V súčasnosti je na trhu veľa bežných typov jednozložkových reaktívnych elastických tmelov, hlavne silikónových a polyuretánových tmelov. Rôzne typy elastických tmelov majú rozdiely vo svojich aktívnych funkčných skupinách a vytvrdených štruktúrach hlavného reťazca. V dôsledku toho existujú väčšie alebo menšie obmedzenia v jeho použiteľných častiach a oblastiach. Tu uvádzame mechanizmy vytvrdzovania niekoľkých bežných jednozložkových reaktívnych elastických tmelov a porovnávame výhody a nevýhody rôznych typov elastických tmelov, aby sme prehĺbili naše pochopenie a urobili vhodné rozhodnutia v praktických aplikáciách.
1. Mechanizmus vytvrdzovania bežného jednozložkového reaktívneho elastického tmelu
Medzi bežné jednozložkové reaktívne elastické tmely patria najmä: silikón (SR), polyuretán (PU), silylom zakončený modifikovaný polyuretán (SPU), silylom zakončený polyéter (MS), Predpolymér má rôzne aktívne funkčné skupiny a rôzne vytvrdzovacie reakčné mechanizmy.
1.1Mechanizmus vytvrdzovania silikónového elastomérového tmelu
Obrázok 1. Mechanizmus vytvrdzovania silikónového tmelu
Keď sa použijú silikónové tmely, prepolymér reaguje so stopovým množstvom vlhkosti vo vzduchu a potom pôsobením katalyzátora tuhne alebo vulkanizuje. Vedľajšie produkty sú látky s malými molekulami. Mechanizmus je znázornený na obrázku 1. Podľa rôznych malomolekulárnych látok uvoľnených počas vytvrdzovania možno silikónový tmel rozdeliť aj na typ odkysľovania, typ deketoxímu a typ dealkoholizácie. Výhody a nevýhody týchto typov silikónových lepidiel sú zhrnuté v tabuľke 1.
Tabuľka 1. Porovnanie výhod a nevýhod niekoľkých typov silikónových lepidiel
1.2 Mechanizmus vytvrdzovania polyuretánového elastického tmelu
Jednozložkový polyuretánový tmel (PU) je typ polyméru, ktorý obsahuje opakujúce sa uretánové segmenty (-NHCOO-) v hlavnom reťazci molekuly. Mechanizmus vytvrdzovania spočíva v tom, že izokyanát reaguje s vodou za vzniku nestabilného medziproduktu karbamátu, ktorý sa potom rýchlo rozkladá za vzniku CO2 a amínu a potom amín reaguje s prebytkom izokyanátu v systéme a nakoniec tvorí elastomér so sieťovou štruktúrou. Jeho reakčný vzorec je nasledujúci:
Obrázok 1. Mechanizmus vytvrdzovacej reakcie polyuretánového tmelu
1.3 Mechanizmus vytvrdzovania silánom modifikovaného polyuretánového tmelu
Obrázok 3. Mechanizmus vytvrdzovacej reakcie polyuretánového tmelu modifikovaného silánom
Vzhľadom na niektoré nedostatky polyuretánových tmelov bol polyuretán nedávno modifikovaný silánom na prípravu lepidiel, čím sa vytvoril nový typ tesniaceho lepidla s hlavným reťazcom polyuretánovej štruktúry a alkoxysilánovou koncovou skupinou, nazývaný silánom modifikovaný polyuretánový tmel (SPU). Reakcia vytvrdzovania tohto typu tmelu je podobná reakcii silikónu, to znamená, že alkoxyskupiny reagujú s vlhkosťou, aby podstúpili hydrolýzu a polykondenzáciu za vzniku stabilnej trojrozmernej sieťovej štruktúry Si-O-Si (obrázok 3). Body zosieťovania siete a medzi bodmi zosieťovania sú polyuretánové flexibilné segmentové štruktúry.
1.4 Mechanizmus vytvrdzovania polyéterových tmelov zakončených silylom
Polyéterový tmel (MS) zakončený silylom je jednozložkové elastické lepidlo na báze silánovej modifikácie. Spája v sebe výhody polyuretánu a silikónu, je novou generáciou lepiacich tmelov bez obsahu PVC, silikónového oleja, izokyanátu a rozpúšťadiel. MS lepidlo reaguje s vlhkosťou vo vzduchu pri izbovej teplote, takže silanizovaný polymér so štruktúrou -Si(OR) OR -SIR (OR)- je na konci reťazca hydrolyzovaný a zosieťovaný do elastoméru s Si-O- Si sieťová štruktúra na dosiahnutie tesniaceho a lepiaceho účinku. Proces vytvrdzovacej reakcie je nasledujúci:
Obrázok 4. Mechanizmus vytvrdzovania polyéterového tmelu zakončeného silylom
2. Porovnanie výhod a nevýhod bežných jednozložkových reaktívnych elastických tmelov
2.1 Výhody a nevýhody silikónových tmelov
⑴Výhody silikónového tmelu:
① Vynikajúca odolnosť voči poveternostným vplyvom, odolnosť voči kyslíku, odolnosť voči ozónu a odolnosť voči ultrafialovému žiareniu; ② Dobrá flexibilita pri nízkych teplotách.
⑵ Nevýhody silikónového tmelu:
①Zlá opätovná dekorácia a nedá sa natrieť; ②Nízka pevnosť v roztrhnutí; ③Nedostatočná odolnosť voči oleju; ④ Nie je odolný proti prepichnutiu; ⑤Vrstva lepidla ľahko vytvára olejový výluh, ktorý kontaminuje betón, kameň a iné voľné podklady.
2.2 Výhody a nevýhody polyuretánových tmelov
⑴Výhody polyuretánového tmelu:
① Dobrá priľnavosť k rôznym podkladom; ② Vynikajúca flexibilita pri nízkych teplotách; ③ Dobrá elasticita a vynikajúce regeneračné vlastnosti, vhodné pre dynamické kĺby; ④ Vysoká mechanická pevnosť, vynikajúca odolnosť proti opotrebovaniu, odolnosť voči olejom a odolnosť proti biologickému starnutiu; ⑤ Väčšina jednozložkových polyuretánových tmelov vytvrdzujúcich vlhkosť je bez rozpúšťadiel a neznečisťuje podklad ani životné prostredie; ⑥ Povrch tmelu môže byť natretý a ľahko použiteľný.
⑵ Nevýhody polyuretánového tmelu:
① Pri vytvrdzovaní v prostredí s vysokou teplotou a vysokou vlhkosťou pri relatívne vysokej rýchlosti sa ľahko vytvárajú bubliny, čo ovplyvňuje výkon tmelu; ② Pri lepení a utesňovaní komponentov neporéznych podkladov (ako je sklo, kov atď.) sa vo všeobecnosti vyžaduje základný náter; ③ Plytký Vzorec farby je náchylný na starnutie UV žiarením a skladovacia stabilita lepidla je značne ovplyvnená balením a vonkajšími podmienkami; ④ Tepelná odolnosť a odolnosť proti starnutiu sú mierne nedostatočné.
2.3 Výhody a nevýhody silánom modifikovaných polyuretánových tmelov
⑴Výhody silánom modifikovaného polyuretánového tmelu:
① Vytvrdzovanie nevytvára bubliny; ② Má dobrú flexibilitu, odolnosť voči hydrolýze a stabilitu chemickej odolnosti; ③ Vynikajúca odolnosť voči poveternostným vplyvom, tepelná odolnosť, odolnosť proti starnutiu, stabilita pri skladovaní produktu; ④ Široká prispôsobivosť k podkladom pri lepení Vo všeobecnosti nie je potrebný základný náter; ⑤ Povrch je možné natrieť.
⑵ Nevýhody silánom modifikovaného polyuretánového tmelu:
① Odolnosť voči UV žiareniu nie je taká dobrá ako odolnosť silikónového tmelu; ② Odolnosť proti roztrhnutiu je o niečo horšia ako u polyuretánového tmelu.
2.4 Výhody a nevýhody polyéterových tmelov zakončených silylom
⑴Výhody polyéterového tmelu zakončeného silylom:
① Má vynikajúce lepiace vlastnosti na väčšinu substrátov a môže dosiahnuť aktivačné spojenie bez primerov; ② Má lepšiu tepelnú odolnosť a odolnosť proti starnutiu UV žiarením ako bežný polyuretán; ③ Môže byť natretý na jeho povrch.
⑵ Nevýhody polyéterového tmelu zakončeného silylom:
① Odolnosť voči poveternostným vplyvom nie je taká dobrá ako u silikónového silikónu a po starnutí sa na povrchu objavujú praskliny; ② Priľnavosť na sklo je slabá.
Prostredníctvom vyššie uvedeného úvodu sme predbežne pochopili mechanizmy vytvrdzovania niekoľkých bežne používaných typov jednozložkových reaktívnych elastických tmelov a porovnaním ich výhod a nevýhod môžeme dosiahnuť celkové pochopenie každého produktu. V praktických aplikáciách je možné tesniaci tmel zvoliť podľa skutočných podmienok aplikácie lepenej časti, aby sa dosiahlo dobré utesnenie alebo lepenie aplikačnej časti.
Čas odoslania: 15. novembra 2023