通用的聚氨酯密封膠在高溫和高濕度環境中膠層容易發泡；對無孔基材的構件粘接密封時一般需要底膠；聚氨酯密封膠中的端NCO基預聚體，其NCO基對濕氣十分敏感，處理不當容易影響體系的貯存穩定件；耐熱性較差。以不同類型硅烷封端劑對端NCO基聚氨酯預聚體進行封端反應，得到的SPU預聚體以及以此預聚體為基礎聚合物制得的硅烷封端聚氨酯密封膠，具有室溫下固化速度快，良好的耐候、耐 水、耐熱、耐老化性，對基材適應性廣以及不含游離異氰酸酯基等特點。加之，近年來硅酮密封膠原材料價格不斷上漲，因此，深入研發硅烷封端聚氨酯密封膠有重要的實際意義。

　　1 硅烷封端聚氨酯密封膠實驗部分

　　1.1 主要原料

　　TDI-80/20(甲苯二異氰酸酯)，工業品，日本三并化學株式會社；

　　聚醚多元醇，工業品，天津第三石油化丁廠；

　　DIDP(鄰苯二甲酸二異癸酯)，工業品,美國美孚公司；

　　納米碳酸鈣,工業品，上海卓越納米新材料股份有限公司；

　　KH-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)，工業品，廣州市金虎化工有限公司；

　　A-189(γ-巰基丙基三甲氧基硅烷)工業品，進口；

　　Y-9669(苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷)，工業品，德國進口；

　　A-171(乙烯基三甲氧基硅烷)，工業品，美圍聯碳；

　　辛酸亞錫，工業品，華信化工有限公司；

　　Tinuvin213紫外線吸收劑，工業品，瑞士Ciba Specialty Chemicals；

　　助催化劑，自制；

　　磷酸,工業品，市售。

　　1.2 配方試驗

　　(1)預聚體的合成

　　將配方量的聚醚多元醇加入反應釜中，于120℃下真空脫水。降溫，加入磷酸和TDI、有機錫，丁(85±2)℃下反應4h，取樣測NCO含量，合格后降溫備用。

　　(2)端NCO的封端

　　向預聚體中加入硅烷封端劑，于65℃下反應，取樣測試其NCO含量，直到游離的NCO消失。降溫加入DIDP，攪拌均勻待用。

　　(3)配膠

　　將端NCO已封端的預聚體加入混合釜，加入處理好的填料、催化劑等助劑，真空下混合均勻出料。

　　(4)測試樣品的制作

　　用于測試的密封單元密封包裝密封膠，在(23±2)℃環境下停放24h，按GB/T 13477規定制備粘接試件。

　　1.3 性能測試

　　表干時間 按GB/T 13477第5章測試。

　　擠出性 按GB/T 13477第4章4.2.2中B方法測試，槍筒容積177mL。在0，34MPa氣壓下擠出，記錄密封膠一次全部擠出的時間，以秒計。

　　下垂度 按GB/T 13477第7章測試，釆用B型試驗器(槽寬20mm)，試驗器垂直放置，試驗溫度〈23±2)℃，貯存時間為1h。

　　拉伸性能 按GB/T 528測試，在(23±2)℃、相對濕度(50±5)%的條件下，養護7d切成啞鈴型片，用電子拉力機測試其拉伸強度、斷裂伸長率。

　　2 硅烷封端聚氨酯密封膠實驗結果與討論

　　2.1 聚醚多元醇的選擇

　　聚醚是合成預聚體的主要原料，不同分子質量、不同官能度的聚醚在不同配合比例下，合成的預聚體性能也不同，并影響最終密封膠的綜合性能。在n(NCO):n(OH)=2的條件下，聚醚二元醇和聚醚三元醇以不同的配比，分別合成預聚體，再用Y-9669做封端劑，在相同配比和工藝條件下配制成密封膠。其性能見表1。

表1 二元醇和三元醇的配比對密封膠性能的影響

　　從表1數據可見，二元醇和三元醇的配比為0.5左右為佳。

　　2.2 封端劑的選擇

　　作為NCO端基預聚體的封端劑有多種，本試驗采用了常用的硅烷類封端劑。表2是不同封端劑對密封膠拉伸強度、伸長率的影響。

表2 封端劑的影響

　　從表2中可見，用Y-9669作封端劑配制的密封膠的性能較佳。這是由于Y-9669為三硅氧烷基封端劑，其封端的預聚體制得的密封膠固化交聯反應速度快，交聯產物的交聯密度大、剛性大，且分子結構中含有苯環增加了分子間的作用力，同時其中含有的N原子，可增加體系中的氫鍵，提高分子間的作用力，從而使最終密封膠的拉伸強度增大；分子結構剛性增加的同時，減小了密封膠的伸長率。

　　2.3 封端前預聚體NCO含量的確定

　　預聚體NCO含量可根據需求自行設計，但根據經驗，NCO含量越高，預聚體黏度越低，對后續封端反應及配膠有利；但NCO含量髙，封端劑用量要加大，封端反應時間也相應拉長。NCO含量越低，預聚體黏度越大，對后續封端反應及配膠都不利。為此本實驗在預聚體NCO質量分數從1%～4%變動，封端劑用Y-9669，其他配比和工藝都不變的情況下,考查了NCO含量對密封膠性能的影響。結果見表3。

表3 NCO含量對密封膠性能的影響

　　從表3中看出，預聚體NCO含量越大,最終密封膠的拉伸強度越高，但斷裂伸長率減小，膠的下垂度增加。然而NCO含量太小的預聚體黏度又太大，后續封端反應時間太長，操作也不方便，最終還影響到密封膠的擠出性。綜合考慮，選擇NCO質量分數為2%較佳。

　　3 硅烷封端聚氨酯密封膠性能指標

　　硅烷封端的聚氨酯密封膠在室溫、濕氣和催化劑存在下,端三烷氧基硅烷基中的烷氧基快速水解成硅醇基，硅醇基經縮聚反應使密封膠固化交聯成網絡結構。網絡的交聯點是由Si-O-Si鍵構成，而網絡交聯點與交聯點之間為聚氨酯鏈結構，即固化交聯后形成的網絡結構中具有聚氨酯鏈與Si-O-Si鍵的雙重特征，因此硅烷封端的聚氨酯密封膠的力學性能、粘接性能、室溫快固性能等達到良好的平衡。硅烷封端的聚氨酯密封膠的性能指標如表4。

表4 硅烷封端的聚氨酯密封膠的性能指標

　　4 硅烷封端聚氨酯密封膠實驗結論

　　以聚醚二元醇與三元醇的質量比為0.5為佳。預聚體NCO質量分數為2%，用Y-9669為NCO封端劑，添加經嚴格處理的填料、催化劑等研制成單組分硅烷封端聚氨酯密封膠。該膠不下垂,室溫表干快，拉伸強度為2.83MPa，斷裂伸長率為376.6%，對玻璃、鋁、鋼、大理石等基材有很好的粘接性。

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