论文部分内容阅读
聚氨酯(PU)的力学性能可在较宽范围内调整而被广泛应用于密封胶领域。PU密封胶耐水、耐温性好且制备工艺简单,但湿气固化过程中会产生大量气泡,导致密封胶强度不足,而有机硅密封胶固化时无气泡,故将两者结合起来,制备有机硅改性PU密封胶同时研究组分对其理化性能的影响具有重要的理论和现实意义。根据试验配方(二苯基甲烷二异氰酸酯MDI:聚醚二元醇PPG2000:聚醚三元醇330N=13.5wt%:19.5wt%:46.5wt%)经过本体聚合法合成了R-NCO%为3wt%的PU密封胶,利用NXS-11A旋转粘度计测试了体系表观粘度随温度的变化规律。使用二甲苯稀释二正丁胺溶液滴定测量了MDI的R-NCO消耗量与时间的关系。研究结果表明:70℃时聚合反应230min后,粘度由0.1pa.s上升至2.1pa.s;85℃反应200min后,粘度由0.1pa.s上升至2.0pa.s;PPG2000以及330N提供的醇羟基R-OH与MDI提供的异氰酸酯基R-NCO的反应为二级,其活化能为58.01kJ/mol。利用旋转粘度计和万能试验机分别研究了增塑剂对密封胶粘度和力学性能的影响。实验得出:70℃和85℃反应230min后的PU体系中,若所含邻苯二甲酸二甲氧基乙酯(DMEP)的含量由6.67%增加到30%,则粘度分别由17.4pa.s和18.5pa.s下降到7.8pa.s和8.6pa.s,即体系的流动性增加;PU中分别添加DBP和DMEP,含量由20w%增加到30wt%,其对应密封胶的断裂强度分别下降22.2%和16.7%,断裂伸长率分别上升8.9%和8.7%,邵氏硬度分别下降13%和7.9%;若PPG2000的含量由0%上升到49%,则密封胶的断裂强度由2.3MPa下降到0.9MPa,断裂伸长率由43%上升到71%,邵氏硬度由22下降到13。这些皆体现了对密封胶的增塑作用。此外,讨论了催化剂辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡、硅烷偶联剂KH550、KH580对表干速率,抗氧化剂1010对热稳定性以及填料对硅烷改性聚氨酯密封胶(SPU)断裂强度的影响。结果指出:在温度25℃和35℃下,含量范围0.015-0.045%,辛酸亚锡与二月桂酸二丁基锡表干速率比为1.3:1;添加了KH550的SPU、添加了KH580的SPU和无偶联剂的PU三者表干速率比为1.25:1:0.5;加入0.2%抗氧化剂1010可使KH550/SPU和KH580/SPU的热老化后断裂强度保持率提高8%和7%、伸长率保持率提高15%和13%;5种填料的断裂强度排序为硫酸钙晶须>石墨粉>滑石粉>玻璃微珠>凹凸棒石。同时用红外光谱初步鉴定了目标产物PU和SPU;热重分析得出添加DMEP的SPU密封胶分解起始温度T1%为369.14℃,SEM照片显示填料颗粒分散较为均匀。采用单因素法进一步研究了酸、碱、二甲苯溶液对于SPU力学参数保持率的影响,实验结果表明:60℃下用5%HCl浸泡7天,SPU密封胶的断裂强度保持率为15%、伸长率保持率10%、邵氏硬度保持率39%;60℃下分别用5%NaOH和二甲苯浸泡7天,密封胶的断裂强度、断裂伸长率、邵氏硬度保持率皆大于87%。因此,SPU密封胶耐酸性不佳,可能与酸催化加速SPU腐蚀有关,该问题尚待深入研究。