硅烷改性聚醚密封胶剪切强度的研究
高强度硅烷改性聚醚密封胶的制备及性能研究
高强度硅烷改性聚醚密封胶的制备及性能研究以硅烷改性聚醚（MS）预聚物为基料制备了一种高强度MS密封胶。
分别研究了不同分子结构的预聚物、炭黑及除水剂的添加量和低温环境对MS密封胶的拉伸强度、剪切强度、断裂伸长率及贮存稳定性的影响。
结果发现，不同分子结构的预聚物对MS密封胶的柔韧性、模量和强度有较大的影响；表面改性纳米碳酸钙配合质量分数为6%的炭黑作为补强填料可以得到性能优异的MS密封胶，其拉伸强度在4 MPa以上，剪切强度可达3 MPa，低温剪切强度稍有衰减；同时，加入1%的除水剂可以有效地提高MS密封胶的贮存稳定性。
标签：高强度；硅烷改性聚醚密封胶；环保硅烷改性聚醚（MS）密封胶是一种以烷氧基硅烷封端的聚醚聚合物为基料，混合填料、增塑剂以及助剂而得到的黏稠膏状物。
当涂覆使用于接合面之间的缝隙时，因接触空气或基材上的水分而开始聚合固化，最终以形成有粘接性的弹性体填充界面来达到密封和粘接的目的。
MS胶的主链因存在聚醚结构单元和端硅烷结构使得其固化后具有弹性好、耐候性佳、不含—NCO和绿色环保等优点，故被广泛应用于轨道交通、汽车制造、集装箱、电梯、建筑幕墙、瓷砖粘接以及室内装修等领域[1]。
现阶段，由于聚氨酯密封胶具有较高的机械性能使其在轨道交通客车及汽车风挡玻璃粘接方面仍然是主要产品，但是其存在耐紫外线老化差、含不环保的—NCO基团等问题。
且近些年，汽车行业趋向轻量化、节能环保的发展方向[2]，因此，质量好、无污染、与国际标准接轨的环保型胶粘剂正在逐渐成为合成胶粘剂的主流产品。
与聚氨酯相比，MS胶可以克服其存在的缺点，同时MS胶不需底涂，使得操作更简单、造价更便宜。
本研究以MS预聚物为基料，加入了纳米碳酸钙和炭黑作为补强材料，再配合助剂获得了一种高强度MS密封胶。
其可替代聚氨酯密封胶应用于风挡玻璃粘接行业，解决了使用聚氨酯密封胶时环保性和耐紫外线辐射性较差等问题。
1 实验部分1.1 原料与仪器MS预聚物，日本Kaneka公司；邻苯二甲酸二异癸酯（DIDP），美国埃克森美孚公司；紫外线吸收剂（Tinuvin326）、光稳定剂（Tinuvin770DF），巴斯夫中国有限公司；纳米碳酸钙，索尔维（上海）有限公司；炭黑（M580），美国卡博特有限公司；乙烯基三甲氧基硅烷（WD-21）、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷（WD-51），武大有机硅新材料股份有限公司；二月桂酸二丁基锡（DBTL），上海和氏璧化工有限公司。
硅烷改性聚合物密封胶的研究进展
硅烷改性聚合物密封胶的研究进展作者：杨豪博熊联明龙海青来源：《粘接》2021年第05期摘要：硅烷改性聚合物密封胶综合了各类密封胶的优点，并具有自身独特的优势，应用极为广泛，国内发展迅速。
为更进一步了解硅烷改性密封胶，综述了制备方法、固化机理、应用领域以及相关的学术研究进展，并展望了该类产品今后的发展趋势。
关键词：硅烷改性;密封胶;聚氨酯;聚醚中图分类号：TQ317 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）05-0001-04Recent advances in silane-modified polymer sealantYang Haobo1， Xiong Lianming1，2， Long Haiqing1（1.School of Environment and Chemical Engineering，Nanchang Hangkong University，Nanchang 330063，China;2. Nanchang Sui Chuang Technology Development Co. ， Ltd.，Nanchang 330029，China）Abstract：Silane-modified polymer sealant combines the advantages of various sealants and has its own unique advantages.It is widely used and developed rapidly in China.In order to further understand the silane-modified sealant，the preparation method，curing mechanism，application field and related academic research progress are reviewed，and the future development trend of this type of product is prospected.Key words：silane-modified; sealant; polyurethane; polyether20世纪70年代以来，日本、欧美等国家先后开发了几类硅烷改性密封胶，其是以活性硅氧烷对聚醚或聚氨酯聚合物进行封端制成，主要包括硅烷改性聚氨酯密封胶（SPU）、硅烷封端聚醚密封胶（STPE）、硅烷改性聚醚密封胶（MS）[1]。
硅烷改性聚合物密封胶的研究和应用进展
硅烷改性聚合物密封胶的研究和应用进展作者：卢铭洛陈研杨澜燕杨富国来源：《科技风》2022年第28期摘要：硅烷改性聚合物密封胶综合了各类密封胶的优点，应用极为广泛，近年来发展迅速。
本文综述了在建筑、交通和其他不同领域硅烷改性聚合物密封胶的应用状况以及相关的学术研究进展，并展望了硅烷改性聚合物密封胶今后的发展前景。
关键词：硅烷改性；密封胶；研究进展密封胶在常温下是一种呈黏稠状的液体，通过温度变化、溶剂挥发和化学交联等过程使基材与之黏结，并逐步定型为塑性固态或弹性体，成为具有防水、密封、减震、防腐等作用的多功能黏结密封材料［1］。
自20世纪70年代以来，几类硅烷改性密封胶是由活性硅氧烷对聚氨酯聚合物或聚醚进行封端制成，陆续被欧美、日本等国家开发，类型主要有三种：硅烷改性聚氨酯密封胶（SPU）、硅烷封端聚醚密封胶（STPE）、硅烷改性聚醚密封胶（MS）［2］。
这三者端基均为可湿气固化的硅氧烷基，以聚醚或聚氨酯作为预聚物，性能具有的优点：操作使用简便、交联固化程度深、黏结性能好等［3］。
同时，与传统的密封胶相比，均有所不同的是固化机理，称之为室温湿气固化，端基交联固化形成三维网状的结构，顺应绿色环保的潮流趋势［4］。
1 硅烷改性聚合物密封胶的研究和应用进展1.1 硅烷改性聚合物密封胶的研究进展文献［5］研究了PU预聚体对聚氨酯涂料性能的影响，在PU预聚体合成过程中，通过NCO与OH的摩尔比的改变。
大量实验数据表明，在制备PU预聚体的过程中，NCO与OH比值越高，越有利于PU预聚体拉伸强度、杨氏模量和硬度的提高，当NCO与OH比值降低时，PU预聚体伸长率的提高越明显。
当NCO与OH比值固定不动时，当多元醇羟基含量的增加时，PU预聚体的拉伸强度随之而增加。
此外，当羟基含量的减少时，聚氨酯的伸长率随之而增加。
黄活阳等［6］制备了一种有机硅改性聚醚密封胶，属于单组分环保型，原料采用的是有机硅改性聚醚树脂、聚氧化丙烯二醇，另外还填加填料、硅烷偶联剂和催化剂等。
低模量硅烷改性聚醚密封胶的配方设计及性能研究
2021年第1期1月中国建筑防水China Building Waterproofing2021No.1JanuaryD01：10.15901/ki.1007-497x.2021.01.003低模量硅烷改性聚醚密封胶的配方设计及性能研究肖春霞黄昆2,杨胜王晓莉1（1.中建材苏州防水研究院有限公司，江苏苏州215008;2.广东禹能新材料有限公司，广东广州511400）摘要:通过自制的硅烷改性聚醚树脂，配制了低模量单组分硅烷改性聚醚密封胶，并研究了配方中各组分对密封胶性能的影响，确定了最合适的原料种类及用量，得到了性能优良的密封胶产品。
关键词:硅烷改性聚醚密封胶；低模量;单组分;配方;性能文章编号:1007-497X（2021）-01-0011-04中图分类号:TU502;TU5738文献标志码:AFormula Design and Performance Study on Low Modulus SilaneModified Polyether SealantXiao Chunxia1,Huang Kun2,Yang Sheng1,Wang Xiaoli1(1.China Building Material Suzhou Waterproof Research Institute Co.,Ltd.,Suzhou,Jiangsu215008,China;2.Guangdong Yu'neng New Materials Co.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong511400,China)Abstract：Low modulus single component silane modified polyether sealant is prepared with self-made silane modified polyether resin.The article studies the influence of various components on the performance of the sealant,identifies the most suitable types of raw material and dosage,and sealant with excellent performance is finally obtained.Key words：silane modified polyether sealant;low modulus;single component;formula;performance硅烷改性聚醚密封胶（简称MS胶）与硅酮胶固化机理相同，都是湿气固化，主要依靠密封胶中的主体成分端硅烷基聚合物中的烷氧基快速水解成硅醇基，硅醇基经缩聚反应形成三维网络结构的弹性体。
MS改性硅烷胶的性能研究
MS改性硅烷胶的性能研究——荷兰赛百SABA 有机硅类密封胶和聚氨酯类密封胶是现代工业的两种主要密封胶。
有机硅密封胶具有固化速度快、耐温性能强和耐候性优异等优点，但也有强度较低、表面不可涂饰的缺点。
聚氨酯密封胶强度高、耐油耐介质腐蚀性、耐磨损性好，但存在固化过程中易发泡、耐候性差、粘接需用底胶等不足。
日本钟渊化学工业（株）上世纪80年代研制出的硅烷改性聚醚密封胶，其固化机理是聚醚的端烷氧基在催化剂的作用下于空气中的水发生反应，脱去小分子醇，主链交联形成三维网状结构（如图）。
硅烷改性聚醚综合了有机硅及聚氨酯两者优点。
近年来，改性硅烷密封胶越来越引人注目，在欧美等国家发展了聚硅氧烷改性技术，开发出性能优异的改性聚硅氧烷弹性密封胶（简称MS）产品，在目前，它的粘接范围已从无孔材料（如玻璃、金属等基材）扩展到工程塑料（如PVC、ABS、聚苯乙烯和聚丙烯酸酯等），从一般的基材表面扩展到各种漆面（如丙烯酸酯类、环氧类、聚氨酯类和瓷漆类等漆面），这样广的粘接范围和对基材的适应性预示着这类密封胶适用于在建筑业、汽车制造业、铁路运输业、集装箱制造、金属和非金属加工业、设备制造、空调和通风装置等领域中推广应用，也预示着它将具有广阔的应用前景。
MS改性硅烷密封胶的无需底涂、防紫外线、不含溶剂和硅、不含异氰酸盐、耐温性能强、无毒无味等优质的通用特性，赢得了更多工业制造领域的青睐。
鉴于改性硅烷胶的上述优势，从长远来看MS改性硅烷胶必然会逐步取代聚氨酯胶。
目前在日本，改性硅烷胶已远远超过聚氨酯胶的市场，在欧洲，该趋势也非常明显。
赛百是一家研发、生产改性硅烷胶的专业公司，总部在荷兰Dinxperlo，企业理念：致力于更环保、更强力的胶粘技术。
改性密封胶的剪切强度测试
、、、改性密封胶的剪切强度测试改性密封胶的剪切强度测试密封胶是一种广泛应用于各种工业和家庭应用中的材料。
它们可以用来填充空隙，密封管道，防止水或空气渗漏，以及许多其他用途。
然而，只有具有足够强度的密封胶才能有效地完成其任务，因此剪切强度测试是一种非常重要的测试方法，可以帮助测量密封胶的强度。
改性密封胶是一种通过添加不同成分来改善密封胶性能的材料。
改性密封胶可以具有更好的强度、耐久性、抗老化性能等。
因此，改性密封胶的剪切强度测试可以帮助评估其性能，并确定其是否适合特定应用。
剪切强度是指在剪切载荷下，密封胶断裂所承受的压力。
剪切强度测试的目的是确定密封胶能承受的最大剪切力，并测量发生断裂前所需要的剪切力。
在进行改性密封胶的剪切强度测试前，需要准备以下材料和设备：1.改性密封胶样品2.通用剪切强度测试机3.夹具4.标准试验操作手册下面是改性密封胶的剪切强度测试的步骤：1.将改性密封胶样品切割成适当大小的样品。
2.将样品放置在夹具中，使其与夹具对齐。
3.将夹具放置在通用剪切强度测试机上，并将机器调节到适当的测试速度和载荷范围。
4.启动测试机并记录测试结果。
5.重复测试三次，并计算平均值。
在进行改性密封胶的剪切强度测试时，需要注意以下几点：1.选择适当的测试速度和载荷范围。
2.确保夹具与测试机之间的连接紧固，以避免样品在测试中移动或滑动。
3.使用标准试验操作手册中的建议进行测试。
除了剪切强度测试外，还可以通过拉伸强度测试、抗压强度测试等方法来测量改性密封胶的强度。
不同的测试方法可以提供不同方面的信息，因此在确定合适的测试方法时应考虑特定应用的需求。
在改性密封胶的应用中，剪切强度是一个非常重要的性能指标。
剪切强度测试可以帮助评估改性密封胶的强度是否能够满足特定应用的需求。
因此，改性密封胶的制造商和使用者都应该了解并掌握剪切强度测试的方法，以确保改性密封胶能够正常工作，并符合安全和可靠性的要求。
总之，改性密封胶的剪切强度测试是一项非常重要的测试方法，可以帮助评估其性能，并确定其是否适合特定应用。
硅烷改性聚醚密封胶的研究进展
硅烷改性聚醚密封胶的研究进展详细阐述了硅烷改性聚醚预聚体的合成方法和硅烷改性聚醚密封胶的性能特点、配方及固化机理，并综述了硅烷改性聚醚密封胶的最新研究进展和应用现状。
标签：硅烷改性聚醚；密封胶；合成；配方近年来，由于我国实行了更为严格的环境卫生法规，传统的聚氨酯密封胶因含有游离的异氰酸酯，并且固化时容易形成气泡，其在很多领域的应用受到限制，而硅酮密封胶因撕裂强度低、涂饰性差、容易污染建材，其应用也受到一定限制。
硅烷改性聚醚密封膠兼具聚氨酯密封胶和硅酮密封胶的优点，克服2者的性能不足，具有优良的力学强度、涂饰性、耐污性，且产品中无异氰酸酯及有机溶剂，是国内外新型弹性密封胶的主要发展方向。
硅烷改性聚醚密封胶（简称MS密封胶）又称有机硅改性聚醚密封胶和端硅烷基聚醚密封胶，它是一种以端硅烷基聚醚（以聚醚为主链，2端用硅氧烷封端）为基础聚合物制备的高性能环保密封胶。
该密封胶的良好综合性能与其基础聚合物的特殊结构有很大关系。
MS密封胶具有如下优异性能：1）对基材广泛的粘接性。
由于端硅烷基聚醚的低表面能和高渗透力，使其对多数无机、金属和塑料基材具有良好的润湿能力，从而对基材产生良好粘附性。
2）优良的耐候性和耐久性。
端硅烷基聚醚以聚醚为长链，以硅烷氧基封端，聚醚长链具有低不饱和度、高分子质量且分布窄的特点。
其端基是可水解的硅氧烷基团，MS密封胶经过室温湿固化会形成以Si-O-Si键为交联点、柔性聚醚长链相连接的网络结构，这种体系不仅具有优良的耐候性、耐水性、耐老化和耐久性能，而且能有效地抑制和避免密封胶长期使用后表面裂纹的产生。
3）环保性。
硅烷改性聚醚是以硅烷氧基封端聚醚的长链结构，不像聚氨酯密封胶含有毒性的异氰酸酯基团和游离异氰酸酯。
端硅烷基聚醚黏度低，具有良好的作业性，无需使用有机溶剂调节配方的工艺操作性能，因此，硅烷改性聚醚胶的挥发性有机物（TVOC）含量很低。
4）可涂饰性。
普通的硅酮密封胶表面不能刷漆上色，只能根据用户需求调配成用户所需的颜色；而硅烷改性聚醚胶可刷漆上色，具有较好的可涂饰性。
自制高强度硅烷改性聚醚胶在汽车玻璃中的应用研究
自制高强度硅烷改性聚醚胶在汽车玻璃中的应用研究汽车玻璃作为汽车外部装饰材料，其质量和性能对汽车的安全性、美观性和舒适性有着重要影响。
为了增强汽车玻璃的强度和耐久性，可以通过使用聚醚胶进行硅烷改性来达到目的。
硅烷改性聚醚胶是一种将硅烷疏水基团引入聚醚胶分子结构中的改性胶粘剂。
由于硅烷具有极强的亲水性和亲油性，硅烷改性聚醚胶可以在汽车玻璃表面形成一层致密且均匀的涂层，从而提高汽车玻璃的防水性、耐候性和耐久性。
在汽车制造过程中，硅烷改性聚醚胶可以用作汽车玻璃的粘接剂。
传统的粘接剂使用有机溶剂进行溶解和处理，有一定的环境污染问题。
而硅烷改性聚醚胶不含有机溶剂，在使用过程中没有挥发物的排放，更加环保。
硅烷改性聚醚胶具有良好的粘接性能和耐腐蚀性，能够确保汽车玻璃与车身的紧密粘结，提高汽车的安全性和稳定性。
硅烷改性聚醚胶还可用于汽车玻璃的固定和密封。
它可以填充汽车玻璃与车身之间的缝隙，防止噪音、尘土和水分进入车内，提高车内的舒适性。
硅烷改性聚醚胶具有优异的耐热性和耐候性，能够在高温、低温和各种恶劣环境下保持稳定性，延长汽车玻璃的使用寿命。
在实际应用中，需要调整硅烷改性聚醚胶的配方和工艺参数，以适应不同的硅烷改性聚醚胶的具体应用场景。
可以改变硅烷改性聚醚胶的交联密度和固化速度，以满足不同粘接和密封的要求。
还可以添加适量的填料和增塑剂，以调节硅烷改性聚醚胶的性能和成本。
自制高强度硅烷改性聚醚胶在汽车玻璃中的应用研究具有重要的意义。
它可以提高汽车玻璃的强度和耐久性，增加车身结构的稳定性，提高车辆的安全性和舒适性。
未来的研究方向可以进一步探索硅烷改性聚醚胶的制备工艺、粘接性能、耐候性能等方面，为汽车玻璃的质量和性能提供更多的选择和保证。
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硅烷改性聚醚密封胶剪切强度的研究
以MS聚合物为粘料，添加填料、脱水剂、偶联剂、催化剂等助剂，制备一种单组分硅烷改性聚醚密封胶。
研究了MS聚合物、填料、固化条件、胶层厚度对剪切强度的影响。
关键字：MS聚合物；密封胶；剪切强度；填料；固化条件；胶层厚度
1 前言
硅烷改性聚醚密封胶（简称MS密封胶）是一种新型的环保胶粘剂。
MS密封胶在日本、欧美的建筑、工业、装修等领域应用非常广泛[1，2]，近年来在国内的汽车制造领域应用越来越广泛。
由于MS聚合物的主链是聚醚型，端基是可水解的硅氧烷，制备的密封胶综合了有机硅和聚氨酯的优势，具有粘接范围广泛、无需底胶、环保、耐候性优异等特点，已成为近年来国内密封胶行业研发的热点。
与其他胶粘剂一样，MS密封胶既要有密封作用，也要对粘接基材有一定的粘接力，因此，对剪切强度的研究非常必要。
剪切强度不仅取决于基材表面形成的化学键、范德华力、机械力[3]，同时与胶粘剂本身的组成有密切关系。
本文重点研究MS密封胶的组成及固化条件对剪切强度的影响。
2 实验部分
2.1 试验原料
MS聚合物（MS Polymer），KANEKA；紫外吸收剂Tinuvin326、光稳定剂Tinuvin770DF，汽巴精化股份公司；增塑剂DIDP，埃克森美孚公司；炭黑M570，卡博特有限公司；重质碳酸钙、纳米碳酸钙，芮城新泰纳米材料有限公司；乙烯基三甲氧基硅烷（A-171）、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷（A-1120），湖北新蓝天新材料股份有限公司；二醋酸二丁基锡，和氏璧化工。
2.2 MS密封胶的制备
先将MS聚合物、填料（纳米碳酸钙/重质碳酸钙/炭黑）、增塑剂DIDP、紫外吸收剂Tinuvin326、光稳定剂Tinuvin770DF加入行星搅拌釜中真空脱水1 h。
待物料冷却后，加入脱水剂A-171、偶联剂A-1120、触变剂AS150、催化剂二醋酸二丁基锡，搅拌0.5 h，出料分装。
表1为MS密封胶典型配方。
2.3 MS密封胶性能测试
拉伸强度及断裂伸长率：按GB/T528《硫化橡胶和热塑性橡胶拉伸性能的测定》进行测试。
将模具置于箔纸上，用胶枪将密封胶注入模具里，用刮胶刀刮平，去掉多余的密封胶，从箔纸上取下模具，胶层厚度为 2.5～3.0 mm，在23 ℃
/50%RH的条件下固化7 d，取出胶片，将其切成规定尺寸的哑铃形试片。
以500 mm/min的拉伸速度，测试常温拉伸强度和断裂伸长率。
硬度：参照GB/T 531测试。
剪切强度：GB/T 7124中试片搭接长度是（12.5±0.25）mm，试片厚度（2.0±0.1）mm。
本试验试片采用铝合金试片，先用No.3刚玉砂布进行均匀打磨，然后用乙酸乙酯擦干净、烘干。
粘接后固化方式有5种：1）、23 ℃/50%RH的条件下固化7 d（标准固化条件）；2）、23 ℃/50%RH的条件下固化3 d，再于50 ℃/50%RH 固化4 d；3）、23 ℃/50 %RH的条件下固化14 d；4）、5 ℃/50 %RH条件下固化7 d；5）、5 ℃/50%RH条件下固化14 d。
其他测试均参照国标进行。
3 结果及讨论
3.1 MS聚合物对剪切强度的影响
表2中用不同模量的MS聚合物制备的密封胶剪切强度差异明显，随着模量的增加，剪切强度也随之提高。
主要原因是MS聚合物是交联反应的主要成分，决定了胶体本身内聚强度的大小。
3.2 填料对力学性能的影响
填料对MS密封胶有很好的补强作用。
表3表明不同填料的密封胶剪切强度不同。
重质碳酸钙粒径偏大，制备的密封胶硬度、拉伸强度和剪切强度均较高，但缺乏弹性；纳米钙与炭黑由于粒径较小，制备的密封胶硬度低，弹性好，但剪切强度较低。
将炭黑与重质碳酸钙2种填料混合使用，可以保持较高力学强度并为内聚破坏。
1）MS聚合物模量对MS密封胶的剪切强度影响较大，模量增加，剪切强度也随之增加。
2）不同填料对MS密封胶补强效果不同，炭黑与重质碳酸钙混合使用，既可以保持较高的力学强度，又可达到粘接胶层的内聚破坏。
3）适当提高固化温度，能够短期内达到充分固化，有利于剪切强度的快速提高；低温下，交联速率低，可适当延长固化时间，有利于剪切强度的提高。
4）搭接面胶层厚度在0.3 mm左右，可以达到较高的剪切强度。
参考文献
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