В даний час на ринку існує багато поширених типів однокомпонентних реактивних еластичних герметиків, в основному це силіконові та поліуретанові герметики.Різні типи еластичних герметиків мають відмінності в своїх активних функціональних групах і затверділих структурах основного ланцюга.Як наслідок, існують більш-менш обмеження в його застосовних частинах і полях.Тут ми представляємо механізми затвердіння кількох поширених однокомпонентних реактивних еластичних герметиків і порівнюємо переваги та недоліки різних типів еластичних герметиків, щоб поглибити наше розуміння та зробити правильний вибір у практичних застосуваннях.
1. Звичайний однокомпонентний механізм затвердіння реактивного еластичного герметика
Звичайні однокомпонентні реактивні еластичні герметики в основному включають: силікон (SR), поліуретан (PU), модифікований поліуретан із силільними кінцями (SPU), поліефір із силільними кінцями (MS). Преполімер має різні активні функціональні групи та різні механізми реакції затвердіння.
1.1Механізм затвердіння силіконового еластомерного герметика
Малюнок 1. Механізм затвердіння силіконового герметика
Коли використовуються силіконові герметики, форполімер реагує зі слідами вологи в повітрі, а потім твердне або вулканізується під дією каталізатора.Побічними продуктами є маломолекулярні речовини.Механізм показаний на малюнку 1. Відповідно до різних малих молекулярних речовин, що виділяються під час затвердіння, силіконовий герметик також можна розділити на тип знекислення, тип декетоксиму та тип деалкоголізування.Переваги та недоліки цих типів силіконового клею підсумовано в таблиці 1.
Таблиця 1. Порівняння переваг і недоліків кількох типів силіконових клеїв
1.2 Механізм затвердіння поліуретанового еластичного герметика
Однокомпонентний поліуретановий герметик (PU) — це тип полімеру, що містить повторювані уретанові сегменти (-NHCOO-) в основному ланцюзі молекули.Механізм затвердіння полягає в тому, що ізоціанат реагує з водою з утворенням нестабільного проміжного карбамату, який потім швидко розкладається з утворенням CO2 і аміну, а потім амін реагує з надлишком ізоціанату в системі і, нарешті, утворює еластомер із сітчастою структурою.Його формула реакції затвердіння така:
Рисунок 1. Механізм реакції затвердіння поліуретанового герметика
1.3 Механізм затвердіння поліуретанового герметика, модифікованого силаном
Рисунок 3. Механізм реакції затвердіння поліуретанового герметика, модифікованого силаном
Зважаючи на деякі недоліки поліуретанових герметиків, поліуретан нещодавно був модифікований силаном для приготування адгезивів, утворюючи новий тип герметизуючого клею з головним ланцюгом поліуретанової структури та алкоксисилановою кінцевою групою, який називається силан-модифікованим поліуретановим герметиком (SPU).Реакція затвердіння цього типу герметика подібна до реакції силікону, тобто алкоксигрупи реагують із вологою, піддаючись гідролізу та поліконденсації з утворенням стабільної тривимірної мережевої структури Si-O-Si (рис. 3).Точки перехресного зшивання мережі та між точками перехресного зшивання є поліуретановими гнучкими сегментними структурами.
1.4 Механізм затвердіння поліефірних герметиків із силільними кінцями
Поліефірний герметик із силільними закінченнями (MS) — це однокомпонентний еластичний клей на основі модифікації силану.Він поєднує в собі переваги як поліуретану, так і силікону, є новим поколінням клею-герметика, що не містить ПВХ, силіконового масла, ізоціанату та розчинника.Клей MS реагує з вологою в повітрі при кімнатній температурі, так що силанізований полімер зі структурою -Si(OR) OR -SIR (OR)- гідролізується на кінці ланцюга та зшивається в еластомер з Si-O- Мережева структура Si для досягнення ефекту герметизації та склеювання.Процес реакції затвердіння виглядає наступним чином:
Малюнок 4. Механізм затвердіння поліефірного герметика з силільними кінцями
2. Порівняння переваг і недоліків поширених однокомпонентних реактивних еластичних герметиків
2.1 Переваги та недоліки силіконових герметиків
⑴Переваги силіконового герметика:
① Чудова стійкість до погодних умов, кисню, озону та ультрафіолету;② Хороша гнучкість при низьких температурах.
⑵Недоліки силіконового герметика:
①Погане повторне оздоблення та неможливо пофарбувати;②Низька міцність на розрив;③Недостатня маслостійкість;④Не стійкий до проколів;⑤Клейовий шар легко утворює жирний фільтрат, який забруднює бетон, камінь та інші пухкі основи.
2.2 Переваги та недоліки поліуретанових герметиків
⑴Переваги поліуретанового герметика:
① Хороша адгезія до різноманітних основ;② Чудова гнучкість при низьких температурах;③ Хороша еластичність і відмінні властивості відновлення, підходить для динамічних суглобів;④ Висока механічна міцність, відмінна зносостійкість, маслостійкість і стійкість до біологічного старіння;⑤ Більшість однокомпонентних поліуретанових герметиків, що твердіють вологою, не містять розчинників і не забруднюють основу та навколишнє середовище;⑥ Поверхня герметика може бути пофарбована та проста у використанні.
⑵Недоліки поліуретанового герметика:
① Під час затвердіння в середовищі з високою температурою та високою вологістю з відносно високою швидкістю легко утворюються бульбашки, що впливає на ефективність герметика;② Під час склеювання та герметизації компонентів непористих підкладок (таких як скло, метал тощо) зазвичай потрібна грунтовка;③ Неглибокий Формула кольору чутлива до УФ-старіння, а на стійкість клею при зберіганні значною мірою впливають упаковка та зовнішні умови;④ Термостійкість і стійкість до старіння трохи недостатні.
2.3 Переваги та недоліки поліуретанових герметиків, модифікованих силаном
⑴Переваги модифікованого силаном поліуретанового герметика:
① Затвердіння не створює бульбашок;② Має хорошу гнучкість, стійкість до гідролізу та стійкість до хімічних речовин;③ Відмінна атмосферостійкість, термостійкість, стійкість до старіння, стабільність зберігання продукту;④ Широка пристосованість до основи, під час склеювання. Загалом, грунтовка не потрібна;⑤Поверхню можна пофарбувати.
⑵Недоліки модифікованого силаном поліуретанового герметика:
① Стійкість до ультрафіолету не така хороша, як у силіконового герметика;② Стійкість до розриву трохи гірша, ніж у поліуретанового герметика.
2.4 Переваги та недоліки поліефірних герметиків із силільними закінченнями
⑴Переваги поліефірного герметика з силільними закінченнями:
① Має чудові властивості адгезії до більшості підкладок і може досягти активаційного адгезії без ґрунтовки;② Він має кращу термостійкість і стійкість до УФ-старіння, ніж звичайний поліуретан;③ Його можна намалювати на поверхні.
⑵Недоліки поліефірного герметика з силільними закінченнями:
① Стійкість до погодних умов не така хороша, як у силіконового силікону, і після старіння на поверхні з’являються тріщини;② Погана адгезія до скла.
Завдяки наведеному вище вступу ми маємо попереднє розуміння механізмів затвердіння кількох типов однокомпонентних реактивних еластичних герметиків, які зазвичай використовуються, і, порівнюючи їх переваги та недоліки, ми можемо досягти загального розуміння кожного продукту.У практичних застосуваннях герметик можна вибрати відповідно до фактичних умов нанесення склеювальної частини для досягнення хорошої герметизації або склеювання нанесеної частини.
Час публікації: 15 листопада 2023 р