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BAYER-硅烷改性聚氨酯胶粘剂(STP)的应用


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 De

smoseal 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

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聚氨酯的合成

? Otto Bayer 于1937年通过加成聚合发明了聚 氨酯。 氨酯。 ? 异氰酸酯和多元醇由此路线合成了性能各异 用途广泛的聚氨酯材料。

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普通NCO封端型聚氨酯的合成
湿固化型聚氨酯聚合物
HO
聚醚

OH

HO

聚醚

OH

OH

OCN

NCO

OCN OCN NCO

NCO
R-NCO + OCN-R - CO2 O R-N H + H2O

= N-R H

NCO

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STP硅烷封端型聚氨酯的合成
硅烷封端型聚氨酯聚合物
HO
Acclaim Polyether

OH

OCN

NCO

OMe H2N
Si

OMe OMe

MeO MeO MeO
Si Si

OMe OMe OMe

Si

OCH3 CH3O OCH3 + CH3O Si OCH3 CH3O

+ H2O - HOCH3

Si

OCH3 CH3O Si O OCH3 CH3O

= Si-O-Si

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STP硅烷封端型聚氨酯概述
单组分端硅烷基聚氨酯借助空气或环境中内的湿气进行交联固化 与普通单组分聚氨酯体系相比, 与普通单组分聚氨酯体系相比,STP不含有端NCO基团, 基团,取而代之的 是端烷氧基硅烷基团 STP与水反应形成甲醇而非二氧化碳, 与水反应形成甲醇而非二氧化碳,不会产生气泡 STP兼备聚氨酯和硅酮胶的优越特性, 兼备聚氨酯和硅酮胶的优越特性,能显著改善对各种基材的粘接性 能 STP产品具有优异的弹性及内聚强度

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拜耳材料科技STP产品系列
粘度 @ 25 ° C Desmoseal S? XP 2636 40 Pa*s 密封型, 密封型,柔性低模量高伸长弹性胶粘剂 Desmoseal S? XP 2458 高模量弹性胶粘剂 40 Pa*s 分子量 增塑剂

~20 kg/mol



~10 kg/mol

10% Mesamoll?

XP 2458

XP 2636

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拜耳材料科技STP产品性能范围:

STP STP密封胶及弹性胶粘剂的性能范围 密封胶及弹性胶粘剂的性能范围 拉伸强度 拉伸强度 断裂伸长率 断裂伸长率 邵氏硬度 邵氏硬度 模量 模量 2 2- -5MPa 5MPa 100-900% 100-900% 15-70 15-70 0.3-2.5MPa 0.3-2.5MPa

STP具有非常优异的内聚及粘接强度 STP具有非常优异的内聚及粘接强度

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STP产品在工程上的应用实例

工程粘接和密封
工程密封剂 弹性粘接剂

20

30

40

50

60

70

邵A硬度

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工程粘接应用分析:地板胶
STP地板胶的特性: 力学性能满足EN 14293的要求 低VOC排放 不含溶剂 流动性好,容易铺展 操作适应性良好 STP地板胶的配方
STP预聚体 填料 颜料 抗氧剂 催化剂 其它 35 62 0.5 0.5 0.5 1.5

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工程粘接应用分析:地板胶
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 ?m 16 g/100g Omyalite 95 T Champagne cc Omey, F + 1.0 ?m 18 g/100g

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工程粘接应用分析:地板胶
tear propag. resistance [N/mm]

填料 ? 填料比表面的不同会产生不同 的力学性能

8 7 6 5 4 3 2 1 0 Omyacarb 2T AV Omyalite 95T

5 tensile strength [N/mm?] 4 3 2 1 0 Omyacarb 2T AV Omyalite 95T elongation at break [%]

100 80 60 40 20 0 Omyacarb 2T AV Omyalite 95T

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工程密封应用分析:密封剂( 邵A硬度 <30)
STP密封剂的特性 低模量力学性能 对不同材质的良好粘接性 不含溶剂
颜料 5 1.5 0.5 3

STP密封剂的配方
STP预聚体 填料 增塑剂 20 45 25

抗流挂 良好的挤出性能 良好的耐候性 不粘连

抗氧剂 催化剂 其它

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工程密封应用分析:密封剂( 邵A硬度 <30)
抗氧剂和光稳定剂的影响:
STP胶膜在经过2000 h / QUV B-test 照射前后的力学性能
3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 without stabiliser Tinuvin B75 Tinuvin 292 Irganox 1135

100 standardised elongation at break [%] 80 60 40 20 0 without stabiliser Tinuvin B75 Tinuvin 292 Irganox 1135

tensile strength [N/mm?]

之前

之后

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工程密封应用分析:密封剂( 邵A硬度 <30)
催化剂: 使用普通的路易斯酸 相同的成膜时间 0.1% Metatin与1.0% DBTL/DBTA 的比较
4 tensile strength [N/mm?] elongation at break [%] 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 Metatin DBTL DBTA 0 Metatin DBTL DBTA
Shore A hardness

35 30 25 20 15 10 5 0 Metatin DBTL DBTA

1000 800 600 400 200

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工程密封应用分析:密封剂( 邵A硬度 <30)
催化剂:
35 30 25 shore A 20 15 10 5 0 Lupragen N 700 Toyocat DB 40

采用低毒性的胺类催化剂制备邵A 硬度20的密封剂 相同的成膜时间 催化剂使用量1%

4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Lupragen N 700 Toyocat DB 40 elongation at break [%] tensile strength [MPa]

1000 800 600 400 200 0 Lupragen N 700 Toyocat DB 40

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结论
硅烷改性聚氨酯预聚体( 硅烷改性聚氨酯预聚体(STP)独特的分子结构和固化机理赋予其优异 的力学性能和良好的粘接密封性能。 的力学性能和良好的粘接密封性能。 STP对很多材质均具有良好的附着力和操作性, 对很多材质均具有良好的附着力和操作性,可以用于工程粘接。 可以用于工程粘接。 STP低模量预聚体适合于生产高性能的密封剂。 低模量预聚体适合于生产高性能的密封剂。 使用适当的填料、 使用适当的填料、光 稳定剂和催化剂可以得到性能更好的密封剂产品。 稳定剂和催化剂可以得到性能更好的密封剂产品。 STP预聚体比普通NCO端基聚氨酯预聚体在使用上更加安全环保。 端基聚氨酯预聚体在使用上更加安全环保。 作为新一代的聚氨酯材料, 作为新一代的聚氨酯材料, STP预聚体优异的技术性和生态性能使其 在工程粘接和工程密封方面具有很好的发展前景。 在工程粘接和工程密封方面具有很好的发展前景。

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