Silane Terminated Prepolymers: An Alternative to Silicones and Polyurethanes

Silane terminated prepolymers for adhesives, sealants and coatings are of great industrial importance. They are very important because of their low toxicity over polyurethanes, silicones, and solvent-based products. Hence, many pieces of literature which deal with the synthesis, properties and applications of this Silane terminated polymers hybrid system exist. Silylated polyether (MS polymers) and Silylated Polyurethane Polymers (SPUR) are the bases for numerous sealants, adhesives and coatings used worldwide. A hybrid system mixed with organic-polyurethane proportion and inorganic-alkoxysilane proportion combines the benefits of conventional polyurethane and silicone-based products. This article reviews the chemistry of MS polymers and SPUR and their advantages and disadvantages in silyl terminated prepolymer-based adhesives, sealants and coatings as well as provides information on different end applications.

环保型亲水聚氨酯防渗封堵剂的研制

以大分子量多官能度亲水聚醚多元醇为软段、甲苯二异氰酸酯(TDI)为预聚物封端剂、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为游离异氰酸酯、三亚乙基二胺(A33)为催化剂、二乙二醇二甲醚(GDC)为亲水剂,开发了环保型亲水聚氨酯防渗封堵剂,研究了TDI和MDI用量对聚氨酯封堵剂固结体性能的影响。结果表明:在TDI中异氰酸酯基团与聚醚多元醇中羟基摩尔比(n_(T-NCO)∶n_(OH))为1.6、MDI中异氰酸酯基团与聚醚多元醇中羟基摩尔比(n_(M-NCO)∶n_(OH))为6、GDC质量分数为20%、催化剂A33质量分数为0.5%条件下,制备的亲水聚氨酯防渗封堵剂具有黏度低、包水倍率高、反应活性高的特点,聚氨酯防渗封堵剂浆液黏度为800mPa·s左右,遇水凝胶时间可控制在50s左右,反应后固结体发泡率大于400%,包水倍率超过30g/g,遇水膨胀率约为57%。

医院特殊建筑用改性聚氨酯密封胶防腐性能测试研究

为提升医院特殊建筑用聚氨酯密封胶防腐性能,对医院建筑用聚氨酯密封胶防腐性能进行分析。制备了一种适用于医院特殊建筑用改性聚氨酯密封胶并将其涂抹到混凝土基体上,构建测试试件。将试件放到盐雾侵蚀环境、湿热腐蚀环境、干湿循环腐蚀环境中进行腐蚀模拟,测试腐蚀后的电化学阻抗谱和附着力。结果表明,随着腐蚀时间的延长,电阻值在呈现降低的趋势。剥离率和孔隙率对比可知,盐雾侵蚀环境中的剥离率和孔隙率要高于湿热腐蚀环境、干湿循环腐蚀环境。随着腐蚀时间的延长,附着力整体呈现下降状态,其中湿热腐蚀环境附着力下降的最快,其次是盐雾侵蚀环境,最后是干湿循环腐蚀环境。

BN表面改性及其在导热聚氨酯灌封胶中的应用

以蓖麻油和多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)为主要原料,通过改性剂KH-550对导热填料六方氮化硼(h-BN)进行改性制备导热聚氨酯灌封胶,并研究了改性BN(k-BN)对灌封胶性能的影响。结果表明,h-BN改性处理有效改善了其在聚氨酯灌封胶中的分散性并且降低基料的黏度;k-BN的加入显著提高了灌封胶的导热性能。当k-BN填充质量分数为50%时,导热系数为0.51 W/(m·K),比纯PU提高了180%,且较好地维持了灌封胶材料的力学性能,能够满足灌封胶对强度及形变的要求。热重(TG)分析结果表明填充k-BN后灌封胶的热稳定性得到提升。

高导热高阻燃聚氨酯灌封胶的制备与性能研究

以正己基三甲氧基硅烷(HTTS)为表面活化剂制备了改性氧化铝和改性聚磷酸铵,以提高氧化铝和聚磷酸铵在聚合物基质中的分散性。在此基础上,以聚丙二醇、蓖麻油为羟基组分,改性氧化铝为导热填料,改性聚磷酸铵为阻燃剂,多亚甲基多苯基异氰酸酯为固化剂,再加上催化剂、消泡剂和分子筛,制备得到了双组分聚氨酯灌封胶。研究了HTTS、R值、导热填料和阻燃剂的添加量对聚氨酯灌封胶性能的影响规律。研究结果表明:当HTTS的添加量分别为2.0%和2.5%时,改性氧化铝和改性聚磷酸铵的活化效果较好;当R值1.15时,聚氨酯灌封胶的拉伸强度为2.76 MPa,断裂伸长率为254%;当改性氧化铝和改性聚磷酸铵的添加量分别为70%和8%时,聚氨酯灌封胶的导热系数为2.11 W/(m·K),阻燃级别达到UL-94 V0级,极限氧指数为28.5%。此外,所制备的聚氨酯灌封胶具有优异的稳定性,在50℃下储存30 d,A组分和B组分的旋转黏度分别在18~26 Pa·s和400~700 mPa·s的合理范围内波动。最后,所制备的聚氨酯灌封胶的体积电阻率为5.1×10^(13)Ω·cm,吸水率为0.21%,凝胶时间为49 min,邵D硬度为52,固化后胶体表面平整,无气泡,说明该灌封胶的性能可以满足电子灌封领域的要求。

聚氨酯泡沫填缝剂与硅酮密封胶配合使用探讨

门窗洞口间隙采用单组分聚氨酯泡沫填缝剂和硅酮密封胶配合进行密封,使用不当时有可能出现应用问题,表现为硅酮密封胶表面出现凹陷、开裂或气泡。本文基于实际案例分析及模拟试验,验证了正确操作可避免这些问题,而错误操作则反之;并根据分析和试验结果,提出了正确的施工建议。

耐候试验对中空玻璃密封胶红外光谱的影响

采用高湿、高低温、气候和紫外辐照4种条件进行中空玻璃密封胶耐候试验。采用衰减全反射(ATR)法测试耐候试验前后密封胶的红外光谱,分析不同试验条件对中空玻璃硅酮胶、聚硫胶和聚氨酯胶红外光谱的影响。研究结果表明:4种条件耐候试验后,中空玻璃密封胶的红外光谱吸收峰位置均没有明显变化;高湿试验后,红外吸收峰强度降低,其中硅酮胶降低最明显;高低温试验后,红外光谱基本没有变化;气候试验和紫外辐照试验后,硅酮胶的红外光谱没有变化,聚硫胶主要吸收峰强度明显降低,聚氨酯胶除1 407 cm^(-1)附近吸收峰强度降低外,其他吸收峰强度均有所增强。耐候试验后密封胶的红外光谱变化表明,3种密封胶耐高低温性能均优异,耐湿性能硅酮胶最差、聚氨酯胶最好,耐紫外辐照性能硅酮胶最好、聚硫胶最差。

用于公路工程的聚氨酯密封胶研究进展

本文主要归纳了聚氨酯材料作为路用密封胶的研究进展,包含聚氨酯密封材料的概述及反应机理、主要组成材料(多异氰酸酯、多元醇、扩链交联剂、催化剂以及填料等)、性能评价(宏观、微观、分子动力学模拟等)、新型聚氨酯密封胶种类(如改性聚氨酯密封胶、生物基聚氨酯密封胶、无溶剂聚氨酯密封胶等),并概述了聚氨酯密封胶在公路工程中的实际应用情况。最后,提出了目前聚氨酯密封胶研究中存在的问题,并对发展趋势进行了展望。

汽车外嵌缝用聚氨酯密封胶的耐老化性能研究

通过对固化后的聚氨酯密封胶在紫外线、热、湿热、水和户外自然老化后的拉伸性能和表面老化性能考察,研究了聚醚多元醇、增塑剂、填料、抗老化稳定剂等因素对汽车外嵌缝用聚氨酯密封胶耐老化性能的影响。结果表明,光老化是产生“流黑水”现象的主要外在因素,并且密封胶固化物本体的耐老化性能与表面耐老化性能不一致,原料和助剂对耐老化性能有影响。

一种硅烷封端聚氨酯的合成及其在密封胶制备中的应用

设计了一种不同于以往同类型硅烷封端聚氨酯(SPU)预聚体的合成方案。以一种端—NCO硅烷和端—OH聚氨酯预聚体封端反应,得到硅烷封端聚氨酯预聚体。然后以此为基料,并添加催化剂和补强填料,通过配方筛选,制备了一种弹性密封胶产品。研究结果表明:当以MDI-100制备的产品作为调胶基料,以KH-540作为偶联剂,选择使用改性有机锡催化剂,w(纳米碳酸钙)=25%,w(疏水性白炭黑)=2%(相对于总质量而言)时,制备的密封胶综合性能较优。该密封胶克服了聚氨酯和硅酮密封胶的缺点,具有湿气固化特性,胶层不起泡、弹性好、可涂饰,综合性能优异,并且合成过程简单易控,产物稳定,目前已在工程密封领域得到了应用。

客车用环氧改性聚氨酯密封胶的制备及应用

以聚醚多元醇、聚己内酯二醇、环氧树脂、4.4′-二苯基甲烷二异氰酸酯为主要原料,制备了芳香族预聚体Y1;以聚醚多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料,制备了脂肪族预聚体Y2;Y1、Y2与偶联剂、催化剂等原料经充分混合后制得客车用环氧改性聚氨酯密封胶。探究了整车不同高度的车身温度,考察了两种预聚体比例、环氧树脂用量对密封胶性能的影响,同时研究了密封胶对电泳漆的影响以及密封胶的耐湿热和耐盐雾腐蚀性能。结果表明,按照车身1.7 m处最为苛刻的烘烤温度200℃进行实验,当Y1与Y2质量比为1∶1.1且Y1中环氧树脂质量分数为4%时,密封胶具有较好的综合性能。本产品不会释放出影响车身电泳质量的物质,具有良好的耐湿热和耐盐雾腐蚀性能,可为车身提供优良的密封和抗腐蚀作用。

JC/T 482—2022《聚氨酯建筑密封胶》标准解读

介绍了建材行业标准JC/T 482—2022《聚氨酯建筑密封胶》的修订背景、目的及主要技术指标变化情况。新版标准修改了挤出性、适用期、质量损失率等项目的技术指标和试验方法,新增了高位移能力级别(50,35)和“人工气候老化后粘结性”项目。新标准发布实施后,对提高产品质量、工程使用寿命及我国建材产业的整体竞争力有极大的推动作用。

聚氨酯胶与玻璃界面粘接分子动力学研究

为了研究界面分子对聚氨酯密封胶与玻璃界面的作用机制,本研究建立了聚氨酯胶/玻璃界面的微观结构模型。采用分子动力学模拟方法,从分子尺度上解释聚氨酯胶/玻璃粘接界面作用机制。研究了水分子和底涂剂主要成分对两者界面的影响,并通过拉伸剪切试验进行了验证。模拟研究结果表明:界面中水和底涂剂的添加能够提升聚氨酯胶在玻璃表面的吸附速率,其中底涂剂在聚氨酯分子向SiO_(2)表面运动的过程中充当了桥梁的作用,促使聚氨酯分子更快地吸附在SiO_(2)表面。通过计算三种构型的相互作用能发现,界面中水分子和底涂剂的存在会显著提升界面的结合能,使得聚氨酯分子更容易与SiO_(2)表面形成优良的粘接界面。拉伸剪切试验结果表明,高湿和底涂两种表面处理工艺确实能够改善胶接接头中聚氨酯胶和玻璃基材之间的界面结合性,试验结果与模拟结论相符。界面中水分子和底涂剂通过多种类型的相互作用,如远程的范德华力和近程的氢键、化学键等促进界面紧密结合,提升了聚氨酯胶/玻璃胶接接头的粘接性能。

聚氨酯嵌缝胶湿热老化性能研究

为提升高速铁路无砟轨道用聚氨酯(PU)嵌缝胶的耐湿热性能,采用无机碳酸钙(CaCO_(3))填料改性增强双组分PU嵌缝胶;同时,以力学性能、黏附特性、热稳定性为评价指标,分析湿热老化后PU嵌缝胶的性能变化,结合傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)揭示其老化机理。结果表明,湿热老化会降低PU嵌缝胶的拉伸强度等力学性能,短期老化可提高其断裂伸长率;CaCO_(3)填料可抑制PU嵌缝胶的力学性能、黏附性能以及热稳定性的衰减;微观分析揭示湿热老化造成嵌缝胶部分分子链段的溶胀和断裂,导致PU出现裂纹,造成力学性能下降;CaCO_(3)填料可有效阻止裂纹产生,提高嵌缝胶的耐湿热性能。

双组分聚氨酯嵌缝胶的制备与性能研究

为改善高速铁路嵌缝胶性能,以无机CaCO_(3)为填料制备双组分聚氨酯(PU)嵌缝胶。采用扫描电子显微镜对不同CaCO_(3)含量的PU嵌缝胶表面形貌进行观测,分析不同PU样品的力学性能、黏附性能变化规律,并评价其耐热性与耐水性。结果表明,掺入无机填料会降低PU嵌缝的表面平整度,增加其粗糙度;适量的CaCO_(3)填料可提高PU嵌缝胶的拉伸强度、断裂伸长率以及模量,但过量的填料会降低其断裂伸长率;随着填料含量的提高,嵌缝胶的黏附性、耐水性以及耐热性亦显著提升;此外,综合PU嵌缝胶各项性能,推荐填料含量为30%。研究成果为提高高速铁路PU嵌缝胶性能以及降低生产成本提供了一定参考。

综合评价法在聚氨酯密封胶强度检验中的应用

聚氨酯密封胶强度的影响因素具有模糊特性,难以做到客观、全面、精确的分析,提出综合评价法应用于聚氨酯密封胶强度分析中。将聚氨酯密封胶制备过程中所使用的主要原料与环境作为评价因子,确定评价标准构建评价矩阵计算隶属度函数,基于隶属度函数与权重矩阵完成综合评价。结果表明:固化剂类型是影响聚氨酯密封胶强度的主要因素;聚醚多元醇N220比重和聚醚多元醇330N比重所占权重均为一致,剩余各影响因素的权重差异较为显著;A样本强度等级为第2级强度,B样本和C样本等级为第3级强度,该结果与电子拉力数显机获取的聚氨酯密封胶强度结果一致。

装配式建筑用硅烷改性聚氨酯密封胶的制备及弹性恢复率研究

以聚醚二元醇和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)进行扩链反应,再以氨基硅烷封端得到硅烷封端聚氨酯预聚体,最后添加填料、助剂等制备了硅烷改性聚氨酯密封胶;研究了硅烷改性聚氨酯密封胶配方中预聚体用量、增塑剂分子量、硅烷偶联剂种类和用量以及填料种类和用量对密封胶弹性恢复率的影响。配方优化后的SPU密封胶弹性恢复率大于70%,符合GB/T 14683—2017中改性硅酮建筑密封胶(MS)类25LM级别性能指标要求。

变形缝渗漏治理施工工艺的研究

地下工程易发生变形缝渗漏,其成因复杂且对工程正常运行和结构安全影响重大。针对变形缝渗漏治理问题,以汕头市东部城市经济带河口治理及综合开发项目排涝站工程为例,探讨丙烯酸盐、高弹性聚氨酯密封胶、手刮聚脲等治理材料的性能、特点及其在变形缝渗漏治理工程中的使用方法与应用范围,并根据变形缝所处的位置和环境影响要求选择合适的渗漏治理施工工艺,定期跟踪检查表明,渗漏治理效果良好,为处理类似渗漏水治理问题提供解决思路与良好示范。

硅烷改性聚氨酯的合成

以氨基硅烷偶联剂为基础,对以异氰酸酯基为端基的聚氨酯预聚体进行再封端,合成了一系列不同硅烷封端率的单组分湿固化聚氨酯。测试结果表明:硅烷偶联剂成功接枝在聚氨酯预聚体上,产物的表干时间、粘接强度、耐湿热都得到很大改善,力学强度在一定封端率下保持较好,在聚氨酯密封胶、弹性体等领域有很好的应用前景。

硅烷偶联剂在聚氨酯密封胶中的应用

论述了硅烷偶联剂的偶联机理及其作为封端剂、粘接促进剂和干燥剂在聚氨酯密封胶中的应用。介绍了硅烷偶联剂改性聚氨酯预聚物的方法和密封胶的配制以及不同的硅烷偶联剂对改性聚氨酯密封胶性能的影响。