Derzeit gibt es viele gängige Arten einkomponentiger reaktiver elastischer Dichtstoffe auf dem Markt, hauptsächlich Silikon- und Polyurethan-Dichtstoffe.Verschiedene Arten von elastischen Dichtstoffen weisen Unterschiede in ihren aktiven Funktionsgruppen und den ausgehärteten Hauptkettenstrukturen auf.Infolgedessen gibt es mehr oder weniger Einschränkungen in den anwendbaren Teilen und Bereichen.Hier stellen wir die Aushärtungsmechanismen mehrerer gängiger einkomponentiger reaktiver elastischer Dichtstoffe vor und vergleichen die Vor- und Nachteile verschiedener Arten elastischer Dichtstoffe, um unser Verständnis zu vertiefen und geeignete Entscheidungen für praktische Anwendungen zu treffen.
1. Gemeinsamer Aushärtungsmechanismus für einkomponentige reaktive elastische Dichtstoffe
Zu den gängigen einkomponentigen reaktiven elastischen Dichtstoffen gehören hauptsächlich: Silikon (SR), Polyurethan (PU), silylterminiertes modifiziertes Polyurethan (SPU), silylterminierter Polyether (MS). Das Präpolymer weist unterschiedliche aktive funktionelle Gruppen und unterschiedliche Härtungsreaktionsmechanismen auf.
1.1Aushärtungsmechanismus von Silikonelastomer-Dichtungsmitteln
Abbildung 1. Aushärtungsmechanismus von Silikondichtstoff
Bei der Verwendung von Silikondichtstoffen reagiert das Präpolymer mit Spuren von Feuchtigkeit in der Luft und verfestigt oder vulkanisiert dann unter der Wirkung eines Katalysators.Die Nebenprodukte sind kleinmolekulare Substanzen.Der Mechanismus ist in Abbildung 1 dargestellt. Entsprechend den verschiedenen beim Aushärten freigesetzten niedermolekularen Substanzen kann Silikondichtstoff auch in den Entsäuerungstyp, den Deketoximtyp und den Entalkoholisierungstyp unterteilt werden.Die Vor- und Nachteile dieser Arten von Silikonkleber sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Tabelle 1. Vergleich der Vor- und Nachteile verschiedener Arten von Silikonklebstoffen
1.2 Aushärtungsmechanismus des elastischen Polyurethan-Dichtstoffs
Einkomponentiger Polyurethan-Dichtstoff (PU) ist eine Art Polymer, das sich wiederholende Urethansegmente (-NHCOO-) in der Hauptkette des Moleküls enthält.Der Härtungsmechanismus besteht darin, dass Isocyanat mit Wasser unter Bildung eines instabilen Zwischenprodukts Carbamat reagiert, das sich dann schnell unter Bildung von CO2 und Amin zersetzt. Anschließend reagiert das Amin mit überschüssigem Isocyanat im System und bildet schließlich ein Elastomer mit Netzwerkstruktur.Die Formel für die Aushärtungsreaktion lautet wie folgt:
Abbildung 1. Aushärtungsreaktionsmechanismus von Polyurethan-Dichtstoff
1.3 Aushärtungsmechanismus von silanmodifiziertem Polyurethan-Dichtstoff
Abbildung 3. Aushärtungsreaktionsmechanismus eines silanmodifizierten Polyurethan-Dichtstoffs
Angesichts einiger Mängel von Polyurethan-Dichtstoffen wurde Polyurethan kürzlich zur Herstellung von Klebstoffen mit Silan modifiziert, wodurch ein neuer Typ von Dichtungsklebstoff mit einer Hauptkette aus Polyurethanstruktur und einer Alkoxysilan-Endgruppe entstand, der als silanmodifizierter Polyurethan-Dichtstoff (SPU) bezeichnet wird.Die Aushärtungsreaktion dieser Art von Dichtstoff ähnelt der von Silikon, d. h. die Alkoxygruppen reagieren mit Feuchtigkeit, unterliegen einer Hydrolyse und Polykondensation und bilden eine stabile dreidimensionale Si-O-Si-Netzwerkstruktur (Abbildung 3).Die Vernetzungspunkte des Netzwerks und zwischen den Vernetzungspunkten befinden sich flexible Segmentstrukturen aus Polyurethan.
1.4 Aushärtungsmechanismus von silylterminierten Polyether-Dichtstoffen
Silylterminierter Polyether-Dichtstoff (MS) ist ein einkomponentiger elastischer Klebstoff auf Basis einer Silanmodifizierung.Es vereint die Vorteile von Polyurethan und Silikon und ist eine neue Generation von Klebedichtstoffen, frei von PVC, Silikonöl, Isocyanat und Lösungsmittel.MS-Kleber reagiert bei Raumtemperatur mit der Luftfeuchtigkeit, sodass das silanisierte Polymer mit -Si(OR) OR -SIR (OR)- Struktur am Kettenende hydrolysiert und mit Si-O- zu einem Elastomer vernetzt wird. Si-Netzwerkstruktur zur Erzielung einer Dicht- und Klebewirkung.Der Aushärtungsreaktionsprozess ist wie folgt:
Abbildung 4. Aushärtungsmechanismus von silylterminiertem Polyether-Dichtstoff
2. Vergleich der Vor- und Nachteile gängiger einkomponentiger reaktiver elastischer Dichtstoffe
2.1 Vor- und Nachteile von Silikondichtstoffen
⑴Vorteile von Silikondichtstoff:
① Hervorragende Wetterbeständigkeit, Sauerstoffbeständigkeit, Ozonbeständigkeit und UV-Beständigkeit;② Gute Flexibilität bei niedrigen Temperaturen.
⑵Nachteile von Silikondichtmitteln:
①Schlechte Neudekoration und kann nicht gestrichen werden;②Geringe Reißfestigkeit;③Unzureichende Ölbeständigkeit;④Nicht pannensicher;⑤Die Klebeschicht erzeugt leicht öliges Sickerwasser, das Beton, Stein und andere lose Untergründe verunreinigt.
2.2 Vor- und Nachteile von Polyurethan-Dichtstoffen
⑴Vorteile von Polyurethan-Dichtstoff:
① Gute Haftung auf einer Vielzahl von Untergründen;② Hervorragende Flexibilität bei niedrigen Temperaturen;③ Gute Elastizität und hervorragende Erholungseigenschaften, geeignet für dynamische Gelenke;④ Hohe mechanische Festigkeit, ausgezeichnete Verschleißfestigkeit, Ölbeständigkeit und biologische Alterungsbeständigkeit;⑤ Die meisten einkomponentigen feuchtigkeitshärtenden Polyurethan-Dichtstoffe sind lösungsmittelfrei und belasten den Untergrund und die Umwelt nicht.⑥ Die Oberfläche des Dichtmittels ist lackierbar und einfach zu verwenden.
⑵Nachteile von Polyurethan-Dichtstoff:
① Beim Aushärten in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit mit relativ hoher Geschwindigkeit entstehen leicht Blasen, die die Leistung des Dichtmittels beeinträchtigen.② Beim Verkleben und Abdichten von Bauteilen auf nicht porösen Untergründen (wie Glas, Metall usw.) ist im Allgemeinen eine Grundierung erforderlich;③ Flach Die Farbformel ist anfällig für UV-Alterung und die Lagerstabilität des Klebers wird stark von der Verpackung und den äußeren Bedingungen beeinflusst;④ Die Hitzebeständigkeit und Alterungsbeständigkeit sind geringfügig unzureichend.
2.3 Vor- und Nachteile silanmodifizierter Polyurethan-Dichtstoffe
⑴Vorteile von silanmodifiziertem Polyurethan-Dichtstoff:
① Beim Aushärten entstehen keine Blasen;② Hat eine gute Flexibilität, Hydrolysebeständigkeit und chemische Beständigkeit;③ Ausgezeichnete Wetterbeständigkeit, Hitzebeständigkeit, Alterungsbeständigkeit, Produktlagerstabilität;④ Breite Anpassungsfähigkeit an Untergründe, beim Verkleben ist im Allgemeinen keine Grundierung erforderlich;⑤Die Oberfläche kann lackiert werden.
⑵Nachteile von silanmodifiziertem Polyurethan-Dichtstoff:
① Die UV-Beständigkeit ist nicht so gut wie die von Silikondichtstoff;② Die Reißfestigkeit ist etwas schlechter als die von Polyurethan-Dichtstoff.
2.4 Vor- und Nachteile silylterminierter Polyether-Dichtstoffe
⑴Vorteile von silylterminiertem Polyether-Dichtstoff:
① Es verfügt über ausgezeichnete Hafteigenschaften auf den meisten Substraten und kann eine grundierungsfreie Aktivierungsbindung erreichen;② Es hat eine bessere Hitzebeständigkeit und UV-Alterungsbeständigkeit als gewöhnliches Polyurethan;③ Die Oberfläche kann bemalt werden.
⑵Nachteile von silylterminiertem Polyether-Dichtstoff:
① Die Wetterbeständigkeit ist nicht so gut wie die von Silikonsilikon und nach der Alterung treten Risse auf der Oberfläche auf.② Die Haftung auf Glas ist schlecht.
Durch die obige Einführung verfügen wir über ein vorläufiges Verständnis der Aushärtungsmechanismen mehrerer häufig verwendeter Arten von reaktiven elastischen Einkomponenten-Dichtstoffen. Durch den Vergleich ihrer Vor- und Nachteile können wir ein Gesamtverständnis für jedes Produkt erlangen.In praktischen Anwendungen kann das Dichtmittel entsprechend den tatsächlichen Anwendungsbedingungen des Klebeteils ausgewählt werden, um eine gute Abdichtung oder Verklebung des Anwendungsteils zu erreichen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 15. November 2023