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单组分湿固化硅烷封端聚氨酯密封胶的制备

作者:admin  来源:本网 日期:2018-3-20 10:24:11

  单组分湿固化硅烷封端聚氨酯密封胶的制备及性能研究李吉明,薛纪东,钟汉荣(广州机械科学研究院,广东广州510700)密封胶表干时间、力学性能的影响,研究了该密封胶储存稳定性的改善问题。结果表明:催化剂二月桂酸二丁基锡用量达0.3份时,表干时间的缩短趋于平缓,配方组分中不加黏附促进剂KH-792时,密封胶的表干时间较长;炭黑用量达到40份时,该密封胶固化后的拉伸强度达6MPa以上;KH-792的加入将增大密封胶体系的交联密度,使其伸长率下降;吸水剂A-171及硅灰石的加入可有效提高单组分湿固化硅烷封端聚氨酯密封胶的储存稳定性。

  刖目单组分湿固化硅烷封端聚氨酯(SPU)密封胶,是一类新型弹性密封胶,其固化后形成的网络结构具有聚氨酯链与Si-O-S键的双重特性,这两种不同链与键在结构上的结合使SPU密封胶具有诸多优异的性能:在力学性能、黏附性能、耐老化性能等多方面性能间具有良好的平衡关系;SPU密封胶的固化交联是借助硅烷中的烷氧基在室温湿气作用下进行水解、缩聚反应完成,不放出C2,因此而在高温、高湿的环境下不会发泡;在不施用底涂的情况下,SPU密封胶对金属、玻璃、PVC等常用基材具有良好的粘接效果;另外,该密封胶体系无游离的异氰酸酯,无带污染性的固化渗出物逸出,不会污染被粘基材的表面和周边。

  上述优点预示着这类密封胶适于建筑业、运输业和汽车制造业等领域中推广应用,具有较广阔的应用前景。本工作以美国迈图高新材料集团的SPUR 1050MM作为基础聚合物,制备了单组分湿固化硅烷封端聚氨酯密封胶产品,对其部分性能进行了研究。

  1:当二月桂酸二丁基锡用量为0.089份时,表干时间为45min,随着二月桂酸二丁基锡加入份数的增大,密封胶的表干时间减少,用量达0.336份时,表干时间仅需14min.:不加炭黑时,拉伸强度仅1.5MPa;随着炭黑用量的增大,拉伸强度相应增大,当用量达到40份时,拉伸强度达到6.6MPa.若续增大炭黑用量,胶料将很难混合、分散均匀。炭黑的补强作用在于它的表面活性,SPU预聚物吸附在具有活化点的炭黑表面上而形成化学吸附,构成一种能够滑移的强固的键,使应力分布均匀。除此之外,经SPU预聚物润湿的炭黑还可与其形成一种物理吸附,能够吸收外力的冲击。这两种作用使炭黑对SPU密封胶起到良好的补强效果。

  2.1.3SPU密封胶固化后的密度及硬度固化后的密度及硬度也是密封胶的重要性能,本文采用基本配方中含20份炭黑、2份A-171、份KH-792、0.2份二月桂酸二丁基锡、纳米碳酸钙为变量进行了。由图中可知,随着纳米碳酸钙用量的增大,固化后SPU密封胶的密度及硬度均相应增大,大体呈线性关系。纳米碳酸钙用量为100份时,硬度为40ShoreA,密度为1.32g/cm3.纳米碳酸钙与聚合物可形成大量填料聚集体、交联键、相互连接的分子链,便于应力分散,可提高SPU密封胶的力学性能。另外,纳米碳酸钙的加入还可用于降低密封胶产品的成本。但,表干时间略延长,拉伸强度降低11%左右,扯断伸长率提高,硬度和密度略下降,总体来说,储存稳定性较好。

  表3SPU密封胶老化前后的性能测试项目老化前老化后表干时间/剪切强度/MPa拉伸强度/MPa扯断伸长率/%硬度密度3结论随着催化剂二月桂酸二丁基锡加入份数的增大,SPU密封胶的表干时间减少,加入份数达到0.3份时,表干时间的缩短趋于平缓。配方组分中不加KH- 792时,密封胶的表干时间较长。

  炭黑对SPU密封胶可起到良好的补强效果,随着炭黑用量的增大,密封胶固化后的拉伸强度相应增大,用量达到40份时,拉伸强度可达6MPa以792加入将增大密封胶体系的交联密度,使其伸长率下降。

  随着纳米碳酸钙用量的增大,固化后SPU密封胶的密度及硬度均相应增大,大体呈线形关系。KH-792在SPU密封胶中的用量为23份较适宜,对玻璃、铝、不锈钢的粘接性能较好。

  吸水剂A-171及硅灰石的加入可有效提高单组分湿固化硅烷封端聚氨酯密封胶的储存稳定性。

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