醚多元醇(2官能),工业级;二甲苯异氰酸酯,工业级(纯度≥99%);辛酸亚锡,工业级;硅烷封端剂,化学纯:重质碳酸钙,1250目:气相二氧化硅;氧化钙,工业级:邻苯二甲酸二辛酯,工业级。

  2.2 仪器及设备

  三口烧瓶,搅拌电机,冷凝管,电热套,抽真空设备,邵氏硬度计,电子拉力机,真空双轴行星混合器等。

  2.3 测试方法

  2.3.1 预聚体NCO%的测定按二正丁胺溶液反滴定法测试[8]。

  2.3.2 力学性能的测试

  a) 试样的制备:将预聚物或者密封胶制成厚度为1.8-2.2mm的薄膜,在标准固化条件下(温度23±2 C,RH:50±5%)固化7天:

  b) 拉伸性能的测定:按GB/T528标准,A型标准哑铃型试样。分别测试预聚物或密封胶的拉伸强度、断裂伸长率、拉伸100%时的模量。

  c)撕裂强度按照GB/T 529的标准进行测试。

  d)邵氏硬度按GB/T531测试。

  e)拉伸粘结性测试:按GB/T13477-92试验方法的标准进行测试,基材选用玻璃和铝材。

  2.3.3 耐热性

  将标准的哑铃型密封胶试片在120℃的条件下处置3天,然后测试性能同耐热老化前的性能对比,计算性能保留率(%)[9]。

  2.3.4 耐湿热性

  将标准的哑铃型密封胶试片在温度70℃、湿度90%的条件下处置4天,然后进行机械性能测试,并与老化前对比,计算性能保留率(%)[10]。

  2.3.5 储存稳定性

  将密封胶装入高密度聚乙烯塑料管中,密封尾塞后在温度70℃,湿度90%的条件下放置。当放置的时间分别为12、24、36、48和96小时,取出样品按GB/T13477-92试验方法测试挤出性,挤出压力为348Kpa、胶嘴口径6mm。根据其挤出性的劣化过程比较储存稳定性。挤出性。

  2.3.6渗油污染性:

  按GBl3477方法检测,由渗油指数来比较密封胶的渗油性。

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