硅烷化聚氨酯(SPU)的研究现状及发展趋势.pdfVIP

硅烷化聚氨酯(SPU)的研究现状及发展趋势 张军营姚晓宁 北京4t；_v-大学材料科学与工程学院，北京100029 摘 要 硅烷改性聚氨酯是近些年发展的一种新型材料，它具有有机硅和聚氨酯共同 的优点，近些年在建筑和汽车领域的应用发展迅速。本文综述了硅烷改性聚氨酯的合成 方法和一些必威体育精装版进展，对其性能特点进行了介绍，最后展望了硅烷改性聚氨酯的发展趋 势。 关键词硅烷改性聚氨酯进展 1前言： 密封胶足以不定形态现场嵌填接缝、粘接界面并承受接缝位移变形的密封材料。早 期的密封胶是由沥青物、焦油、天然或合成树脂”‘天然或合成橡胶等干性或非干性的粘 稠物为基料，配合～定的助剂所组成。随着密封胶行业的发展逐渐形成了以聚硫类密封 胶、硅酮类密封胶和聚氨酯类密封胶为主的格局。聚硫类密封胶最早开发于1943年。 开发初期主要应用于二战时的飞机制造，1958午在日本应用于建筑业”1，聚硫密封胶问 世以后获得了广泛的应用，但其低温固化速度慢、易老化变硬、缺乏耐久性、有臭味的缺 点限制了它的进一步发展”1。硅酮密封胶开发于上个}生纪60年代，它低温柔顺性好，表 面张力低，具有优良的电绝缘性、化学稳定性、防潮性、生理惰性及生物柑容性，但建筑上 的大量使用存在一些问题，例如如用于石材接缝、混凝土结构缝时容易造成污染、腐蚀， 形成隐患。聚氨酯密封胶粘接性能稳定，弹性优良，具有抗撕裂、耐磨、抗穿刺性，对基材 彳i污染，耐酸碱和有机溶剂，可涂漆，对石材及混凝土无腐蚀，但其缺点是贮存性要求较 高，长期耐湿热性差。以上三种密封胶各有自己的优缺点，市场上需要综合功能与经济 性更优的改性密封胶。 20世纪70一80年代，硅改性聚醚密封胶技术首先在日本得到开发，并于80年代进 入市场。由钟渊公司开发的“钟化Ms聚合物”基密封胶在1981年用于高层建筑物。与 此同时．欧洲和美国也相继开展了对硅改性密封胶的研究。在美国，早在1968年通用公 司就有人提出将含有可水解基的甲硅烷基以氨酯键封端聚醚制得室温可固化化合物，可 用作密封胶和填缝胶”’1971年美国联碳公司开发r以异氰酸酯基封端聚醚，再与功能性 硅基联制备硅改性聚醚的技术“。在阿欧，德国的德固萨公司开发了硅改性密封胶井通 过向其中添加各种合适的粘接促进剂束改善其粘接性能和力学性能”1 氢反应制得的一种新型材料。它同时具有聚氨酯和有机硅材料的优点，具有耐湿热、耐 油、耐化学品、耐磨、良好的储存稳定性等优异性能，近些年广泛应用于制备高性能室温 73 硫化密封剂。与传统聚氨酯密封剂利用异氰酸酯反应硫化的机理不同，SPU是硅氧烷水 解的硫化机理，即在催化荆的作用F，硅烷的烷氧基与湿气进行水解和缩合，形成稳定的 硅氧烷(Si—O—Si)三维网络结构，它克服了单组分聚氨酯硫化起泡的弱点，并且小需要 底涂剂就能与无孔材料表面牢固粘接。 2硅烷改性聚氨酯的合成及固化技术 2．1合成技术 目前，SPU有两条基本合成路线：一是先合成端NCO基团的聚氨酯预聚体，再和含胺 基的硅烷加成，具体反，市历程如下所示： O 0 OCNR，Nro 0 || HOROH NCO OCNRlNHCOROCNHRl O ～NC0 J| Bu 另一条路线是先合成端羟基的聚氨酯预聚体，再和含NCO基团的硅烷加成反应得 到SPU，具体反应历程如下所示： f ‘ 一 O H 卜 n+1)H0一PPC～OH+NOCN—R * 一