硅烷封端聚氨酯密封胶的制备及其应用

硅烷改性聚合物密封胶的研究和应用进展作者：卢铭洛陈研杨澜燕杨富国来源：《科技风》2022年第28期摘要：硅烷改性聚合物密封胶综合了各类密封胶的优点，应用极为广泛，近年来发展迅速。

本文综述了在建筑、交通和其他不同领域硅烷改性聚合物密封胶的应用状况以及相关的学术研究进展，并展望了硅烷改性聚合物密封胶今后的发展前景。

关键词：硅烷改性；密封胶；研究进展密封胶在常温下是一种呈黏稠状的液体，通过温度变化、溶剂挥发和化学交联等过程使基材与之黏结，并逐步定型为塑性固态或弹性体，成为具有防水、密封、减震、防腐等作用的多功能黏结密封材料［1］。

自20世纪70年代以来，几类硅烷改性密封胶是由活性硅氧烷对聚氨酯聚合物或聚醚进行封端制成，陆续被欧美、日本等国家开发，类型主要有三种：硅烷改性聚氨酯密封胶（SPU）、硅烷封端聚醚密封胶（STPE）、硅烷改性聚醚密封胶（MS）［2］。

这三者端基均为可湿气固化的硅氧烷基，以聚醚或聚氨酯作为预聚物，性能具有的优点：操作使用简便、交联固化程度深、黏结性能好等［3］。

同时，与传统的密封胶相比，均有所不同的是固化机理，称之为室温湿气固化，端基交联固化形成三维网状的结构，顺应绿色环保的潮流趋势［4］。

1 硅烷改性聚合物密封胶的研究和应用进展1.1 硅烷改性聚合物密封胶的研究进展文献［5］研究了PU预聚体对聚氨酯涂料性能的影响，在PU预聚体合成过程中，通过NCO与OH的摩尔比的改变。

大量实验数据表明，在制备PU预聚体的过程中，NCO与OH比值越高，越有利于PU预聚体拉伸强度、杨氏模量和硬度的提高，当NCO与OH比值降低时，PU预聚体伸长率的提高越明显。

当NCO与OH比值固定不动时，当多元醇羟基含量的增加时，PU预聚体的拉伸强度随之而增加。

此外，当羟基含量的减少时，聚氨酯的伸长率随之而增加。

黄活阳等［6］制备了一种有机硅改性聚醚密封胶，属于单组分环保型，原料采用的是有机硅改性聚醚树脂、聚氧化丙烯二醇，另外还填加填料、硅烷偶联剂和催化剂等。

硅烷改性聚氨酯和硅烷改性聚醚合成路线（一）硅烷改性聚氨酯（SPUR）和硅烷改性聚醚（MS）有什么区别？这个问题，实际上很难回到；按照迈图的讲法，在长链中，有氨基甲酸酯集团（聚氨酯基团）的，就是SPUR；而长链中，没有聚氨酯基团的，一般称为硅烷改性聚醚；但是，笔者用拜耳的ACCLAIM 12200N聚醚，加迈图的A-LINK25做过一次实验，发现，这样出来的产品；粘度和KANEKA的硅烷改性聚醚，应该比较接近，甚至更低；但是，力学性能，实在无法和KANEKA的MS相提并论。

从这一点，笔者开始对硅烷改性聚氨酯和硅烷改性聚醚的合成路线，进行研究；首先是市场上现有的产品而言；迈图，拜耳主要是生产SPUR，而钟渊和瓦克，生产硅烷改性聚醚；但是，这几家厂商的产品，还是有一些本质的区别的；首先是迈图，从1050和1015的粘度来看，我敢负责的讲，肯定是用端羟基的产品接枝上硅烷的合成路线；所以，迈图要讲，长链中有聚氨酯基团，就是硅烷改性聚氨酯；但是，为什么迈图要强调自己是硅烷改性聚氨酯呢？拜耳的2458，从粘度上来看，是典型的硅烷改性聚氨酯产品，应该是用拜耳的聚醚加上异氰酸酯，然后用仲胺基硅烷来进行封端；这类树脂有点是，有脲键，耐水性能非常好；化学性质也应该比较稳定；缺点也是同样的明显，首先是粘度过大，其次是产品的自催化作用太明显，混合的工艺非常难弄，搞不好就在釜内凝胶（这点在做高模量黑胶是特别明显），实在是不适合国内国情；钟渊的MS，粘度非常低，树脂的力学性能也非常好，203，303，SAT400，产品的模量配备也非常齐全；生产加工性能也非常好；但是，MS从他们自身的宣传资料上来看，他们一般不突出耐水性能和耐候性能；而且，从钟渊的一些相关产品中，比如MA树脂（MS和环氧的混合物）的宣传和一些日本厂商的成品中，也没有发现耐水性能的特别宣传；这说明什么问题呢？瓦克的STPE，不是很熟悉，从仅有的一些信息来看，力学性能是不如钟渊的，自催化是不适合中国的；价格好像更是贵的有点离谱；就不做评论了。

硅烷改性聚氨酯的制备及其性能研究聚氨酯是一种具有优异性能的高分子材料，它在机械性能、热稳定性、化学稳定性、电气性能等方面表现出色，因此被广泛应用于包装材料、建筑保温材料、汽车制造及其他领域。

但是，传统聚氨酯的力学性能以及耐热、耐化学性等方面仍有提升空间。

硅烷改性聚氨酯在这种情况下应运而生，且其具有优异的耐候性和耐热性。

硅烷改性聚氨酯的制备方法主要分为两类：一种是先制备聚氨酯，再通过添加硅烷改性剂来改性；另一种是在聚氨酯合成反应中直接添加硅烷改性剂。

其中，直接添加法由于在反应中添加硅烷改性剂，可以减少工艺流程，降低成本，也有助于在合成过程中提高硅烷改性剂的分散性。

硅烷改性剂在聚氨酯中的作用主要有以下几点：1.改善界面相容性。

硅烷分子中含有高活性的硅氧键，而聚氨酯具有氢键基团，二者可以通过键合反应使整体物性得到提升。

2.改善耐候性和耐热性。

硅烷分子中的硅氧键不容易被热熔和氧化，具有很好的耐热性；同时硅烷分子与聚氨酯的相容性可以使得聚氨酯的耐候性得到提升，大大延长使用寿命。

3.提高物理力学性能。

硅烷改性聚氨酯可以提高聚氨酯的力学性能，其中包括强度、韧性、延展性等。

4.提高耐化学性。

硅烷改性聚氨酯具有良好的耐酸碱和耐溶剂性能，使得其能够应用于更为恶劣的环境中。

硅烷改性聚氨酯的性能还与硅烷改性剂的结构、含量有关。

不同硅烷改性剂的分子结构和含量不同，被改性后的聚氨酯性能表现也不同。

例如，我们可以将丙烯酰氧乙基三甲氧基硅烷作为硅烷改性剂，添加到聚氨酯合成反应中，制备出一种硅烷改性聚氨酯。

在对比传统聚氨酯和硅烷改性聚氨酯的性能时，发现硅烷改性聚氨酯的拉伸强度、断裂延伸率、耐候性等性能指标均优于传统聚氨酯。

这是由于硅烷分子与聚氨酯分子发生了键合反应，提高了聚氨酯的界面相容性和物理力学性能。

值得注意的是，硅烷改性聚氨酯的制备和应用还存在一些问题。

例如，硅烷改性剂的加入量过大会导致聚合反应难以进行或产生物理性质方面的问题；硅烷改性聚氨酯的改性效果并不是每种硅烷改性剂都比传统聚氨酯更优秀，需要针对具体应用进行选择。

撞
谈 谈硅烷 化改性聚氨 酯
（２） 用 异氰 酸酯基 硅烷封 端 ： 封 端剂可 以得到不 同性能的 Ｓ Ｕ Ｐ ，而且 ，因为 Ｓ Ｕ中不 Ｐ 由于上述活性硅烷 中既含有能与预聚体官 能团反应 存在 Ｎ ０ 团，所 以可在配 方中加入更多种类 的添加剂， Ｃ 基 的氨基 或异 氰酸酯基 ，又含有 能在适 当催化剂下进行水 这种情 况 的结果 就是使配方设计可 以在很 宽的范 围内进
ｏ Ｎ ●■ 一 ■ 州－ ｏ ＋ ｃ ＾ Ｍ— ＾ Ｎ －ｃ Ｉ Ｒ Ｈ哪 Ｒ ． 卅ｕ ｏ
２ 为什么要使用 Ｓ Ｕ ． Ｐ？
Ｓ Ｕ能提供 如下一些特殊 的性能 ： Ｐ
（１）配 方的多样 性：能 比含 Ｎ ０的配方 使用更宽 Ｃ
范 围 的 填 料 、 增 塑 剂 、保 护 剂 （ ｐ ｒｏ ｔｅｃ ｔ ｉｖ ｅ
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■Ｐ Ｕ技 术
谈 谈 硅 烷
１ ．前言
３ １制备过程 ．
现 在人们 通 常采用 的方 法是 ：第 １步 ，用常 规 Ｐ Ｕ 当前 聚氨酯 树脂 的年 消费量 已高达 千万 吨的水 平 ， Ｃ基 Ｈ 然而 ，人们 仍在 继续扩展 这类树 脂 的性 能和应 用范 围 ， 技术 中那样 的方法制备端 Ｎ Ｏ 或端 ０ 基 的氨基 甲酸酯 预聚体 ；第 ２步，用氨基硅烷或异氰 酸酯硅烷进行封端 这种工作 主要表现 在如下 三个方面 ：
Ｐ 用另外 １ 种化 学固化的方法来代替 Ｎ Ｏ固化 的 反应 ，也 即 甲硅烷 化 反应 ，于是 得到 了 Ｓ Ｕ树 脂 。 Ｃ 具体 的反应 方式如 下 图所示 。 方法 ，做到更加 环保和对宽范 围的添 加剂具有更低 的化 源自・ 学反应活性； ・
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OCH3 CH3O OCH3 + CH3O Si OCH3 CH3O
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Si
OCH3 CH3O Si O OCH3 CH3O
= Si-O-Si
CAS • BMS-CAS –BD Henry Zhao • 5
硅烷改性聚氨酯预聚体（ 硅烷改性聚氨酯预聚体（STP）的应用
赵葆卫 • 拜耳材料科技（中国）有限公司
中国胶粘剂协会工程胶粘剂技术研讨会 2010-06 青岛
主要内容
单组分端硅烷基聚氨酯（ 单组分端硅烷基聚氨酯（STP） 聚氨酯、 聚氨酯、湿固化型聚氨酯及硅烷改性聚氨酯的合成 拜耳材料科技STP产品系列 Desmoseal 产品系列、 产品系列、特性及用途 STP产品在工程上的应用实例 工程粘接应用分析 工程密封应用分析
填料对配方胶粘剂的力学性能的影响最大 不同的碳酸钙的分析对比
Omyacarb 2T AV 类型 来源 表面处理 粒径 (D50%) 吸油量 Ground marble Carrara, I + 2.5 µm 16 g/100g Omyalite 95 T Champagne cc Omey, F + 1.0 µm 18 g/100g
~20 kg/mol
无
~10 kg/mol
10% Mesamoll®
XP 2458
XP 2636
CAS • BMS-CAS –BD Henry Zhao • 7
拜耳材料科技STP产品性能范围:

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第 ｌ 第 ６期 ５卷
高 明 志 等 端硅 烷化 聚 丁 二 烯 改性 单 组 分 聚 氨 酯 密 封 胶 的 制 备 和 性 能 探 讨
・２ ・ ３
Ｋ ｒ 片上 ，然后 置 于红 外 灯下 加 热 以除 去其 中的 Ｂ压
少 量溶 剂 。
收稿 日期 ：ｏ ５ １－ ９ ２ｏ— ２２ 。
样 由下 述 方 法 制 备 ： 将 待 测 试 样 （ 羟 基 聚 丁二 先 端
烯 原 料 及含 有 少 量溶 剂 的 预 聚物 ） 通过 刮 涂 法 涂 于
作 者 简 介 ： 明 志 （９ ６ ， 徽 大 学 硕 士 研 究 生 ， 要 从 事 水 性 聚 氨 酯 及 密 封 胶 的研 发 。 高 １７ －）安 主 通 讯 联 系 人 ： 戈 文 许
纯。
密 封 胶 是 同 时具 有 粘 接 和 密 封 性 能 的 一 种 功
能 材料 。聚 氨酯 密 封胶 由 于具 有 良好 的高 弹 性 、 低 温 柔韧 性 、 磨 性 、 高 的物 理 力 学 性 能 和性 价 比 ， 耐 较 使 其 在 建 筑 、 车 、 场 跑 道 和 公 路 建 设 中得 到 较 汽 机 广 泛 的应 用 。 目前 主要 使用 的是 双组 分 聚氨 酯密 封 胶 ， 综 合 性 能 好 但 使 用 时 需 要 计 量 加 入 ， 且 现 它 并 用现 配 ， 给 实际 应用 带来 不便 。因此 ， 这 后来 人 们又 开发 了单 组分 湿 固化 型 聚氨 酯 密 封胶 ［ １ １ 。普通 单 组 分 湿 固化 型 聚 氨 酯密 封 胶 是 以端 Ｎ Ｏ基 的预 聚物 Ｃ 作 为基 料 ， 过 吸 收 空 气 中的 湿 气 （ ２ 反 应 生成 通 Ｈ ０） 脲 键 而 固化 ， 种 固化 方 式 使 此类 单 组 分 聚 氨 酯 密 这 封 胶 存 在 诸 如 在 高气 温 和 高 湿 环 境 中容 易 在 胶 层 中发 泡 、 存稳 定 性 不佳 及 硬 度 大 等 缺点 。硅 烷 化 贮 聚氨 酯密 封 胶 由于是 以硅 氧 烷水 解 缩 合 机 理 固 化 ， 因此 使其 具有 优越 的性 能［ ２ １ 。本研 究制 备 了硅 氧烷 一 丁 二烯 橡胶 一 聚氨 酯 三元 体 系 密封 胶 ，力 学性 能 测 试表明， 丁二 烯 橡胶 的引 入 能 明显 提 高 其 断 裂 伸 长 率 和降 低其 硬度 ， 得 的密封 胶综 合性 能 优异 。 制

硅烷封端聚氨酯密封胶研究进展介绍了硅烷封端聚氨酯（SPU）密封胶的特点及合成方法，阐述了多元醇、异氰酸酯、异氰酸酯基与羟基物质的量比、硅烷封端剂以及其他助剂对SPU密封胶性能的影响，总结了SPU密封胶在建筑、汽车工业等领域的应用，最后对SPU密封胶的发展方向提出了建议。

标签：密封胶；硅烷封端剂；聚氨酯密封胶是用于填充孔洞、接缝等间隙的膏状材料，它固化后将基材粘接成一个整体，具有防水、防尘、防雾等功能，广泛应用于建筑、汽车、机械、电子等领域。

硅烷封端聚氨酯（SPU）属于一种新型的聚氨酯，其主链是聚醚或聚酯型聚氨酯，端基是可水解的甲基硅氧烷，兼具聚氨酯和硅酮胶的优点。

近年来实行了更严格的环境卫生法规，传统的聚氨酯密封胶由于含有游离的异氰酸酯，而且固化时容易形成气泡，使其在很多领域受到限制。

SPU密封胶不含游离的异氰酸酯，而固化机理与硅酮胶相同，分子中含有硅氧键和极性的氨基甲酸酯键，且具有三维交联的特点，因而对金属及塑料等多种不同的材料都具有良好的粘接性能，且无需底胶。

此外，SPU密封胶具有优良的耐化学品性、耐水性、耐热性及耐湿热性能，在高湿环境下也不会有气泡产生，产品更安全、环保，具有广阔的市场前景[1]，现已成为密封胶领域研究的热点。

1 SPU密封胶的合成SPU预聚体的合成通常有3种方法：①先合成端羟基（—OH）聚氨酯预聚物，再与带异氰酸酯基（—NCO）的硅氧烷反应合成SPU预聚体[2，3]；②先合成端异氰酸酯基（—NCO）的聚氨酯预聚物，再与含活泼氢（羟基或氨基）的硅氧烷反应合成SPU预聚体[4]；③多元醇直接与带有异氰酸酯基的硅烷反应[5]。

其中方法①和③合成的SPU预聚体黏度较低，易于使用，但带有异氰酸酯基的硅烷种类较少且价格昂贵，难以市场化，因此常用方法②合成SPU预聚体。

SPU密封胶的合成：将填料、SPU预聚体、增塑剂、触变剂和催化剂等高温脱水后加入行星双轴搅拌机，混合分散后制得性能优良的SPU密封胶，并通过改变原料种类和配比制得不同模量、硬度、断裂伸长率的产品，最后用高密度聚乙烯塑料管包装保存备用。

ｅ ￣ －Ｓ ｉ ｌ ａ ｎ ｅ －ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎａ ｔ ｅ ｄ Ｐｏ ｌ ｙ ｅ ｔ ｈｅ ｒ
Ｈ ａ ｎ Ｙ ｉ ｎ ｇ ｊ ｕ ａ ｎ ， Ｌ ｏ ｕ Ｃ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ
（ Ｗａ ｃ ｋ ｅ ｒ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ （ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ２ ３ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
备 的胶 粘剂 快 速发 生交 联 ， 并 且 反 应完 全 ； ３ ） 通过 配
收稿 Ｅ ｔ 期： ２ ０ １ ２ — ０ １ — ２ １
作者 简介 ：韩颖娟 ， 女， １ ９ ８ ４年 生， 瓦克化 学有机 硅建筑 密封
胶 与胶 粘 荆 部 门技 术 主 管 。 联 系地 址 ： ２ ０ ０ ２ ３ ３上 海 漕 河 泾 开发
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｕ ｌ ａ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｍｏ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｅ — ｃ ｕ ｒ ａ ｂ ｌ ｅ ｅ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ａ ｄ ｈ ｅ ｓ ｉ ｖ ｅ ｗ ｉ ｔ ｈ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ ｏ ｆ １ ３ ． ／ －ｓ ｉ ｌ ａ ｎ ｅ － ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｄ ｐ ｏ ｌ ｙ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ， ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｈ ｅ ｓ ｉ ｖ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｐ ｏ ｌ ｙ ｕ ｒ ｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ ｆ ｏ ａ ｍ ａ ｄ ｈ ｅ ｓ ｉ ｖ ｅ ａ ｎ ｄ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｈ ｙ ｂ ｒ ｉ ｄ ａ ｄ ｈ ｅ ｓ ｉ ｖ ｅ ．
１ ． １ 封端结 构式

Ｎ Ｏ含量测定 ： Ｃ 采用二正丁胺 回滴法测定 。
封 闭率 的测定 ： Ｃ Ｎ Ｏ基 团 的封 闭率 按 照 （ 一
间、 合成工艺等对封闭率的影响。
１ 实 验部分
） １０ Ｗ 计 算 ， 、 为封 闭前后预 聚体 × ０ ％／
的 Ｎ Ｏ基 团含量 。 Ｃ
耐黄变性测试 ： 将所得 的封闭产物均匀涂布于 载玻片上， 待溶剂挥发后 ， 放入 １０ｏ烘箱中 １ ， ６ Ｃ 观 ｈ 察产品的外观 。 耐醇性测试 ： 用棉花团浸渍无水酒精 ， 包在专用 的测试头上（ 包上棉花后测试头的面积约为 １ ｍ ） 。， ｅ
塑料 袋密 封好 ， 常温环 境下 放 置 ２ 在 ４ｈ后 。试 验 完 成后 将产 品表 面 的试 液 擦拭 干净 ， 在 常 温 环 境 下 并 放 置 ２ｈ以上 后 ， 试 涂 层 的附 着 力 。样 品数 量 ３ 测 个， 涂膜 厚度 为 ０Ｏ ００ ｍ。 ．６— ．９ｍ
・１ ３・
施 加 ５０ ｇ载 荷 ， ０ 以每 分 钟 ４ ０～６ ０个 循 环 速 度 、 ２ ０ｍｍ左右 的行 程 ， 按键 表 面来 回擦拭 ， 品数量 在 样
二 乙酯能够获得稍高的封闭率 ， 但前两者解封温度 明显偏高 ， 而且伴有轻微黄变， 难以满足涂层的高装 饰性要求。因此 ， 本研究选用涂层不黄变 的丙二酸
２ ３ 反应 温度 对封 闭率 的影 响 ．
２ １ 封 闭剂选 择对 封 闭率 的影响 ．
硅橡 胶 表 面涂 层 装 饰效 果 要 求 高 ， 选 用 的封 所 闭剂 要求 耐黄 变 并 具 有 低 的解 封 温 度 。本 研 究
分别选用酚类 、 肟类 和 ． 二羰基 化合 物作 为封 闭
啡 匠

多异氰酸酯、含有活泼氢的功能性有机硅单体和含有 活泼氢的功能性丙烯酸酯单体制备出具有双重固化 机制的单组分聚氨酯预聚物，这种预聚物主链上含有 不饱和双键，端基为硅氧烷基团，能够同时进行光固 化和湿气固化[10]，有效提高了该类密封胶的深层固化 速度。
我国关于硅烷改性聚氨酯密封胶的开发研究起 步较晚。史小萌等人[11]采用两步法合成了不同结构的 硅烷化聚氨酯预聚物，得出仲氨型硅烷封端的 SPU 性能最优。钟汉荣等人[12-13]也以 Bayer 公司的 XP2458 硅烷封端预聚物作为主体，成功制得了拉伸强度为 2.1 MPa、伸长率为 200%、储存稳定性良好的硅烷改 性聚氨酯密封胶。产品开发方面，上海的普优、广州的 吉必盛等单位相继开发出硅烷改性聚氨酯预聚物；广 东新展、成都硅宝等单位已有硅烷改性聚氨酯密封胶 产品面世。 2 硅烷改性聚氨酯密封胶固化机理
Abstract: The article reviews development process, curing mechanism, synthetic method, typical formula, properties, progress in research and development and some problems of silicon modified polyurethane sealant. It points out that silicon modified polyurethane sealant combines the advantages of polyurethane sealants and silicone sealants. It features fast -curing, waterproof and weather-resistance, and has excellent adhesive strength, wide adaptability of substrate and contains no free — NCO. So, the silicon modified polyurethane sealant has good market prospective in high and mid grade architectural field. Key words: silicon modified polyurethane sealant; silicon modified polyether; SPU prepolymer; formula

聚氨酯密封胶六个配方成分举例聚氨酯密封胶六个配方成分举例2011-01-23 22:391.聚氨酯预聚体单组分湿固化聚氨酯密封胶是由端NCO基预聚体及填料、添加剂组成，其组成比例大致如下:预聚体35-65触变剂0-5填料及颜料20-40催化剂0-0.5增塑剂5-25稳定剂0-0.5溶剂0-10其他0-5双组分聚氨酯密封胶由主剂和固化剂两个组分组成。

其中主剂一般为端NCO基预聚体，固化剂一般由聚醚多元醇等活性氢化合物、填料、触变剂等添加剂组成，其组成比例大致为:聚醚多元醇15-20增塑剂0-15填料55-65催化剂0.05-1.5触变剂0-3其他0-5单组分胶料中的预聚体及双组分胶中的主剂和固化剂中的聚醚，是密封胶的基础聚合物(base-polymer)。

基础聚合物约占密封胶的35%-65%，它们固化后的性能对整个密封胶的性能有较大的影响。

与其他两大类弹性密封胶有机硅及聚硫相比，聚氨酯胶的一个特殊优点是聚氨酯树脂的原料组成和结构可变化范围大，因为聚氨酯分子设计的自由度大。

本节将介绍聚氨酯密封胶的主体成分--聚氨酯预聚体其组成结构与密封胶性能的关系。

2.端NCO基聚氨酯预聚体预聚体是PU密封胶配方的重要组成成分，大多数PU密封胶所用的基础聚合物为纯粹的端NCO聚醚型PU预聚体。

在其制备时通常通过选择其原料聚醚多元醇(一般为二元醇或三元醇)的分子量、二元醇及三元醇混合使用的比例、二异氰酸酯(TDI及MDI)的种类，以制备合适的预聚体。

在设计预聚体的制备配方时，一般要考虑使原料的NCO/OH摩尔比控制在1.5-2.5范围内，且所制备的预聚体的游离NCO质量百分含量在1%-4%之间。

据日本太阳星(Sunsta)技研株式会社伊藤等人报道，采用分子量在4000-8000之间的聚氧化丙烯-氧化乙烯三醇(含EO链节的量为20%以下)及过量的MDI制成预聚体A，用分子量2000-6000的PPG与过量TDI反应制成预聚体B。

硅烷改性聚氨酯材料的制备和性能研究摘要：本文对硅烷改性聚氨酯材料的制备和性能进行了研究。

通过控制硅烷掺量和反应温度等条件，制备了不同含硅烷基团的聚氨酯材料，并对其物理性能、力学性能和热稳定性进行了测试和分析。

实验结果表明，硅烷改性聚氨酯材料具有优异的力学性能和热稳定性，可广泛应用于涂料、胶粘剂和密封材料等领域。

1. 引言硅烷改性聚氨酯材料作为一种新型的功能材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。

通过在聚氨酯分子链中引入硅烷基团，可以改善聚氨酯材料的物理性能、力学性能和热稳定性，提高其耐候性、耐水性和耐化学性能。

因此，硅烷改性聚氨酯材料在涂料、胶粘剂和密封材料等领域具有广泛的应用前景。

2. 实验方法2.1 材料准备以聚醚多元醇、异氰酸酯、二硅烷基烷基三聚体和其中间体为原料，按一定的配方比例混合制备硅烷改性聚氨酯材料。

其中，聚醚多元醇为主链材料，异氰酸酯为交联剂，二硅烷基烷基三聚体为硅烷改性剂，其中间体用于调节硅烷改性剂的官能团数量。

2.2 材料合成将聚醚多元醇和异氰酸酯按一定的摩尔比例混合，在惰性气氛下进行反应。

随后，向反应体系中加入二硅烷基烷基三聚体和其中间体，控制反应温度和时间，进行硅烷改性反应。

最终，通过溶剂蒸发或浸润法将反应产物制备成薄膜或涂层。

3. 结果与讨论3.1 物理性能对制备得到的硅烷改性聚氨酯材料进行物理性能测试，包括密度、粘度和玻璃化转变温度等。

实验结果显示，硅烷改性聚氨酯材料的物理性能与硅烷掺量和反应温度均有关系。

增加硅烷掺量可以提高材料的密度和粘度，而增加反应温度可以提高材料的玻璃化转变温度。

这些物理性能的提高可以改善材料的加工性能和使用寿命。

3.2 力学性能对硅烷改性聚氨酯材料的力学性能进行测试，包括拉伸强度、延伸率和硬度等。

实验结果表明，硅烷改性聚氨酯材料在拉伸强度和硬度方面具有显著的提高，而延伸率相对较低。

这是由于硅烷改性剂的引入使聚氨酯材料的分子链更加交联和致密，提高了材料的强度和硬度。

关键词 ： 湿气固化 密封 胶； 聚丁二烯氨基甲酸酯脲 ； 氨基硅烷
．
中图分类号 ：Ｑ ３． Ｔ ４６ ６
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０４２４ （０６０—０６０ １０ —８９２０ ）８０ １—４
０ 前 言
聚氨酯有 优异 的力学 强度 ， 的弹性 高 ， 它 耐磨 、 耐 油、 耐低 温 、 耐溶剂 ， 用途 十分广泛 。聚氨 酯可常温 故
收 稿 １期 ：０ ６ ０ — ５ ３ ２０ － ４ ２ 。
作 者 简介 ： 智 勇 （９ １ ）硕 士研 究 生 。 王 １８ － ，
通讯联系人： 庆民。 陈
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第 １ 第 ８期 ５卷
王 智 勇 等 硅 烷 封 端 的 聚 丁二 烯 氨 基 甲酸 酯脲 密封 胶 的 制 备 与性 质
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中 国 胶 粘 剂
・１ ・ ６
ＣＨ Ｉ ＮＡ ＡＤＨ ＥＳ ＶＥＳ Ｉ
２０ ０ ６年 ８月第 ｌ 第 ８期 ５卷
Ｖｏ ．５ Ｎｏ８， ｕ ．０ ６ １１ ． Ａ ｇ２ ０
硅烷封端的聚丁二烯氨基甲酸酯脲密封胶的制备与性质
王智 勇 ， 耿 洪 斌 ， 汤继 俊 ， 陈 庆 民
（ 京 大学 化 学 化 工学 院高 分 子 科 学 与 工程 系 ， 苏 省 南 京 市 南 江 ２ ０９ ） ｌ０ ３
摘要 ： 由甲苯二异氰酸 酯（Ｄ） Ｔ Ｉ和端羟基聚 丁二烯（ Ｔ Ｂ 合成 了聚丁二烯氨基 甲酸酯脲 ， ＨＰ ） 用单氨基 烷氧
基 硅 烷 封 端 ， 得 了 单 包 装 硅 烷 封 端 的 聚 丁 二烯 氨 基 甲 酸 酯 脲 密 封 胶 ， 究 了 不 同封 端 剂 、 同 比 例 扩 链 剂 获 研 不 以 及多 种 填 料 对 密 封 胶 性 质 和 固 化 速 度 的 影响 。

专利名称：一种温度适用范围宽的导电硅烷封端聚氨酯密封胶及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：秦雪芳
申请号：CN201610913780.8
申请日：20161020
公开号：CN106566453A
公开日：
20170419
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种温度适用范围宽的导电硅烷封端聚氨酯密封胶及其制备方法，其特征在于，由以下重量份的原料制成：玻化微珠2‑3，碳纤维2‑4，二氧化硅1‑2，二甲基甲酰胺5‑10，异佛尔酮二异氰酸酯10‑15，氯仿适量，膨润土1‑2，聚硅氮烷10‑15，乙醇15‑20，纳米碳酸钙3‑5，氮气适量，邻苯二甲酸酯4‑8，硅烷封端聚氨酯预聚体25‑30，有机锡0.2‑0.3，月桂胺0.04‑0.06；本发明用异佛尔酮二异氰酸酯改性碳纤维，添加到密封胶中，赋予密封胶可以导电的性能，并且密封性良好，广泛应用于水利工程的各个方面；通过玻化微珠等的加入，使得该密封胶具有更宽的温度适用范围。

申请人：马鞍山市盛力锁业科技有限公司
地址：243100 安徽省马鞍山市当涂县姑孰镇连云村
国籍：CN
代理机构：安徽合肥华信知识产权代理有限公司
代理人：余成俊
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