För närvarande finns det många vanliga typer av enkomponents reaktiva elastiska tätningsmedel på marknaden, främst silikon- och polyuretantätningsprodukter. Olika typer av elastiska tätningsmedel har skillnader i sina aktiva funktionella grupper och härdade huvudkedjestrukturer. Som ett resultat finns det fler eller färre begränsningar i deras tillämpliga delar och områden. Här introducerar vi härdningsmekanismerna för flera vanliga enkomponents reaktiva elastiska tätningsmedel och jämför fördelarna och nackdelarna med olika typer av elastiska tätningsmedel, för att fördjupa vår förståelse och göra lämpliga val i praktiska tillämpningar.
1. Vanlig härdningsmekanism för enkomponents reaktivt elastiskt tätningsmedel
Vanliga enkomponents reaktiva elastiska tätningsmedel inkluderar huvudsakligen: silikon (SR), polyuretan (PU), silylterminerad modifierad polyuretan (SPU), silylterminerad polyeter (MS). Prepolymeren har olika aktiva funktionella grupper och olika härdningsreaktionsmekanismer.
1.1Härdningsmekanism för silikonelastomerförsegling
Figur 1. Härdningsmekanism för silikonfogmassa
När silikonfogmassor används reagerar prepolymeren med spårmängder av fukt i luften och stelnar eller vulkaniseras sedan under inverkan av en katalysator. Biprodukterna är småmolekylära ämnen. Mekanismen visas i figur 1. Beroende på de olika småmolekylära ämnen som frigörs under härdning kan silikonfogmassor också delas in i avsyrningstyp, deketoximtyp och avalkoholiseringstyp. För- och nackdelarna med dessa typer av silikonlim sammanfattas i tabell 1.
Tabell 1. Jämförelse av fördelar och nackdelar med flera typer av silikonlim
1.2 Härdningsmekanism för elastiskt polyuretanfogmassa
Enkomponents polyuretanfogmassa (PU) är en typ av polymer som innehåller upprepade uretansegment (-NHCOO-) i molekylens huvudkedja. Härdningsmekanismen är att isocyanat reagerar med vatten för att bilda en instabil mellanprodukt av karbamat, som sedan snabbt sönderdelas för att generera CO2 och amin, och sedan reagerar aminen med överskott av isocyanat i systemet och bildar slutligen en elastomer med en nätverksstruktur. Dess härdningsreaktionsformel är följande:
Figur 1. Härdningsreaktionsmekanism för polyuretanfogmassa
1.3 Härdningsmekanism för silanmodifierad polyuretantätningsmedel
Figur 3. Härdningsreaktionsmekanism för silanmodifierad polyuretantätningsmedel
Med tanke på vissa brister hos polyuretantätningsmedel har polyuretan nyligen modifierats med silan för att framställa lim, vilket bildar en ny typ av tätningslim med en huvudkedja av polyuretanstruktur och en alkoxisilanändgrupp, kallad silanmodifierad polyuretantätningsmedel (SPU). Härdningsreaktionen för denna typ av tätningsmedel liknar den för silikon, det vill säga att alkoxigrupperna reagerar med fukt för att genomgå hydrolys och polykondensation för att bilda en stabil Si-O-Si tredimensionell nätverksstruktur (Figur 3). Nätverkstvärbindningspunkterna och mellan tvärbindningspunkterna är flexibla polyuretansegmentstrukturer.
1.4 Härdningsmekanism för silylterminerade polyeterfogmassor
Silylterminerad polyeterfogmassa (MS) är ett elastiskt enkomponentslim baserat på silanmodifiering. Det kombinerar fördelarna med både polyuretan och silikon och är en ny generation av självhäftande tätningsprodukter, fria från PVC, silikonolja, isocyanat och lösningsmedel. MS-fogmassan reagerar med luftfuktigheten vid rumstemperatur, så att den silaniserade polymeren med -Si(OR)₂ OR -SIR(OR)₂- strukturen hydrolyseras vid kedjeänden och tvärbinds till en elastomer med Si-O-Si-nätverksstruktur för att uppnå en tätnings- och bindningseffekt. Härdningsreaktionsprocessen är som följer:
Figur 4. Härdningsmekanism för silylterminerad polyeterfogmassa
2. Jämförelse av fördelar och nackdelar med vanliga enkomponents reaktiva elastiska tätningsmedel
2.1 Fördelar och nackdelar med silikonförseglingar
⑴Fördelar med silikonförseglare:
① Utmärkt väderbeständighet, syrebeständighet, ozonbeständighet och ultraviolett beständighet; ② God flexibilitet vid låga temperaturer.
⑵Nackdelar med silikonförseglare:
①Dålig ommålning och kan inte målas om; ②Låg rivstyrka; ③Otillräcklig oljebeständighet; ④Ej punkteringsbeständig; ⑤Det självhäftande lagret producerar lätt oljigt lakvatten som förorenar betong, sten och andra lösa underlag.
2.2 Fördelar och nackdelar med polyuretanfogar
⑴Fördelar med polyuretanförseglare:
① God vidhäftning till en mängd olika underlag; ② Utmärkt flexibilitet vid låg temperatur; ③ God elasticitet och utmärkta återhämtningsegenskaper, lämplig för dynamiska fogar; ④ Hög mekanisk hållfasthet, utmärkt slitstyrka, oljebeständighet och biologisk åldringsbeständighet; ⑤ De flesta enkomponents fukthärdande polyuretanfogmassor är lösningsmedelsfria och förorenar inte underlaget eller miljön; ⑥ Tätningsmedlets yta kan målas och är lätt att använda.
⑵Nackdelar med polyuretanförseglare:
① Vid härdning i en miljö med hög temperatur och hög luftfuktighet med en relativt snabb hastighet bildas lätt bubblor, vilket påverkar tätningsmedlets prestanda; ② Vid limning och försegling av komponenter på icke-porösa underlag (såsom glas, metall etc.) krävs vanligtvis en primer; ③ Grund Färgformeln är känslig för UV-åldring, och limmets lagringsstabilitet påverkas kraftigt av förpackning och yttre förhållanden; ④ Värmebeständigheten och åldringsbeständigheten är något otillräckliga.
2.3 Fördelar och nackdelar med silanmodifierade polyuretanfogar
⑴Fördelar med silanmodifierad polyuretanfogmassa:
① Härdning producerar inga bubblor; ② Har god flexibilitet, hydrolysbeständighet och kemikalieresistensstabilitet; ③ Utmärkt väderbeständighet, värmebeständighet, åldringsbeständighet, produktlagringsstabilitet; ④ Bred anpassningsförmåga till underlag, vid limning krävs generellt ingen primer; ⑤ Ytan kan målas.
⑵Nackdelar med silanmodifierad polyuretan-tätningsmedel:
① UV-beständigheten är inte lika bra som silikonfogmassans; ② Rivhållfastheten är något sämre än polyuretanfogmassans.
2.4 Fördelar och nackdelar med silylterminerade polyeterfogmassor
⑴Fördelar med silylterminerad polyeterförsegling:
① Den har utmärkta bindningsegenskaper till de flesta underlag och kan uppnå primerfri aktiveringsbindning; ② Den har bättre värmebeständighet och UV-åldringsbeständighet än vanlig polyuretan; ③ Den kan målas på ytan.
⑵Nackdelar med silylterminerad polyeterförsegling:
① Väderbeständigheten är inte lika bra som silikons, och sprickor uppstår på ytan efter åldring; ② Vidhäftningen till glas är dålig.
Genom ovanstående introduktion har vi en preliminär förståelse för härdningsmekanismerna hos flera vanligt förekommande typer av enkomponents reaktiva elastiska tätningsmedel, och genom att jämföra deras fördelar och nackdelar kan vi uppnå en övergripande förståelse för varje produkt. I praktiska tillämpningar kan tätningsmedlet väljas utifrån de faktiska appliceringsförhållandena för den bindande delen för att uppnå god tätning eller bindning av den applikationsdel som ska användas.
Publiceringstid: 15 november 2023