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            有機鉍新聞

            有機硅改性劑

            聚氨酯(PU)全稱聚氨基甲酸酯,是主鏈上含有重復氨基甲酸酯基團(NHCOO)的大分子化合物的統稱。聚氨酯具有黏結性好、耐高溫、耐磨、便于加工、價格低廉等優點。但耐熱、抗老化性、防水性較差,使其應用受到很大的限制。有機硅材料則具有較優的熱穩定性、耐紫外光及低溫柔性,通過使用有機硅對聚氨酯膠粘劑進行改性,可以兼得兩種材料的優點,改善聚氨酯膠粘劑存在的問題。

            小分子硅烷類有機硅主要指含有可與NCO 基團反應的、帶活潑氫的硅烷偶聯劑,如氨基硅烷(KH550)、巰基硅烷等,改性的對象可以是水性聚氨酯預聚物、非水性聚氨酯預聚物以及具有超支化分子結構的聚氨酯預聚物,此類硅烷的改性對象是羥基聚醚或羥基封端的聚氨酯預聚物。

            異氰酸酯基硅烷

            異氰酸酯硅烷與羥基預聚物反應得到的STPU中僅存在氨基甲酸酯鍵而不存在脲基,跟伯氨基硅烷與端NCO 預聚物反應得到的STPU 相比,具有更低的黏度。

            因此異氰酸酯硅烷改性羥基預聚物得到的STPU具有黏度相對較低、生產工藝簡單(一步法)等優點,但異氰酸酯硅烷本身價格昂貴,用于制備STPU 成本太高。

              含活性氫硅烷

              (1)烷氧基硅封端非水性聚氨酯

            伯胺基硅烷與端NCO 預聚物反應得到的STPU中存在脲鍵,相比氨基甲酸酯鍵,脲鍵極性較高,能夠與體系中的氫形成很強的氫鍵,導致此類STPU 黏度過高。

            仲胺基硅烷因取代基較大的位阻可以阻礙體系中氫鍵的形成,從而得到黏度相對較低的STPU。

            將以上兩種不同黏度的硅烷封端STPU預聚物進行共混,不僅可以得到黏度較低的預聚物,而且材料固化后的力學性能也得到提高。

            相比伯胺基硅烷,由仲氨基硅烷改性得到的STPU 預聚物分子氫鍵作用較弱,整體黏度較低,有利于該類膠黏劑的生產和使用,具有較高的研究和應用價值。此外,通過兩種STPU 共混或混合硅烷改性PU 可以調節預聚物黏度至需求值,并且可以兼具較好的力學性能。

              烷氧基硅封端水性聚氨酯

            烷氧基硅封端水性聚氨酯(WPU)是通過硅烷對WPU 中的端NCO基團封端,再乳化,得到烷氧基硅封端的WPU,其固化機理與烷氧基硅封端非水性聚氨酯類似。與普通WPU相比,硅烷封端WPU具有更好的耐水性和熱穩定性。

              烷氧基硅超支化聚合物

            超支化聚合物具有低黏度、高分子量的特點。STPU 也可以設計成超支化的分子結構。烷氧基硅超支化聚氨酯預聚物可以通過多官能的核心分子,如季戊四醇、三羥甲基丙烷(TMP)、甘油(GLY)等,與二羥甲基丙酸(DMPA)反應得到一代至多代超支化羥基聚合物(代數由羧基與羥基的摩爾比決定),再加入過量的二異氰酸酯與羥基反應,富余的NCO 采用含活性氫硅烷偶聯劑進行封端,得到硅烷化超支化聚合物。

            通過有機硅改性聚氨酯膠粘劑,在提升聚氨酯膠粘劑產品性能的同時,也可以解決一些環保問題,例如,可避免了材料中游離NCO基團的存在,提升了材料的環境友好性。目前,有機硅改性聚氨酯膠粘劑,尤其是硅烷封端聚氨酯膠粘劑,在交通運輸、建筑密封等領域應用越來越多。

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