I øjeblikket findes der mange almindelige typer af enkomponents reaktive elastiske fugemasser på markedet, primært silikone- og polyurethanfugemasser. Forskellige typer af elastiske fugemasser har forskelle i deres aktive funktionelle grupper og hærdede hovedkædestrukturer. Som følge heraf er der flere eller færre begrænsninger i deres anvendelige dele og områder. Her introducerer vi hærdningsmekanismerne for flere almindelige enkomponents reaktive elastiske fugemasser og sammenligner fordele og ulemper ved forskellige typer af elastiske fugemasser for at uddybe vores forståelse og træffe passende valg i praktiske anvendelser.
1. Almindelig hærdningsmekanisme for en-komponent reaktiv elastisk fugemasse
Almindelige en-komponent reaktive elastiske fugemasser omfatter hovedsageligt: silikone (SR), polyurethan (PU), silyltermineret modificeret polyurethan (SPU), silyltermineret polyether (MS). Præpolymeren har forskellige aktive funktionelle grupper og forskellige hærdningsreaktionsmekanismer.
1.1Hærdningsmekanisme for silikone-elastomerforsegling
Figur 1. Hærdningsmekanisme for silikoneforsegling
Når der anvendes silikoneforseglinger, reagerer præpolymeren med spor af fugt i luften og størkner eller vulkaniserer derefter under påvirkning af en katalysator. Biprodukterne er småmolekylære stoffer. Mekanismen er vist i figur 1. I henhold til de forskellige småmolekylære stoffer, der frigives under hærdning, kan silikoneforseglingen også opdeles i afsyringstype, deketoximtype og dealkoholiseringstype. Fordele og ulemper ved disse typer silikonelim er opsummeret i tabel 1.
Tabel 1. Sammenligning af fordele og ulemper ved forskellige typer silikoneklæbemidler
1.2 Hærdningsmekanisme for elastisk polyurethanfugemasse
En-komponent polyurethanforsegling (PU) er en type polymer, der indeholder gentagne urethansegmenter (-NHCOO-) i molekylets hovedkæde. Hærdningsmekanismen er, at isocyanat reagerer med vand og danne et ustabilt mellemprodukt af carbamat, som derefter hurtigt nedbrydes og genererer CO2 og amin, og derefter reagerer aminen med overskydende isocyanat i systemet og danner til sidst en elastomer med en netværksstruktur. Dens hærdningsreaktionsformel er som følger:
Figur 1. Hærdningsreaktionsmekanisme for polyurethanforsegling
1.3 Hærdningsmekanisme for silanmodificeret polyurethanforsegling
Figur 3. Hærdningsreaktionsmekanisme for silanmodificeret polyurethanforsegling
I lyset af nogle mangler ved polyurethanforseglingsmidler er polyurethan for nylig blevet modificeret af silan for at fremstille klæbemidler, hvilket har dannet en ny type forseglingsklæbemiddel med en hovedkæde af polyurethanstruktur og en alkoxysilan-endegruppe, kaldet silanmodificeret polyurethanforsegling (SPU). Hærdningsreaktionen for denne type forsegling ligner silikones, dvs. alkoxygrupperne reagerer med fugt for at undergå hydrolyse og polykondensation for at danne en stabil Si-O-Si tredimensionel netværksstruktur (Figur 3). Netværkstværbindingspunkterne og mellem tværbindingspunkterne er fleksible polyurethansegmentstrukturer.
1.4 Hærdningsmekanisme for silylterminerede polyetherforseglinger
Silyltermineret polyetherforsegling (MS) er en elastisk enkeltkomponentklæbemiddel baseret på silanmodifikation. Den kombinerer fordelene ved både polyurethan og silikone og er en ny generation af klæbe- og tætningsprodukter, fri for PVC, silikoneolie, isocyanat og opløsningsmiddel. MS-klæbemidlet reagerer med luftfugtigheden ved stuetemperatur, således at den silaniserede polymer med -Si(OR)₂ OR -SIR (OR)₂-struktur hydrolyseres i kædeenden og tværbindes til en elastomer med Si-O-Si-netværksstruktur for at opnå en forseglings- og bindingseffekt. Hærdningsprocessen er som følger:
Figur 4. Hærdemekanisme for silyltermineret polyetherforsegling
2. Sammenligning af fordele og ulemper ved almindelige enkeltkomponent reaktive elastiske fugemasser
2.1 Fordele og ulemper ved silikoneforseglinger
⑴Fordele ved silikoneforsegling:
① Fremragende vejrbestandighed, iltbestandighed, ozonbestandighed og ultravioletbestandighed; ② God fleksibilitet ved lave temperaturer.
⑵Ulemper ved silikoneforsegling:
①Dårlig renovering og kan ikke overmales; ②Lav rivestyrke; ③Utilstrækkelig oliebestandighed; ④Ikke punkteringsbestandig; ⑤Klæbelaget producerer let olieagtigt perkolat, der forurener beton, sten og andre løse underlag.
2.2 Fordele og ulemper ved polyuretanforseglinger
⑴Fordele ved polyurethanforsegling:
① God vedhæftning til en række forskellige underlag; ② Fremragende fleksibilitet ved lav temperatur; ③ God elasticitet og fremragende gendannelsesegenskaber, velegnet til dynamiske samlinger; ④ Høj mekanisk styrke, fremragende slidstyrke, olieresistens og biologisk ældningsresistens; ⑤ De fleste en-komponent fugthærdende polyurethanfugemasser er opløsningsmiddelfri og forurener ikke underlaget eller miljøet; ⑥ Fugemasseoverfladen kan males og er nem at bruge.
⑵Ulemper ved polyurethanforsegling:
① Ved hærdning i et miljø med høj temperatur og høj luftfugtighed ved en relativt hurtig hastighed dannes der let bobler, hvilket påvirker fugemassens ydeevne; ② Ved limning og forsegling af komponenter på ikke-porøse underlag (såsom glas, metal osv.) kræves der generelt en primer; ③ Overfladisk Farveformlen er modtagelig for UV-ældning, og limens opbevaringsstabilitet påvirkes i høj grad af emballage og eksterne forhold; ④ Varmebestandigheden og ældningsbestandigheden er en smule utilstrækkelig.
2.3 Fordele og ulemper ved silanmodificerede polyurethanforseglinger
⑴Fordele ved silanmodificeret polyurethanforsegling:
① Hærdning producerer ikke bobler; ② Har god fleksibilitet, hydrolysebestandighed og kemisk resistensstabilitet; ③ Fremragende vejrbestandighed, varmebestandighed, ældningsbestandighed og produktstabilitet ved opbevaring; ④ Bred tilpasningsevne til underlag, ved limning er generelt ingen primer nødvendig; ⑤ Overfladen kan males.
⑵Ulemper ved silanmodificeret polyurethanforsegling:
① UV-resistensen er ikke så god som silikoneforseglingens; ② Rivestyrken er lidt dårligere end polyurethanforseglingens.
2.4 Fordele og ulemper ved silylterminerede polyetherforseglinger
⑴Fordele ved silyltermineret polyetherforsegling:
① Den har fremragende bindingsegenskaber til de fleste underlag og kan opnå primerfri aktiveringsbinding; ② Den har bedre varmebestandighed og UV-ældningsbestandighed end almindelig polyurethan; ③ Den kan males på overfladen.
⑵Ulemper ved silyltermineret polyetherforsegling:
① Vejrbestandigheden er ikke så god som silikonesilikons, og der opstår revner på overfladen efter ældning; ② Vedhæftningen til glas er dårlig.
Gennem ovenstående introduktion har vi en indledende forståelse af hærdningsmekanismerne for adskillige almindeligt anvendte typer af enkeltkomponent reaktive elastiske fugemasser, og ved at sammenligne deres fordele og ulemper kan vi opnå en samlet forståelse af hvert produkt. I praktiske anvendelser kan fugemassen vælges i henhold til de faktiske anvendelsesforhold for den limende del for at opnå god forsegling eller binding af den påførte del.
Opslagstidspunkt: 15. november 2023