返回顶部
返回首页
返回首页
今天是    | 政策法规 | 行业应用 | 资讯 |
高性能粘合剂的特殊解决方案,中网信息
home 您现在的位置: 首页 >胶粘剂 > 详细信息
高性能粘合剂的特殊解决方案
2022年05月12日    新闻来源:中网信息    |  投稿

高性能粘合剂的特殊解决方案 中网信息

Nouryon 公司Christian Probst和Carlos Alva介绍了多硫化物聚合物。它们已经用于密封剂,也可以用于粘合剂行业。

液态多硫化物聚合物是一种独特的预聚体,在全球被用于建筑和建筑工业的密封胶、中空玻璃窗和航空航天工业涂料在线coatingol.com。品牌名为“Thioplast”的高活性聚合物以硫醇(SH)或环氧作为链终止剂,以其优异的耐化学性和耐溶剂性、低温柔韧性、耐候性和出色的气体阻隔性能而闻名,因其易加工,深受密封胶生产商的喜欢。然而,在粘合剂生产商中,这种有将近100年历史的聚合物却非常罕见,现在让我们仔细看看这类聚合物的粘结能力。


Thioplast多硫化物聚合物的特殊物理和化学性质是基于其结构(图1),在多步骤的水基制造过程中,硫被加入到聚合物的主链中,并构成了它的还原硫醇形式的端基。


高性能粘合剂的特殊解决方案 中网信息

图1 液态多硫化物聚合物的化学结构


硫醇基团是非常活泼和化学用途广泛的终止基团,可以用来将聚合物整合到一个广谱的不同体系中(图2)。与合适的材料固化后,形成的三维网络由二硫键组成,具有在中等温度下进行交换反应的非凡能力。这使得以多硫化物聚合物为基础的系统能够在压力下释放应力,并自行修复裂纹或划痕等物理损伤。


高性能粘合剂的特殊解决方案 中网信息

图2  SH链终止多硫化物聚合物的化学多功能性


多硫化物在环氧树脂系统中


虽然硫醇可以与异氰酸酯、二烯或氧化剂反应,但在本文中,我们主要关注环氧化物作为反应材料。环氧基材料以其优越的粘合特性和出色的耐化学性而闻名,但这并不意味着这两个属性都不能改进。如果粘合剂生产商希望提高柔韧性、低温抗裂性和抗冲击性,同时提高耐化学性,Thioplast多硫化物可以作为解决方案。


为了使环氧树脂体系具有足够的柔韧性以形成性能良好的粘合剂,该体系需要在某种程度上进行改变。一种有效的方法是将低分子量的多硫化物与环氧化物混合。如果选择硫醇作为链终止剂(Thioplast G产品系列)),则在共混过程中环氧化物和多硫化物进行共聚合。如用胺固化后,其结果是具有非凡性能的多硫化物增强环氧材料。


图3展示了如何将一个SH链终止的多硫化物接入到一个环氧体系。在 “弹性体多硫化物对环氧树脂涂层的改性和增强”论文中,McClanahan博士已经混合了少量的低分子量多硫化物“Thioplast G4”(粘度@ 25°C = 1Pa*s)和标准环氧树脂,以评估对附着力、防腐性能、吸水、抗冲击等重要性能参数的影响(McClanahan, 2017)。图3显示了单组分的环氧与多硫化物混合,并以胺(“Ancamide 702B75”)作为固化剂的混合物。由于SH基团的高反应活性,“A部分”中的两个组份发生反应,生成了多硫化物改性环氧树脂,可以用普通的胺固化。


高性能粘合剂的特殊解决方案 中网信息

图3 环氧树脂中SH链终止多硫化物的配方实例


通过将5-20%的多硫化物混合到环氧树脂中,环氧树脂体系的关键参数如柔韧性或吸水率得到了改善。对铝材的附着力也是如此。图4显示了环氧体系中多硫化物含量对拉拔粘结强度的影响。看得出来,随着多硫化物含量的增加,粘合力逐渐增加。当多硫化物含量为20%时,粘结强度相比纯环氧化物提高了40%。这种显著的增加一方面可以归因于材料的柔韧性的增加,另一方面极性的改变,使得材料有更好的润湿性。

高性能粘合剂的特殊解决方案 中网信息

图4 粘结强度与多硫化物含量关系


环氧链终止的多硫化物


任何以前接触过多硫化物的人都知道它们有典型的硫醇气味。对于那些想要避免这种气味的人,诺里昂的解决方案是使用环氧链终止的Thioplast EPS产品系列。环氧链终止的多硫化物不仅使多硫化物没有气味,而且有更简单的配方路线。当需要快速固化时可以采用活性很高的芳香族的EPS 70。这一等级产品可以在室温下数小时内固化。如果是户外应用,配方师往往更喜欢脂肪族的EPS 25。就在最近,诺里昂已经将全新的Thioplast EPS 35商业化。这一等级产品结合了EPS 70的反应性与脂肪族特性和EPS 25的效率。


为了证明Thioplast EPS 35的效果,一种方法是检查典型的环氧体系的柔韧性,这取决于多硫化物聚合物的含量(图5)。用普通的胺固化后,环氧体系像玻璃一样易碎。典型的断裂前最大伸长率不超过3%界限。然而,在Thioplast EPS中,这一界限发生了巨大的变化。


在含有20%的 Thioplast EPS 35的环氧树脂组份中,最大延伸率从2.5%提高到50%,提升了20倍。同时,肖氏硬度降低,这有利于提高抗冲击性。这两种性能结合改善后的润湿性,使得材料在各种金属基板上的剪切强度显著提高(图6)。

高性能粘合剂的特殊解决方案 中网信息

图5 肖氏硬度和最大断裂伸长率与Thioplast EPS 35含量的关系。样品在室温下固化21天

高性能粘合剂的特殊解决方案 中网信息

图6 纯环氧膜和含Thioplast EPS 35膜的剪切强度。混合后的环氧膜是在不同的金属基板上浇铸和固化的


在上面提及的例子中,24%的 Thioplast EPS 35被掺入到环氧组份中。配方并不是为了最大的粘合力而定制的,仍然可以看到在环氧体系的剪切强度上存在巨大差异。多硫化物不仅在铝材上,而且在钢板上都能显著提高性能。特别是在不利条件下(未经表面处理的钢),多硫化物使粘合剂配方制作更容易。


极性、柔韧性,有时还有粘合性也可以通过使用特殊的聚醚基胺固化剂或其他环氧助剂来改善。然而,这些添加剂几乎总是对环氧树脂的其他性能产生负面影响,比如耐化学性。使用Thioplast EPS,这种环氧的固有强度也得到改善(图7)。

高性能粘合剂的特殊解决方案 中网信息

图7 纯环氧和EPS掺合环氧测试样品在不同化学物质中浸泡28天的耐化学性测试


多硫化物的聚合物主链是用来承受恶劣条件的。它被认为是世界上对抗燃料和溶剂最稳定的聚合物之一。唯一的限制是强酸,因为整齐的基团——它使聚合物具有高柔韧性——会受到强酸的化学攻击。其他化学品很容易处理,化学上稳定的环氧体系在化学稳定性方面得到了更好的提升。


尽管聚合物主链中的整齐基团限制了多硫化物聚合物的抗强酸的能力,但它是聚合物在低温下也能发挥作用的关键因素。图8显示了用胺固化的纯环氧树脂和环氧-EPS共混物样品在不同温度下的冲击试验结果。


高性能粘合剂的特殊解决方案 中网信息

图8 抗冲击性能相对于环氧组分中Thioplast EPS 35含量的变化趋势


用于抗冲击测试的环氧树脂组份是一个典型的Novolac树脂,在低温下,它非常硬且脆。肖氏D硬度范围从84(纯环氧)至35(环氧成分中70% EPS 35)。在室温下,在环氧树脂组份中加入30%的EPS 35足以使材料具有足够的柔韧性,使其抗冲击性能提高一倍。在-10℃时,达到同样的效果,EPS35添加量约在42%左右。即使在低至-20℃的温度下,原始环氧体系的抗冲击性也可以通过这样的掺合轻易地提高5倍。


众多挑战——一个解决方案


无论多硫化物聚合物是用SH链终止还是用环氧基团链终止,这些特殊的化合物都为各种挑战提供了高性能的解决方案。有了Thioplast多硫化物,Nouryon使粘合剂生产商能够创造出在最恶劣的环境下也能抵抗化学攻击、低温、机械力的优质产品。


如果您正在为各种挑战寻求单一的解决方案,您应该考虑Thioplast多硫化物聚合物。

标签:原材料辅料与设备技术中心树脂涂装胶粘剂涂料助剂
免责声明: 本文仅代表作者本人观点,与中国建材网无关。本网对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考,并请自行承担全部责任。本网转载自其它媒体的信息,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理。客服邮箱:service@cnso360.com | 客服QQ:23341571
全站地图

深圳网络警察报警平台 深圳网络警
察报警平台

公共信息安全网络监察 公共信息安
全网络监察

经营性网站备案信息 经营性网站
备案信息

中国互联网举报中心 中国互联网
举报中心

中国文明网传播文明 中国文明网
传播文明

深圳市市场监督管理局企业主体身份公示 工商网监
电子标识