Attualmente sul mercato sono presenti molti tipi comuni di sigillanti elastici reattivi monocomponenti, principalmente prodotti sigillanti siliconici e poliuretanici.Diversi tipi di sigillanti elastici presentano differenze nei gruppi funzionali attivi e nelle strutture della catena principale polimerizzata.Di conseguenza, ci sono più o meno limitazioni nelle parti e nei campi applicabili.Qui presentiamo i meccanismi di polimerizzazione di diversi comuni sigillanti elastici reattivi monocomponenti e confrontiamo vantaggi e svantaggi di diversi tipi di sigillanti elastici, in modo da approfondire la nostra comprensione e fare scelte appropriate nelle applicazioni pratiche.
1. Meccanismo comune di polimerizzazione del sigillante elastico reattivo monocomponente
I comuni sigillanti elastici reattivi monocomponenti includono principalmente: silicone (SR), poliuretano (PU), poliuretano modificato con terminazione sililica (SPU), polietere con terminazione sililica (MS). Il prepolimero ha diversi gruppi funzionali attivi e diversi meccanismi di reazione di polimerizzazione.
1.1Meccanismo di polimerizzazione del sigillante elastomerico siliconico
Figura 1. Meccanismo di polimerizzazione del sigillante siliconico
Quando si utilizzano sigillanti siliconici, il prepolimero reagisce con tracce di umidità nell'aria e quindi solidifica o vulcanizza sotto l'azione di un catalizzatore.I sottoprodotti sono piccole sostanze molecolari.Il meccanismo è mostrato nella Figura 1. In base alle diverse piccole sostanze molecolari rilasciate durante la polimerizzazione, il sigillante siliconico può anche essere suddiviso in tipo di deacidificazione, tipo dechetossima e tipo dealcolazione.I vantaggi e gli svantaggi di questi tipi di colla siliconica sono riepilogati nella Tabella 1.
Tabella 1. Confronto tra vantaggi e svantaggi di diversi tipi di adesivi siliconici
1.2 Meccanismo di polimerizzazione del sigillante elastico poliuretanico
Il sigillante poliuretanico monocomponente (PU) è un tipo di polimero contenente segmenti di uretano ripetuti (-NHCOO-) nella catena principale della molecola.Il meccanismo di polimerizzazione prevede che l'isocianato reagisca con l'acqua per formare un carbammato intermedio instabile, che poi si decompone rapidamente per generare CO2 e ammina, quindi l'ammina reagisce con l'isocianato in eccesso nel sistema e infine forma un elastomero con una struttura a rete.La sua formula di reazione di polimerizzazione è la seguente:
Figura 1. Meccanismo di reazione di indurimento del sigillante poliuretanico
1.3 Meccanismo di polimerizzazione del sigillante poliuretanico modificato con silano
Figura 3. Meccanismo di reazione di indurimento del sigillante poliuretanico modificato con silano
In considerazione di alcune carenze dei sigillanti poliuretanici, il poliuretano è stato recentemente modificato dal silano per preparare adesivi, formando un nuovo tipo di adesivo sigillante con una catena principale di struttura poliuretanica e un gruppo terminale alcossisilano, chiamato sigillante poliuretanico modificato con silano (SPU).La reazione di indurimento di questo tipo di sigillante è simile a quella del silicone, ovvero i gruppi alcossilici reagiscono con l'umidità per subire idrolisi e policondensazione per formare una struttura di rete tridimensionale Si-O-Si stabile (Figura 3).I punti di reticolazione della rete e tra i punti di reticolazione sono strutture di segmenti flessibili in poliuretano.
1.4 Meccanismo di polimerizzazione dei sigillanti polieteri silil-terminati
Il sigillante polietereo a terminazione sililica (MS) è un adesivo elastico monocomponente basato sulla modificazione del silano.Combina i vantaggi sia del poliuretano che del silicone, è una nuova generazione di prodotti sigillanti adesivi, privi di PVC, olio siliconico, isocianato e solvente.L'adesivo MS reagisce con l'umidità dell'aria a temperatura ambiente, in modo che il polimero silanizzato con struttura -Si(OR) OR -SIR (OR)- venga idrolizzato all'estremità della catena e reticolato in un elastomero con Si-O- Struttura della rete Si per ottenere effetti di tenuta e incollaggio.Il processo di reazione di polimerizzazione è il seguente:
Figura 4. Meccanismo di polimerizzazione del sigillante polietere silil-terminato
2. Confronto tra vantaggi e svantaggi dei comuni sigillanti elastici reattivi monocomponenti
2.1 Vantaggi e svantaggi dei sigillanti siliconici
⑴Vantaggi del sigillante siliconico:
① Eccellente resistenza agli agenti atmosferici, resistenza all'ossigeno, resistenza all'ozono e resistenza ai raggi ultravioletti;② Buona flessibilità alle basse temperature.
⑵Svantaggi del sigillante siliconico:
①Ridecorazione scadente e non può essere verniciata;②Bassa resistenza allo strappo;③Resistenza all'olio insufficiente;④Non resistente alla perforazione;⑤Lo strato adesivo produce facilmente percolato oleoso che contamina cemento, pietra e altri substrati sciolti.
2.2 Vantaggi e svantaggi dei sigillanti poliuretanici
⑴Vantaggi del sigillante poliuretanico:
① Buona adesione a una varietà di substrati;② Eccellente flessibilità alle basse temperature;③ Buona elasticità ed eccellenti proprietà di recupero, adatte per giunti dinamici;④ Elevata resistenza meccanica, eccellente resistenza all'usura, resistenza all'olio e resistenza all'invecchiamento biologico;⑤ La maggior parte dei sigillanti poliuretanici igroindurenti monocomponenti sono privi di solventi e non inquinano il substrato e l'ambiente;⑥ La superficie del sigillante può essere verniciata ed è facile da usare.
⑵Svantaggi del sigillante poliuretanico:
① Quando si polimerizza in un ambiente ad alta temperatura e umidità elevata a una velocità relativamente elevata, si generano facilmente bolle che influiscono sulle prestazioni del sigillante;② Quando si incollano e sigillano componenti di substrati non porosi (come vetro, metallo, ecc.), generalmente è necessario un primer;③ Poco profondo La formula del colore è suscettibile all'invecchiamento UV e la stabilità alla conservazione della colla è fortemente influenzata dall'imballaggio e dalle condizioni esterne;④ La resistenza al calore e la resistenza all'invecchiamento sono leggermente insufficienti.
2.3 Vantaggi e svantaggi dei sigillanti poliuretanici modificati con silano
⑴Vantaggi del sigillante poliuretanico modificato con silano:
① La polimerizzazione non produce bolle;② Ha una buona flessibilità, resistenza all'idrolisi e stabilità alla resistenza chimica;③ Eccellente resistenza agli agenti atmosferici, resistenza al calore, resistenza all'invecchiamento, stabilità allo stoccaggio del prodotto;④ Ampia adattabilità ai substrati, durante l'incollaggio Generalmente non è richiesto alcun primer;⑤La superficie può essere verniciata.
⑵Svantaggi del sigillante poliuretanico modificato con silano:
① La resistenza ai raggi UV non è buona quanto quella del sigillante siliconico;② La resistenza allo strappo è leggermente peggiore di quella del sigillante poliuretanico.
2.4 Vantaggi e svantaggi dei sigillanti polieteri silil-terminati
⑴Vantaggi del sigillante in polietere a terminazione sililica:
① Ha eccellenti proprietà di adesione alla maggior parte dei substrati e può ottenere un'adesione di attivazione senza primer;② Ha una migliore resistenza al calore e all'invecchiamento UV rispetto al poliuretano ordinario;③ Può essere verniciato sulla sua superficie.
⑵Svantaggi del sigillante in polietere a terminazione sililica:
① La resistenza agli agenti atmosferici non è buona come quella del silicone siliconico e dopo l'invecchiamento compaiono crepe sulla superficie;② L'adesione al vetro è scarsa.
Attraverso l'introduzione di cui sopra, abbiamo una comprensione preliminare dei meccanismi di polimerizzazione di diversi tipi comunemente usati di sigillanti elastici reattivi monocomponenti e, confrontando i loro vantaggi e svantaggi, possiamo raggiungere una comprensione generale di ciascun prodotto.Nelle applicazioni pratiche, il sigillante può essere selezionato in base alle effettive condizioni di applicazione della parte di incollaggio per ottenere una buona sigillatura o incollaggio della parte di applicazione.
Orario di pubblicazione: 15 novembre 2023