Momenteel zijn er veel voorkomende typen reactieve elastische afdichtingsmiddelen met één component op de markt, voornamelijk siliconen- en polyurethaanafdichtingsproducten.Verschillende soorten elastische afdichtingsmiddelen hebben verschillen in hun actieve functionele groepen en uitgeharde hoofdketenstructuren.Als gevolg hiervan zijn er min of meer beperkingen in de toepasselijke onderdelen en velden.Hier introduceren we de uithardingsmechanismen van verschillende veel voorkomende reactieve elastische afdichtingsmiddelen met één component en vergelijken we de voor- en nadelen van verschillende soorten elastische afdichtingsmiddelen, om ons begrip te verdiepen en passende keuzes te maken in praktische toepassingen.
1. Algemeen reactief elastisch afdichtingsmechanisme met één component
Veel voorkomende reactieve elastische afdichtingsmiddelen met één component zijn onder meer: siliconen (SR), polyurethaan (PU), silyl-getermineerd gemodificeerd polyurethaan (SPU), silyl-getermineerd polyether (MS). Het prepolymeer heeft verschillende actieve functionele groepen en verschillende uithardingsreactiemechanismen.
1.1Uithardingsmechanisme van siliconenelastomeerkit
Figuur 1. Uithardingsmechanisme van siliconenkit
Wanneer siliconenkitten worden gebruikt, reageert het prepolymeer met sporen van vocht in de lucht en stolt of vulkaniseert vervolgens onder invloed van een katalysator.De bijproducten zijn kleine moleculaire stoffen.Het mechanisme wordt getoond in Figuur 1. Afhankelijk van de verschillende kleine moleculaire stoffen die vrijkomen tijdens het uitharden, kan siliconenkit ook worden onderverdeeld in ontzuringstype, deketoximtype en dealcoholisatietype.De voor- en nadelen van dit soort siliconenlijm zijn samengevat in Tabel 1.
Tabel 1.Vergelijking van de voor- en nadelen van verschillende soorten siliconenlijmen
1.2 Uithardingsmechanisme van elastische polyurethaankit
Eéncomponent polyurethaankit (PU) is een type polymeer dat zich herhalende urethaansegmenten (-NHCOO-) in de hoofdketen van het molecuul bevat.Het uithardingsmechanisme is dat isocyanaat reageert met water om een onstabiel intermediair carbamaat te vormen, dat vervolgens snel ontleedt om CO2 en amine te genereren. Vervolgens reageert het amine met een overmaat aan isocyanaat in het systeem en vormt uiteindelijk een elastomeer met een netwerkstructuur.De uithardingsreactieformule is als volgt:
Figuur 1. Uithardingsreactiemechanisme van polyurethaankit
1.3 Uithardingsmechanisme van silaan-gemodificeerde polyurethaankit
Figuur 3. Uithardingsreactiemechanisme van silaan-gemodificeerde polyurethaankit
Met het oog op enkele tekortkomingen van polyurethaankitten, is polyurethaan onlangs gemodificeerd door silaan om lijmen te bereiden, waardoor een nieuw type afdichtingskleefstof wordt gevormd met een hoofdketen van polyurethaanstructuur en een alkoxysilaan-eindgroep, genaamd silaan-gemodificeerde polyurethaankit (SPU).De uithardingsreactie van dit type afdichtingsmiddel is vergelijkbaar met die van siliconen, dat wil zeggen dat de alkoxygroepen reageren met vocht en hydrolyse en polycondensatie ondergaan om een stabiele driedimensionale Si-O-Si-netwerkstructuur te vormen (Figuur 3).De netwerkverknopingspunten en tussen de verknopingspunten bevinden zich flexibele segmentstructuren van polyurethaan.
1.4 Uithardingsmechanisme van polyetherkitten met silyleind
Silyl-getermineerde polyetherkit (MS) is een elastische lijm uit één component op basis van silaanmodificatie.Het combineert de voordelen van polyurethaan en siliconen en is een nieuwe generatie lijm- en afdichtingsproducten, vrij van PVC, siliconenolie, isocyanaat en oplosmiddelen.MS-lijm reageert met het vocht in de lucht bij kamertemperatuur, waardoor het gesilaniseerde polymeer met -Si(OR) OR -SIR (OR)- structuur aan het ketenuiteinde wordt gehydrolyseerd en verknoopt tot een elastomeer met Si-O- Si-netwerkstructuur om afdichtings- en hechtingseffect te bereiken.Het uithardingsreactieproces is als volgt:
Figuur 4. Uithardingsmechanisme van polyetherafdichtmiddel met silyl-eindgroep
2. Vergelijking van de voor- en nadelen van gebruikelijke reactieve elastische afdichtingsmiddelen met één component
2.1 Voor- en nadelen van siliconenkitten
⑴Voordelen van siliconenkit:
① Uitstekende weersbestendigheid, zuurstofbestendigheid, ozonbestendigheid en ultraviolette weerstand;② Goede flexibiliteit bij lage temperaturen.
⑵Nadelen van siliconenkit:
①Slechte herdecoratie en kan niet worden geverfd;② Lage scheursterkte;③Onvoldoende oliebestendigheid;④Niet lekbestendig;⑤De lijmlaag produceert gemakkelijk olieachtig percolaat dat beton, steen en andere losse ondergronden vervuilt.
2.2 Voor- en nadelen van polyurethaankitten
⑴Voordelen van polyurethaankit:
① Goede hechting op verschillende ondergronden;② Uitstekende flexibiliteit bij lage temperaturen;③ Goede elasticiteit en uitstekende hersteleigenschappen, geschikt voor dynamische gewrichten;④ Hoge mechanische sterkte, uitstekende slijtvastheid, oliebestendigheid en biologische verouderingsbestendigheid;⑤ De meeste één-component vochtuithardende polyurethaankitten zijn oplosmiddelvrij en veroorzaken geen vervuiling van de ondergrond en het milieu;⑥ Het oppervlak van de kit kan worden geverfd en is gemakkelijk te gebruiken.
⑵Nadelen van polyurethaankit:
① Bij het uitharden in een omgeving met hoge temperaturen en hoge luchtvochtigheid met een relatief hoge snelheid, worden gemakkelijk bellen gegenereerd, wat de prestaties van het afdichtmiddel beïnvloedt;② Bij het verlijmen en afdichten van onderdelen van niet-poreuze ondergronden (zoals glas, metaal etc.) is in de regel een primer vereist;③ Ondiep De kleurformule is gevoelig voor UV-veroudering en de opslagstabiliteit van de lijm wordt sterk beïnvloed door verpakking en externe omstandigheden;④ De hittebestendigheid en verouderingsbestendigheid zijn enigszins onvoldoende.
2.3 Voor- en nadelen van silaan-gemodificeerde polyurethaankitten
⑴Voordelen van silaan-gemodificeerde polyurethaankit:
① Uitharding veroorzaakt geen luchtbellen;② Heeft een goede flexibiliteit, hydrolysebestendigheid en chemische weerstandsstabiliteit;③ Uitstekende weersbestendigheid, hittebestendigheid, verouderingsbestendigheid, stabiliteit van productopslag;④ Grote aanpasbaarheid aan ondergronden, bij verlijming Over het algemeen is er geen primer vereist;⑤Het oppervlak kan worden geverfd.
⑵Nadelen van silaan-gemodificeerde polyurethaankit:
① De UV-bestendigheid is niet zo goed als die van siliconenkit;② De scheurweerstand is iets slechter dan die van polyurethaankit.
2.4 Voor- en nadelen van polyetherkitten met silyl-eindgroepen
⑴Voordelen van polyetherkit met silyleind:
① Het heeft uitstekende hechtingseigenschappen op de meeste substraten en kan een primervrije activeringsbinding bewerkstelligen;② Het heeft een betere hittebestendigheid en UV-verouderingsbestendigheid dan gewoon polyurethaan;③ Het kan op het oppervlak worden geverfd.
⑵Nadelen van polyetherkit met silyleind:
① De weersbestendigheid is niet zo goed als die van siliconensiliconen en na veroudering verschijnen er scheuren op het oppervlak;② De hechting op glas is slecht.
Door de bovenstaande inleiding hebben we een voorlopig inzicht gekregen in de uithardingsmechanismen van verschillende veelgebruikte typen reactieve elastische afdichtingsmiddelen met één component, en door hun voor- en nadelen te vergelijken, kunnen we een algemeen begrip van elk product verkrijgen.In praktische toepassingen kan het afdichtmiddel worden geselecteerd op basis van de werkelijke toepassingsomstandigheden van het hechtdeel om een goede afdichting of hechting van het aanbrengdeel te bereiken.
Posttijd: 15 november 2023