聚氨酯密封胶主要由多异氰酸酯和多元醇、扩链剂反应得到,主链中含有氨基甲酸酯基(-NHCOO->、异氰酸酯基(-NCO)和脉基(-NHCONH-)等强极性基团,可利用湿气固化。聚氨酯分子一般被看作柔性链段和刚性链段的嵌段共聚物,具有微相分离的聚集态结构。
聚氨酯密封胶有如下优异的性能组成变化多、结构和性能可调节范围广;对多种基材有较好的粘接性;分子中含有脉基,具有优良耐化学品性;柔性链段和微相分离结构赋予其较好的弹性和复原性,适用于动态接缝;分子中氨基甲酸酯基和苯基等使其具有较好的耐磨性;强极性基团和微相分离结构赋予其较高的力学强度,广泛用于土木建筑业、交通运输和电子工业等。
聚氨酯密封胶的缺点有:主链中的一NHCOO-键在高温下易分解,不适合在高温环境中长期使用(不能超过1200C >;氨酯键直接连接苯基,使浅色配方聚氨酯密封胶易受紫外光老化产生黄变,力学强度降低;空气中微量水分可使其交联固化,贮存稳定性受环境条件影响较大;固化过程中产生CO:气体,尤其在高温高湿环境下易产生气泡和裂纹,降低胶密封粘结性能,许多场合需使用底涂剂。
针对聚氨酯密封胶的缺点,许多研究者将有机硅化合物引入聚氨酯结构中,得到硅改性聚氨酯,使其不仅具有聚氨酯的上述优点,同时具有有机硅化合物耐高温、耐老化、耐热等特点。
其中硅烷封端聚氨酯(SPU)是利用有机硅对聚氨酯封端,将端基变成官能硅烷Si-OR。与聚氨酯密封胶相比,聚氨酯密封胶不含游离一NCO基团,且Si-C键具有疏水性,具有较好的储存稳定性;端基是可水解的硅烷氧基团,以硅烷湿固化代替异氰酸酯湿固化,固化过程中不放出CO:气体,高温高湿环境下不易起泡;固化后的交联结构中有Si-O-Si键,使其耐热、耐候性提高;Si-OR水解生成的Si-OH可与基体表面的轻基、金属氧化物形成化学键或氢键,粘结性能提高。
SPU预聚体制备方法主要有两种:①官能基硅烷与端一NCO的聚氨酯预聚体反应;②端一OH聚氨酯与带一NCO官能基的硅烷反应。用硅烷偶联剂改性聚氨酯密封胶在1971年就有报道研制出含有特殊官能基的烷氧硅烷,如N一苯基一Y_氨丙基三甲氧基硅烷(Y9669>, y一异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷(Y5187),分别对端-NCO基和一OH基的聚氨酯封端,配制得到不同模量的聚氨酯密封胶。采用N一乙基一Y_氨异丁基三甲氧基硅烷对端一NCO聚氨酯进行封端,其封端效率高,得到的胶固化速度快,由于硅烷分子结构中含仲胺基而不是伯胺基,反应过程中不会导致预聚体粘度过大。将5095%的一NCO用含仲胺基或琉基的硅烷封端,其余5一50%的一NCO用带轻基、仲胺基或琉基的小分子化合物封端,得到具有较高拉伸强度和剪切强度的聚氨酯密封胶。用含一NCO的硅烷与端轻基聚氨酯反应,得到不含一NCO的SPU。国内开发出的SMPU系列聚氨酯密封胶产品,性能达到国际先进水平,拉伸强度大于3.OMPa,剪切强度大于S.SMPa,剥离强度大于3N/mm。http://www.sdyuantai.net/