În prezent, există pe piață multe tipuri comune de etanșanți elastici reactivi monocomponenti, în principal produse de etanșare din silicon și poliuretan. Diferitele tipuri de etanșanți elastici au diferențe în ceea ce privește grupele funcționale active și structurile lanțului principal întărit. Drept urmare, există mai multe sau mai puține limitări în ceea ce privește părțile și domeniile lor de aplicare. Aici, introducem mecanismele de întărire ale mai multor etanșanți elastici reactivi monocomponenti comuni și comparăm avantajele și dezavantajele diferitelor tipuri de etanșanți elastici, astfel încât să ne aprofundăm înțelegerea și să facem alegeri adecvate în aplicațiile practice.
1. Mecanismul comun de întărire al etanșantului elastic reactiv monocomponent
Etanșanții elastici reactivi monocomponenti comuni includ în principal: silicon (SR), poliuretan (PU), poliuretan modificat cu terminație silil (SPU), polieter cu terminație silil (MS). Prepolimerul are diferite grupe funcționale active și diferite mecanisme de reacție de întărire.
1.1Mecanismul de întărire al etanșantului elastomer siliconic
Figura 1. Mecanismul de întărire al siliconului de etanșare
Când se utilizează etanșanți siliconici, prepolimerul reacționează cu urme de umiditate din aer și apoi se solidifică sau vulcanizează sub acțiunea unui catalizator. Produsele secundare sunt substanțe moleculare mici. Mecanismul este prezentat în Figura 1. În funcție de diferitele substanțe moleculare mici eliberate în timpul întăririi, etanșanții siliconici pot fi, de asemenea, împărțiți în tipuri de dezacidificare, decetoximă și dealcoolizare. Avantajele și dezavantajele acestor tipuri de adezivi siliconici sunt rezumate în Tabelul 1.
Tabelul 1. Comparație între avantajele și dezavantajele mai multor tipuri de adezivi siliconici
1.2 Mecanismul de întărire al etanșantului elastic poliuretanic
Materialul de etanșare poliuretanic (PU) monocomponent este un tip de polimer care conține segmente de uretan repetitive (-NHCOO-) în lanțul principal al moleculei. Mecanismul de întărire este acela că izocianul reacționează cu apa pentru a forma un carbamat intermediar instabil, care apoi se descompune rapid pentru a genera CO2 și amină, iar apoi amina reacționează cu excesul de izocianat din sistem și, în final, formează un elastomer cu o structură de rețea. Formula sa de reacție de întărire este următoarea:
Figura 1. Mecanismul reacției de întărire a etanșantului poliuretanic
1.3 Mecanismul de întărire al etanșantului poliuretanic modificat cu silan
Figura 3. Mecanismul reacției de întărire a etanșantului poliuretanic modificat cu silan
Având în vedere unele deficiențe ale etanșanților poliuretanici, poliuretanul a fost recent modificat cu silan pentru a prepara adezivi, formând un nou tip de adeziv de etanșare cu un lanț principal de structură poliuretanică și o grupare terminală alcoxisilan, numit etanșant poliuretanic modificat cu silan (SPU). Reacția de întărire a acestui tip de etanșant este similară cu cea a siliconului, adică grupările alcoxi reacționează cu umiditatea pentru a suferi hidroliză și policondensare pentru a forma o structură de rețea tridimensională stabilă Si-O-Si (Figura 3). Punctele de reticulare a rețelei și între punctele de reticulare se formează structuri segmentate flexibile din poliuretan.
1.4 Mecanismul de întărire al materialelor de etanșare polieterice cu terminații silil
Materialul de etanșare polieterică (MS) cu terminații silil este un adeziv elastic monocomponent bazat pe modificarea cu silan. Acesta combină avantajele poliuretanului și siliconului, fiind o nouă generație de produse de etanșare adezive, fără PVC, ulei siliconic, izocianat și solvent. Adezivul MS reacționează cu umiditatea din aer la temperatura camerei, astfel încât polimerul silanizat cu structură -Si(OR)₂ OR -SIR(OR)₂ este hidrolizat la capătul lanțului și reticulat într-un elastomer cu structură de rețea Si-O-Si pentru a obține efectul de etanșare și lipire. Procesul de reacție de întărire este următorul:
Figura 4. Mecanismul de întărire al etanșantului polieter cu terminație silil
2. Compararea avantajelor și dezavantajelor etanșanților elastici reactivi monocomponenti obișnuiți
2.1 Avantajele și dezavantajele materialelor de etanșare siliconice
⑴Avantajele etanșantului siliconic:
① Rezistență excelentă la intemperii, rezistență la oxigen, rezistență la ozon și rezistență la ultraviolete; ② Flexibilitate bună la temperaturi scăzute.
⑵Dezavantaje ale etanșantului siliconic:
①Redecorare slabă și nu poate fi vopsită; ②Rezistență scăzută la rupere; ③Rezistență insuficientă la ulei; ④Nu este rezistent la perforare; ⑤Stratul adeziv produce cu ușurință levigat uleios care contaminează betonul, piatra și alte substraturi libere.
2.2 Avantajele și dezavantajele materialelor de etanșare poliuretanice
⑴Avantajele etanșantului poliuretanic:
① Aderență bună la o varietate de substraturi; ② Flexibilitate excelentă la temperaturi scăzute; ③ Elasticitate bună și proprietăți excelente de recuperare, potrivite pentru îmbinări dinamice; ④ Rezistență mecanică ridicată, rezistență excelentă la uzură, rezistență la ulei și rezistență la îmbătrânire biologică; ⑤ Majoritatea etanșanților poliuretanici monocomponenti cu întărire la umiditate nu conțin solvenți și nu poluează substratul și mediul înconjurător; ⑥ Suprafața etanșantului poate fi vopsită și ușor de utilizat.
⑵Dezavantaje ale etanșantului poliuretanic:
① La întărirea într-un mediu cu temperatură și umiditate ridicată, la o viteză relativ mare, se formează ușor bule, ceea ce afectează performanța etanșantului; ② La lipirea și sigilarea componentelor de pe substraturi neporoase (cum ar fi sticlă, metal etc.), este în general necesar un grund; ③ Superficială Formula de culoare este susceptibilă la îmbătrânirea UV, iar stabilitatea la depozitare a adezivului este puternic afectată de ambalare și de condițiile externe; ④ Rezistența la căldură și rezistența la îmbătrânire sunt ușor insuficiente.
2.3 Avantajele și dezavantajele materialelor de etanșare poliuretanice modificate cu silan
⑴Avantajele etanșantului poliuretanic modificat cu silan:
① Întărirea nu produce bule; ② Are flexibilitate bună, rezistență la hidroliză și stabilitate la rezistență chimică; ③ Rezistență excelentă la intemperii, rezistență la căldură, rezistență la îmbătrânire, stabilitate la depozitarea produsului; ④ Adaptabilitate largă la substraturi, la lipire În general, nu este necesar grund; ⑤ Suprafața poate fi vopsită.
⑵Dezavantaje ale etanșantului poliuretanic modificat cu silan:
① Rezistența la UV nu este la fel de bună ca cea a etanșantului siliconic; ② Rezistența la rupere este puțin mai slabă decât cea a etanșantului poliuretanic.
2.4 Avantajele și dezavantajele materialelor de etanșare polieterică cu terminații silil
⑴Avantajele etanșantului polieter terminat cu silil:
① Are proprietăți excelente de aderență la majoritatea substraturilor și poate realiza o lipire de activare fără grund; ② Are o rezistență mai bună la căldură și la îmbătrânire UV decât poliuretanul obișnuit; ③ Poate fi vopsit pe suprafață.
⑵Dezavantaje ale etanșantului polieter terminat cu silil:
① Rezistența la intemperii nu este la fel de bună ca cea a siliconului, iar după îmbătrânire apar fisuri la suprafață; ② Aderența la sticlă este slabă.
Prin introducerea de mai sus, avem o înțelegere preliminară a mecanismelor de întărire ale mai multor tipuri de etanșanți elastici reactivi monocomponent utilizați în mod obișnuit, iar prin compararea avantajelor și dezavantajelor acestora, putem obține o înțelegere generală a fiecărui produs. În aplicațiile practice, etanșantul poate fi selectat în funcție de condițiile reale de aplicare a piesei de lipire pentru a obține o bună etanșare sau lipire a piesei de aplicare.
Data publicării: 15 noiembrie 2023