聚氨酯密封膠有單組分和雙組分兩種包裝類型。雙組分聚氨酯密封膠是兩個組份分別包裝，一種是含NCO的組份，另一種是含活潑氫的固化劑，使用時將兩組份按一定比例混合，通過NCO與活潑氫的反應(yīng)而固化為彈性體。其優(yōu)點(diǎn)是室溫固化速度比單組分快、成本低，但是使用時操作不方便。單組分聚氨酯密封膠是由NCO封端的預(yù)聚體與填料和助劑組成，密封儲存，使用時與空氣中的濕氣反應(yīng)而固化為具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的彈性體。
由于聚氨酯密封膠對多種材質(zhì)（如混凝土、金屬、玻璃）有很好的粘接性，且具備耐紫外光、耐低溫、耐化學(xué)品、性價比高等特點(diǎn)，它已被廣泛用于建筑工程、交通運(yùn)輸、航天和汽車等領(lǐng)域。
原料組成
聚氨酯密封膠主要是由大分子多元醇、異氰酸酯、溶劑、助劑和填料組成。
大分子多元醇
大分子多元醇是組成PU結(jié)構(gòu)中的軟段部分，會直接影響PU密封膠的柔性、耐低溫性等性能。在聚氨酯密封膠中主要以高活性聚醚多元醇為主，高活性聚醚多元醇含有較高含量的伯羥基，具有較高的反應(yīng)活性；同時聚醚多元醇含有大量醚鍵（-C-O-C-），不易水解，制得的密封膠耐水解性優(yōu)異、耐低溫性好和分子鏈柔性高。有時會加入少量低分子聚醚多元醇來復(fù)配使用。
異氰酸酯
異氰酸酯的常用類別為芳香族異氰酸酯和脂肪族異氰酸酯。而在聚氨酯密封膠中MDI最為常用，MDI的反應(yīng)活性高且毒性相對最小，可用于快速反應(yīng)型聚氨酯膠黏劑。另外MDI分子結(jié)構(gòu)對稱，可設(shè)計成分子鏈較為規(guī)整有序的微相區(qū)結(jié)構(gòu)，因此膠層的彈性、粘接強(qiáng)度、耐磨性均十分優(yōu)異。有時也會加入少量TDI進(jìn)行復(fù)配使用。
溶劑
為了改善流動性，有時會在聚氨酯密封膠中加入少量溶劑，例如：混合二甲苯等。
助劑/催化劑
聚氨酯密封膠催化劑按其化學(xué)結(jié)構(gòu)主要分為叔胺類催化劑和有機(jī)金屬類，常用的PU催化劑包括有機(jī)錫類和叔胺類。有機(jī)金屬類催化劑對-NCO/-OH反應(yīng)有明顯的作用效果（常用T-12），而叔胺類催化劑對-NCO/H2O的反應(yīng)有明顯效果（常用雙嗎啉基二乙基醚）。
作為聚氨酯密封膠工業(yè)使用的催化劑，其使用的原則不僅要根據(jù)催化劑的催化活性大小，同時還要考慮使用狀態(tài)，化學(xué)毒性，它與其他原料組分的互溶性，使用溫度和成本價格，在反應(yīng)原料體系中的化學(xué)穩(wěn)定性，催化劑殘留在制品中對密封膠性能影響等因素。
增塑劑
為了降低物料黏度（便于混合）和增加制品的柔韌性、伸長率等，聚氨酯密封膠中常常會加入一定量的增塑劑。常用的增塑劑主要有鄰苯二甲酸二異辛酯（DOP）、鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）、鄰苯二甲酸二異癸酯（DIDP）、己二酸二異辛酯（DOA）、磷酸三乙酯等。
硅烷偶聯(lián)劑
為了改善無機(jī)填料與聚合物樹脂的相容性，提高有機(jī)樹脂與無機(jī)填料之間的結(jié)合力，聚氨酯密封膠中時常會加入少量的硅烷偶聯(lián)劑，如：KH-560等。
除水劑
聚氨酯密封膠中為了保持產(chǎn)品的儲存性能，常常會添加少量的除水劑，如分子篩、對甲苯磺酰異氰酸酯（PTSI）、氧化鈣等。
無機(jī)填料與聚氨酯密封膠的流變性能和機(jī)械強(qiáng)度密切相關(guān)，許多實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，不同種類的填料如顏料（炭黑等）、納米碳酸鈣、可以提高聚氨酯密封膠的粘接力強(qiáng)度。氣相二氧化硅經(jīng)過有機(jī)表面改性后，也可以改進(jìn)聚氨酯密封膠的流變性和機(jī)械性能，但因?yàn)樗奶幚砥饋砝щy且昂貴，因此替代氣相二氧化硅的無機(jī)填料目前仍被密切關(guān)注。
碳酸鈣是聚氨酯密封膠工業(yè)中常用的填料，由于碳酸鈣顆粒較大且未經(jīng)過表面處理，它對聚氨酯密封膠的流變性能和力學(xué)性能的影響并不大。研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過硬脂酸鹽或陽離子表面活性劑處理的碳酸鈣可以改進(jìn)聚氨酯密封膠的流變性和力學(xué)性能。也有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在聚氨酯密封膠中使用方解石類的碳酸鈣填料會有良好的觸變性和高的拉伸強(qiáng)度。
納米碳酸鈣與普通碳酸鈣相比，它的粒徑更小、比表面積更大，由于其顆粒表面經(jīng)過有機(jī)改性，所以當(dāng)它作為聚氨酯密封膠填料時，它的微粒更容易在聚氨酯密封膠中分散，與聚氨酯預(yù)聚體有良好的相容性，這樣有利于提高聚氨酯密封膠體系的補(bǔ)強(qiáng)作用和抗下垂性。
應(yīng)用
建筑行業(yè)
對于建筑領(lǐng)域而言，聚氨酯密封膠被大量用于混凝土制板幕墻、鋼筋混凝土和石板、薄板、玻璃纖維鋼筋混凝土等施工縫的密封。同時，聚氨酯密封膠也被廣泛應(yīng)用于連接公路和跑道的嵌縫及各種管道和橋梁等的粘接密封處，尤其是受動態(tài)應(yīng)力和冷熱收縮膨脹的接縫。
圖4 建筑行業(yè)
航天領(lǐng)域
由于密封技術(shù)的進(jìn)步，聚氨酯密封膠在航天領(lǐng)域也開拓了新的市場。20 世紀(jì)中期，密封膠就已經(jīng)應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，已經(jīng)有報導(dǎo)稱開發(fā)出了一種具有耐受震動位移、機(jī)械銹蝕且對被密封液體(水溶液、液壓流體、噴射燃料等) 保持化學(xué)惰性的低揮發(fā)性高級密封膠，且隨著航天技術(shù)的巨大進(jìn)步，該種新型密封膠的需求量必將不斷增長。
圖5 航天領(lǐng)域
汽車行業(yè)
就汽車行業(yè)而言，近幾十年，由于汽車工業(yè)的發(fā)展要求汽車構(gòu)件輕量化，因此大量采用塑料零部件，特別是高強(qiáng)度的ERP（玻璃纖維增強(qiáng)塑料）和SMC（片狀模塑材料），被應(yīng)用于汽車制造。而聚氨酯密封膠不但對傳統(tǒng)的金屬材料有良好的粘接密封作用，而且對熱塑性塑料和復(fù)合新材料的粘接效果也非常好。相對傳統(tǒng)的機(jī)械焊接和鉚接技術(shù)，聚氨酯密封膠有非常明顯的優(yōu)勢，如：能夠粘接具有不同熱膨脹系數(shù)的基材、粘接牢固、機(jī)械強(qiáng)度高、耐候性好、有更好的絕緣性和更小的腐蝕性等，并且減少了用螺絲和鉚釘組合件的振動，且在汽車裝配的粘接上提高了效率。
目前，濕氣固化聚氨酯密封劑是安裝汽車擋風(fēng)玻璃最好的粘接密封材料，世界上95%的汽車擋風(fēng)玻璃都采用單組分濕氣固化聚氨酯密封膠。更為重要的是：輕量化、綠色環(huán)保聚氨酯密封膠的突出特點(diǎn)是適應(yīng)環(huán)保、工業(yè)衛(wèi)生、資源等政策法規(guī)的要求。
圖6 汽車行業(yè)
聚氨酯密封膠的分析
目前，聚氨酯密封膠的發(fā)展已較為成熟，而隨著科技的發(fā)展，許多領(lǐng)域?qū)郯滨ッ芊饽z的性能提出了更高的要求，這就需要我們不斷去完善配方體系來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能的升級。
微譜分析技術(shù)服務(wù)可以通過分析測試確定聚氨酯密封膠中的異氰酸酯種類、大分子多元醇、溶劑和助劑等；同時也能夠解析聚酯多元醇的合成單體及聚醚的種類和官能度，非常便于我們?nèi)ふ覍?yīng)的原材料。在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計方面，也能夠大大助力于新產(chǎn)品的研發(fā)，縮短研發(fā)時間的同時完善產(chǎn)品的性能。
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