有機(jī)硅改性劑

聚氨酯(PU)全稱聚氨基甲酸酯，是主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基團(tuán)(NHCOO)的大分子化合物的統(tǒng)稱。聚氨酯具有黏結(jié)性好、耐高溫、耐磨、便于加工、價格低廉等優(yōu)點。但耐熱、抗老化性、防水性較差，使其應(yīng)用受到很大的限制。有機(jī)硅材料則具有較優(yōu)的熱穩(wěn)定性、耐紫外光及低溫柔性，通過使用有機(jī)硅對聚氨酯膠粘劑進(jìn)行改性，可以兼得兩種材料的優(yōu)點，改善聚氨酯膠粘劑存在的問題。

小分子硅烷類有機(jī)硅主要指含有可與NCO 基團(tuán)反應(yīng)的、帶活潑氫的硅烷偶聯(lián)劑，如氨基硅烷(KH550)、巰基硅烷等，改性的對象可以是水性聚氨酯預(yù)聚物、非水性聚氨酯預(yù)聚物以及具有超支化分子結(jié)構(gòu)的聚氨酯預(yù)聚物，此類硅烷的改性對象是羥基聚醚或羥基封端的聚氨酯預(yù)聚物。

異氰酸酯基硅烷

異氰酸酯硅烷與羥基預(yù)聚物反應(yīng)得到的STPU中僅存在氨基甲酸酯鍵而不存在脲基，跟伯氨基硅烷與端NCO 預(yù)聚物反應(yīng)得到的STPU 相比，具有更低的黏度。

因此異氰酸酯硅烷改性羥基預(yù)聚物得到的STPU具有黏度相對較低、生產(chǎn)工藝簡單(一步法)等優(yōu)點，但異氰酸酯硅烷本身價格昂貴，用于制備STPU 成本太高。

　　含活性氫硅烷

　　(1)烷氧基硅封端非水性聚氨酯

伯胺基硅烷與端NCO 預(yù)聚物反應(yīng)得到的STPU中存在脲鍵，相比氨基甲酸酯鍵，脲鍵極性較高，能夠與體系中的氫形成很強(qiáng)的氫鍵，導(dǎo)致此類STPU 黏度過高。

仲胺基硅烷因取代基較大的位阻可以阻礙體系中氫鍵的形成，從而得到黏度相對較低的STPU。

將以上兩種不同黏度的硅烷封端STPU預(yù)聚物進(jìn)行共混，不僅可以得到黏度較低的預(yù)聚物，而且材料固化后的力學(xué)性能也得到提高。

相比伯胺基硅烷，由仲氨基硅烷改性得到的STPU 預(yù)聚物分子氫鍵作用較弱，整體黏度較低，有利于該類膠黏劑的生產(chǎn)和使用，具有較高的研究和應(yīng)用價值。此外，通過兩種STPU 共混或混合硅烷改性PU 可以調(diào)節(jié)預(yù)聚物黏度至需求值，并且可以兼具較好的力學(xué)性能。

　　烷氧基硅封端水性聚氨酯

烷氧基硅封端水性聚氨酯(WPU)是通過硅烷對WPU 中的端NCO基團(tuán)封端，再乳化，得到烷氧基硅封端的WPU，其固化機(jī)理與烷氧基硅封端非水性聚氨酯類似。與普通WPU相比，硅烷封端WPU具有更好的耐水性和熱穩(wěn)定性。

　　烷氧基硅超支化聚合物

超支化聚合物具有低黏度、高分子量的特點。STPU 也可以設(shè)計成超支化的分子結(jié)構(gòu)。烷氧基硅超支化聚氨酯預(yù)聚物可以通過多官能的核心分子，如季戊四醇、三羥甲基丙烷(TMP)、甘油(GLY)等，與二羥甲基丙酸(DMPA)反應(yīng)得到一代至多代超支化羥基聚合物(代數(shù)由羧基與羥基的摩爾比決定)，再加入過量的二異氰酸酯與羥基反應(yīng)，富余的NCO 采用含活性氫硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行封端，得到硅烷化超支化聚合物。

通過有機(jī)硅改性聚氨酯膠粘劑，在提升聚氨酯膠粘劑產(chǎn)品性能的同時，也可以解決一些環(huán)保問題，例如，可避免了材料中游離NCO基團(tuán)的存在，提升了材料的環(huán)境友好性。目前，有機(jī)硅改性聚氨酯膠粘劑，尤其是硅烷封端聚氨酯膠粘劑，在交通運(yùn)輸、建筑密封等領(lǐng)域應(yīng)用越來越多。