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                有机硅改性剂

                聚氨酯(PU)全称聚氨基甲酸酯,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团(NHCOO)的大分子化合物的统称。聚氨酯具有黏结性好、耐高温、耐磨、便于加工、价格低廉等优点。但耐热、抗老化性、防水性较差,使其应用受到很大的限制。有机硅材料则具有较优的热稳定性、耐紫外光及低温柔性,通过使用有机硅对聚氨酯胶粘剂进行改性,可以兼得两种材料的优点,改善聚氨酯胶粘剂存在的问题。

                小分子硅烷类有机硅主要指含有可与NCO 基团反应的、带活泼氢的硅烷偶联剂,如氨基硅烷(KH550)、巯基硅烷等,改性的对象可以是水性聚氨酯预聚物、非水性聚氨酯预聚物以及具有超支化分子结构的聚氨酯预聚物,此类硅烷的改性对象是羟基聚醚或羟基封端的聚氨酯预聚物。

                异氰酸酯基硅烷

                异氰酸酯硅烷与羟基预聚物反应得到的STPU中仅存在氨基甲酸酯键而不存在脲基,跟伯氨基硅烷与端NCO 预聚物反应得到的STPU 相比,具有更低的黏度。

                因此异氰酸酯硅烷改性羟基预聚物得到的STPU具有黏度相对较低、生产工艺简单(一步法)等优点,但异氰酸酯硅烷本身价格昂贵,用于制备STPU 成本太高。

                  含活性氢硅烷

                  (1)烷氧基硅封端非水性聚氨酯

                伯胺基硅烷与端NCO 预聚物反应得到的STPU中存在脲键,相比氨基甲酸酯键,脲键极性较高,能够与体系中的氢形成很强的氢键,导致此类STPU 黏度过高。

                仲胺基硅烷因取代基较大的位阻可以阻碍体系中氢键的形成,从而得到黏度相对较低的STPU。

                将以上两种不同黏度的硅烷封端STPU预聚物进行共混,不仅可以得到黏度较低的预聚物,而且材料固化后的力学性能也得到提高。

                相比伯胺基硅烷,由仲氨基硅烷改性得到的STPU 预聚物分子氢键作用较弱,整体黏度较低,有利于该类胶黏剂的生产和使用,具有较高的研究和应用价值。此外,通过两种STPU 共混或混合硅烷改性PU 可以调节预聚物黏度至需求值,并且可以兼具较好的力学性能。

                  烷氧基硅封端水性聚氨酯

                烷氧基硅封端水性聚氨酯(WPU)是通过硅烷对WPU 中的端NCO基团封端,再乳化,得到烷氧基硅封端的WPU,其固化机理与烷氧基硅封端非水性聚氨酯类似。与普通WPU相比,硅烷封端WPU具有更好的耐水性和热稳定性。

                  烷氧基硅超支化聚合物

                超支化聚合物具有低黏度、高分子量的特点。STPU 也可以设计成超支化的分子结构。烷氧基硅超支化聚氨酯预聚物可以通过多官能的核心分子,如季戊四醇、三羟甲基丙烷(TMP)、甘油(GLY)等,与二羟甲基丙酸(DMPA)反应得到一代至多代超支化羟基聚合物(代数由羧基与羟基的摩尔比决定),再加入过量的二异氰酸酯与羟基反应,富余的NCO 采用含活性氢硅烷偶联剂进行封端,得到硅烷化超支化聚合物。

                通过有机硅改性聚氨酯胶粘剂,在提升聚氨酯胶粘剂产品性能的同时,也可以解决一些环保问题,例如,可避免了材料中游离NCO基团的存在,提升了材料的环境友好性。目前,有机硅改性聚氨酯胶粘剂,尤其是硅烷封端聚氨酯胶粘剂,在交通运输、建筑密封等领域应用越来越多。

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