Na actualidade, existen moitos tipos comúns de selantes elásticos reactivos dun só compoñente no mercado, principalmente produtos selantes de silicona e poliuretano. Os diferentes tipos de selantes elásticos presentan diferenzas nos seus grupos funcionais activos e nas estruturas da cadea principal curada. Como resultado, existen máis ou menos limitacións nas súas partes e campos de aplicación. Aquí, presentamos os mecanismos de curado de varios selantes elásticos reactivos dun só compoñente comúns e comparamos as vantaxes e desvantaxes dos diferentes tipos de selantes elásticos, para profundar na nosa comprensión e tomar decisións axeitadas nas aplicacións prácticas.
1. Mecanismo común de curado de selantes elásticos reactivos dun só compoñente
Os selantes elásticos reactivos dun compoñente comúns inclúen principalmente: silicona (SR), poliuretano (PU), poliuretano modificado terminado en sililo (SPU) e poliéter terminado en sililo (MS). O prepolímero ten diferentes grupos funcionais activos e diferentes mecanismos de reacción de curado.
1.1Mecanismo de curado do selante de elastómero de silicona
Figura 1. Mecanismo de curado do selante de silicona
Cando se empregan selantes de silicona, o prepolímero reacciona con cantidades residuais de humidade no aire e logo solidifica ou vulcaniza baixo a acción dun catalizador. Os subprodutos son substancias moleculares pequenas. O mecanismo móstrase na Figura 1. Segundo as diferentes substancias moleculares pequenas liberadas durante o curado, o selante de silicona tamén se pode dividir en tipo de desacidificación, tipo de decetoxima e tipo de desalcoholización. As vantaxes e desvantaxes destes tipos de cola de silicona resúmense na Táboa 1.
Táboa 1. Comparación das vantaxes e desvantaxes de varios tipos de adhesivos de silicona
1.2 Mecanismo de curado do selante elástico de poliuretano
O selante de poliuretano (PU) dun compoñente é un tipo de polímero que contén segmentos de uretano repetidos (-NHCOO-) na cadea principal da molécula. O mecanismo de curado é que o isocianato reacciona coa auga para formar un carbamato intermedio inestable, que logo se descompón rapidamente para xerar CO2 e amina, e logo a amina reacciona co exceso de isocianato no sistema e finalmente forma un elastómero cunha estrutura de rede. A súa fórmula de reacción de curado é a seguinte:
Figura 1. Mecanismo de reacción de curado do selante de poliuretano
1.3 Mecanismo de curado do selante de poliuretano modificado con silano
Figura 3. Mecanismo de reacción de curado do selante de poliuretano modificado con silano
En vista dalgunhas deficiencias dos selantes de poliuretano, o poliuretano foi modificado recentemente por silano para preparar adhesivos, formando un novo tipo de adhesivo de selado cunha cadea principal de estrutura de poliuretano e un grupo terminal alcoxisilano, chamado selante de poliuretano modificado con silano (SPU). A reacción de curado deste tipo de selante é similar á da silicona, é dicir, os grupos alcoxi reaccionan coa humidade para sufrir hidrólise e policondensación para formar unha estrutura de rede tridimensional estable de Si-O-Si (Figura 3). Os puntos de reticulación da rede e entre os puntos de reticulación son estruturas de segmentos flexibles de poliuretano.
1.4 Mecanismo de curado dos selantes de poliéter terminados en sililo
O selante de poliéter terminado en sililo (MS) é un adhesivo elástico dun só compoñente baseado na modificación de silano. Combina as vantaxes do poliuretano e da silicona, é unha nova xeración de produtos selantes adhesivos, libres de PVC, aceite de silicona, isocianato e solvente. O adhesivo MS reacciona coa humidade do aire á temperatura ambiente, de xeito que o polímero silanizado con estrutura -Si(OR)₂ OU -SIR(OR)₂ se hidroliza no extremo da cadea e se reticula nun elastómero con estrutura de rede Si-O-Si para lograr un efecto de selado e unión. O proceso de reacción de curado é o seguinte:
Figura 4. Mecanismo de curado do selante de poliéter terminado en sililo
2. Comparación das vantaxes e desvantaxes dos selantes elásticos reactivos dun só compoñente comúns
2.1 Vantaxes e desvantaxes dos selantes de silicona
⑴Vantaxes do selante de silicona:
① Excelente resistencia ás inclemencias do tempo, resistencia ao osíxeno, resistencia ao ozono e resistencia aos raios ultravioleta; ② Boa flexibilidade a baixas temperaturas.
⑵Desvantaxes do selante de silicona:
①Redecoración deficiente e non se pode pintar; ②Baixa resistencia ao desgarro; ③Resistencia insuficiente ao aceite; ④Non é resistente á perforación; ⑤A capa adhesiva produce facilmente lixiviados oleosos que contaminan o formigón, a pedra e outros substratos soltos.
2.2 Vantaxes e desvantaxes dos selantes de poliuretano
⑴Vantaxes do selante de poliuretano:
① Boa adhesión a unha variedade de substratos; ② Excelente flexibilidade a baixas temperaturas; ③ Boa elasticidade e excelentes propiedades de recuperación, axeitadas para xuntas dinámicas; ④ Alta resistencia mecánica, excelente resistencia ao desgaste, resistencia ao aceite e resistencia ao envellecemento biolóxico; ⑤ A maioría dos selantes de poliuretano de curado por humidade dun compoñente non conteñen solventes e non contaminan o substrato nin o medio ambiente; ⑥ A superficie do selante pódese pintar e é fácil de usar.
⑵Desvantaxes do selante de poliuretano:
① Ao curar nun ambiente de alta temperatura e alta humidade a unha velocidade relativamente rápida, xéranse burbullas facilmente, o que afecta o rendemento do selante; ② Ao unir e selar compoñentes de substratos non porosos (como vidro, metal, etc.), xeralmente requírese unha imprimación; ③ Superficial A fórmula da cor é susceptible ao envellecemento UV e a estabilidade de almacenamento da cola vese moi afectada polo envasado e as condicións externas; ④ A resistencia á calor e ao envellecemento son lixeiramente insuficientes.
2.3 Vantaxes e desvantaxes dos selantes de poliuretano modificados con silano
⑴Vantaxes do selante de poliuretano modificado con silano:
① O curado non produce burbullas; ② Ten boa flexibilidade, resistencia á hidrólise e estabilidade á resistencia química; ③ Excelente resistencia ás inclemencias do tempo, á calor, ao envellecemento e estabilidade ao almacenamento do produto; ④ Ampla adaptabilidade aos substratos, ao unirse xeralmente non se require imprimación; ⑤ A superficie pódese pintar.
⑵Desvantaxes do selante de poliuretano modificado con silano:
① A resistencia aos raios UV non é tan boa como a do selante de silicona; ② A resistencia ao rasgamento é lixeiramente peor que a do selante de poliuretano.
2.4 Vantaxes e desvantaxes dos selantes de poliéter terminados en sililo
⑴Vantaxes do selante de poliéter terminado en sililo:
① Ten excelentes propiedades de unión á maioría dos substratos e pode conseguir unha unión de activación sen imprimación; ② Ten unha mellor resistencia á calor e ao envellecemento UV que o poliuretano ordinario; ③ Pódese pintar na súa superficie.
⑵Desvantaxes do selante de poliéter terminado en sililo:
① A resistencia ás inclemencias meteorolóxicas non é tan boa como a da silicona, e aparecen gretas na superficie despois do envellecemento; ② A adhesión ao vidro é deficiente.
Mediante a introdución anterior, temos unha comprensión preliminar dos mecanismos de curado de varios tipos de selantes elásticos reactivos dun só compoñente de uso común e, ao comparar as súas vantaxes e desvantaxes, podemos lograr unha comprensión xeral de cada produto. Nas aplicacións prácticas, o selante pódese seleccionar segundo as condicións reais de aplicación da peza de unión para lograr un bo selado ou unión da peza de aplicación.
Data de publicación: 15 de novembro de 2023