聚氨酯密封胶的特点和应用

11.2.3.1 聚氨酯密封胶的分类

聚氨酯密封胶一般分为单组分和双组分两种基本类型，单组分为湿气固化型，双组分为反应固化型。单组分聚氨酯密封胶施工方便，但固化较慢；双组分聚氨酯密封胶有固化快、性能好的特点，但使用时需配制，工艺复杂一些。两者各有其发展前途。

11.2.3.2 聚氨酯密封胶的性能

1.聚氨酯密封胶的优点

1）性能可调节范围广，可以适应不同的密封场合。

2）低温弹性好，具有优良的复原性能，适于动态接缝。

3）优良的耐磨性、耐疲劳性、耐油、耐水、耐生物降解。

4）与基材粘接性优良。

5）使用寿命可长达15～20年。

6）耐氧和臭氧。

7）价格适中。

2.聚氨酯密封胶的缺点

1）不能长期在高温环境下使用，高湿热环境下固化可能产生气泡和裂纹。

2）浅色产品表层易受紫外线作用而泛黄。

3）单组分聚氨酯密封胶的贮存稳定性受包装及外界影响较大，通常固化较慢。

4）耐水性方面还存在一定缺陷。

5）许多场合需底涂剂。

11.2.3.3 影响聚氨酯密封胶性能的因素

聚氨酯密封胶的原料及其使用目的见表11-3。以下介绍主要原料的选择对聚氨酯密封胶的影响。

表11-3 聚氨酯密封胶的原料及使用目的

1.异氰酸酯

常用的异氰酸酯化合物是芳香族二异氰酸酯TDI及MDI。

TDI常温下为液态，贮存稳定，称量及加料操作都很方便，价格较MDI低，其工业品是质量比为80/20（80%的2，4TDI与20%的2，6TDI）的异构体混合物。由于苯环上—CH₃的位阻作用，2，4TDI的2个—NCO基团反应活性有较大差异，故用TDI制造的聚氨酯预聚体比较稳定。TDI蒸气压较大（25℃时为3.1Pa），气味刺激性大，有较大的毒性。

MDI为双环对称结构，两个—NCO基团活性相同，反应活性较大，制预聚体及固化时交联速度较快且均匀，湿固化密封胶的CO₂释放速度平稳，胶层气泡少且力学强度高。但MDI常温下为结晶状固体，使用不及TDI那样方便，长时间贮存易产生少量二聚体或三聚体。

为了获得比较好的综合性能，有时在同一密封胶配方中将TDI和MDI搭配使用。

其他异氰酸酯化合物具有不泛黄的脂（环）族二异氰酸酯，如IPDI、H₁₂MDI，由于价格高且不易得到，仅在要求具有耐变色性的浅色密封胶场合才使用。多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI）在少数聚氨酯密封胶配方中也使用，一般作为单独的异氰酸酯组分。

2.活性氢化合物

（1）聚醚多元醇 聚氨酯密封胶最常用的低聚物多元醇是聚醚多元醇，并且是聚氧化丙烯二元醇或三元醇（简称PPG及PPT），主要原因如下所述：

1）聚氧化丙烯多元醇价格低，密封胶用量很大，有利于广泛应用。

2）密封胶一般以不使用溶剂为原则，聚醚型聚氨酯预聚物粘度低，有利于配入填料，且使密封胶挤出作业性良好。

3）密封胶用于室外场合比室内多，需经受风雨，要求耐水解、耐老化。聚醚型聚氨酯密封胶比聚酯型聚氨酯密封胶耐水性好。

聚醚多元醇的相对分子质量及羟基官能度对密封胶的影响较大。一般来说，若聚醚相对分子质量高，则聚氨酯密封胶的拉伸强度等力学性能下降，硬度降低，伸长率增加；平均官能度增加，则硬度及强度增加。聚氨酯密封胶所采用聚醚多元醇的相对分子质量一般在400～6000之间，其中制备聚氨酯预聚体所采用聚醚的相对分子质量一般为1000～4000（PPG）和3000～6000（PPT）范围。一般情况是二官能度及三官能度聚醚、高相对分子质量及低相对分子质量聚醚搭配使用，以调节密封胶固化物的橡胶物性。

为改善亲水性、反应速度或其他性能，聚氨酯密封胶配方中有时采用其他聚醚多元醇，如氧化乙烯—氧化丙烯共聚醚[P（EO-PO）多元醇]，特别是高相对分子质量聚醚多元醇常采用端乙氧基（氧化乙烯链节）伯羟基为主的高活性聚醚。

（2）其他活性氢化合物 在聚氨酯密封胶配置中，可用到的其他类型的低聚物多元醇有聚酯多元醇、聚己内酯二醇、聚丁二烯二醇、蓖麻油及其酯交换产物等，还有小分子脂肪族二醇，如1，4-丁二醇、1，6-己二醇，及芳香族二胺，如甲苯二胺、4，4′-亚甲基二苯胺、3，3′-二氯4，4′-二氨基-二苯基甲烷（MOCA）等。胺类化合物还可以用来控制聚氨酯密封胶的下垂性。密封胶配方中加入少量胺时，胺与异氰酸酯基团反应时生成的脲使胶具有触变性。水是含有活性氢化合物，偶尔用作双组分密封胶固化组分。

11.2.3.4 聚分氨酯密封胶的主要品种及应用

1.双组分聚氨酯密封胶

双组分聚氨酯密封胶的甲组分是由聚醚多元醇与多异氰酸酯进行聚合生成的端基含—NCO基团的预聚体；聚醚多元醇与各种助剂、填料按一定比例混合构成乙组分。在施工过程中，两个组分按一定的配比混合即可浇注或填缝，同时通过调节催化剂的用量来控制固化时间，有时可在普通双组分聚氨酯密封胶的基础上增加一个以触变剂为主的第3组分。3个组分以一定比例混合，可以制成抗垂挂的聚氨酯密封胶。

（1）蓖麻油基聚氨酯密封胶 蓖麻油基聚氨酯密封胶因原料蓖麻油具有高羟值及高官能度，可赋予制品以高拉伸强度、撕裂强度、耐磨性，加工性能好，生物相容性优异，是水纯化设备、血液过滤器、人工器官等的首选密封材料。

以蓖麻油改性聚醚型的聚氨酯预聚体为基料，选用醋酸丁酯为溶剂，邻苯二甲酸二丁酯为增塑剂，铝粉为填料，己二胺为固化剂，制备了双组分聚氨酯密封胶。此密封胶除用于生物医学材料外，同时也可用于汽车、机车、机械装置等的粘接与密封。

端羟基聚环氧氯丙烷—蓖麻油聚氨酯密封胶是一种综合性能良好的密封材料，具有良好的力学性能、粘接性能和耐介质性能，适合在深海工程上作密封胶使用。鉴于聚环氧氯丙烷—蓖麻油聚氨酯可浇注成型，工艺简单便利，可替代某些传统的橡胶硫化工艺，因而具有广阔的应用前景。

（2）丁（腈）羟聚氨酯密封胶 丁（腈）羟聚氨酯密封胶具有优良的低温性能，由于丁（腈）羟主链是非极性的，它的固化物比普通聚醚型聚氨酯密封胶、聚酯型聚氨酯密封胶的电性能优越，可用于电器元件的密封。

（3）JYM聚氨酯弹性密封胶JYM聚氨酯弹性密封胶是双组分化学反应固化型嵌缝防水材料。其中，A组分是由聚醚多元醇和异氰酸酯缩聚而成的无色至浅黄色的异氰酸酯基团封端的聚氨酯预聚体；B组分是白色、黑色或彩色混合物，主要含有固化剂、抗老化剂、催化剂、填料等。使用时，将A、B两组分按比例混合均匀，用灌缝枪或腻子刀将密封胶灌入缝中，6～24h后，形成富有弹性和粘接力的密封胶。

1）JYM聚氨酯弹性密封胶的特点如下：

①冷施工，常温固化，固化前后不会收缩，体积稳定性好；具有优良的橡胶弹性，模量可调，延伸率大。

②具有良好的耐老化、耐水和耐化学药品性能，可长久使用。

③对金属、塑料、混凝土等建筑材料粘接力强，具有优异的不透水性。

④弹性恢复率好，适应接缝胀缩变形，耐磨耗性能优良。

⑤具有良好的高低温性能，在-40～80℃范围内可正常使用，夏季不发软，冬季不脆裂，低温下也不会失去弹性。

⑥粘稠度可调，灌入性好，方便施工。

⑦耐嵌入性好，有效防止砂石杂物嵌入缝内。

⑧维修容易。只需对施工质量不满意之处或损坏部分局部修补，仍可达到原有的密封效果，省时、省力、费用低。

但由于JYM聚氨酯弹性密封胶是双组分的，如果A、B两组分混合比例失当或搅拌不匀，就会固化不好，以致影响产品的物理性能与使用寿命。施工时若温度和湿度较高（尤其是夏季），有可能产生气泡。

2）JYM聚氨酯弹性密封胶的应用。JYM聚氨酯弹性密封胶具有良好的耐热、抗寒、耐蚀和耐老化性能，可广泛应用于机场跑道、停机坪、高速公路、立交桥面及厂矿单位的一般水泥混凝土路面的嵌缝。

3）JYM聚氨酯弹性密封胶使用的注意事项：

①本产品贮存在阴凉、干燥、通风的仓库内，防止日晒、雨淋，严禁与水和明火接触。

②施工缝要保持干燥、洁净。

③若发现B组分有沉淀现象，应搅拌均匀后再用，对产品的性能没有任何影响。

④称量一定要准确，计量一定要严格，配比一定要正确，搅拌一定要均匀。

⑤避免在高温环境中及潮湿基层上施工。

2.单组分聚氨酯密封胶

（1）单组分湿固化聚氨酯密封胶 单组分湿固化聚氨酯密封胶是一种室温固化的反应型密封胶，按NCO/OH>1的配比加入多异氰酸酯和多元醇，反应制得—NCO端基的预聚物，然后按比例加入填料、催化剂及其他助剂混合而成。预聚物通过吸收空气中的湿气（H₂O）反应生成脲键而固化。

单组分湿固化聚氨酯密封胶具有许多优点：

1）这种密封胶结合了聚氨酯本身组成变化多、结构和性能调节范围大的优点，并且对多种基材都有良好的粘接性。

2）耐热、耐寒、耐水蒸气、耐化学品和耐溶剂性能优良。单组分湿气固化聚氨酯密封胶固化时能形成交联结构，使上述性能大幅度提高。聚氨酯密封胶的一个极重要的特性是耐低温性能好，它比其他任何密封胶的耐寒性都优异。

3）弹性好，具有优良的复原性，适用于动态接缝。

4）力学强度大。且具有优良的耐磨性、耐油性及耐生物老化性能。

5）大多数单组分湿固化聚氨酯密封胶是无溶剂型的，没有溶剂存在造成的污染环境和安全问题。

6）这种材料属于无溶剂型，固体含量很高，因而在施工时不会出现收缩。同时，良好的弹性密封使其断裂伸长率可以达到400%以上，弹性恢复率和耐接缝位移能相对比较出色。

7）这种材料的极性很高，与绝大多数的基材，如大理石、水泥制品、玻璃、铝材、木材、织物等有很好的相容性，粘接强度高。普通密封胶的剪切强度不到1MPa，虽然有些产品的强度可以达到很高，但又失去了弹性，如环氧胶类；而聚氨酯密封胶的剪切强度可以达到2MPa，且弹性极佳。

8）该材料在固化过程中因吸收空气中的水分而产生交联，只释放微量的气体，既无溶剂挥发也无渗出物，不会对基材和环境造成污染，因此属于环保型产品。(www.xing528.com)

9）聚氨酯密封材料为单组分产品，这对于施工人员来说，既省时又避免了原料的浪费。

由于氨酯键在高温下易分解，因此它不适合在很高温度的环境中使用。此外，它还有浅色配方易受紫外光老化、胶的贮存稳定性受包装及外界条件影响较大且固化较慢、高温环境下固化时易产生气泡和裂纹、许多场合需底涂剂等缺点。

传统的单组分密封胶受湿气影响较大，固化速度慢，由于固化时释放出CO₂气体，胶层起泡且耐热性差，在无孔材料表面（如玻璃、金属等）应用时不尽如人意。近年来，将聚氨酯通过硅烷改性制成密封胶成为密封胶研究的一个重要发展方向。通过在聚氨酯中引入硅烷，使密封胶粘接性、耐热性、耐湿性和力学性能提高，且提高了树脂和填料间的浸润性、耐溶剂性和耐候性。不同硅烷封端剂、硅烷粘接促进剂、硅烷干燥剂对最终产品的力学性能影响很大。用烷氧基硅烷对—NCO端基团进行化学改性，得到端烷氧基硅烷基团的预聚物，所得密封胶不但能解决不耐水浸泡和起泡的问题，而且拉伸、粘接性能也得到了提高。

湿固化聚氨酯密封胶是现代建筑工程不可缺少的配套材料，主要应用于地基、墙根、屋顶、地板、地下涵洞顶等处的防水密封，以及高速公路、机场跑道等土木工程的嵌缝，可以起到水密、气密、隔热、隔声、防尘、减振等作用。面对日益严格的环保法规和客户对产品越来越严格的质量要求，建筑业中属高档密封胶的聚氨酯密封胶的需求量将不断增加。

（2）单组分快固化聚氨酯密封胶 反应型单组分胶粘剂体系原则上可用封闭的聚异氰酸酯制取，但这类体系（如带有羟基官能团的反应物）不能满足工业上的需求。结构型胶粘剂必须有足够长的使用期，在加热条件下数分钟内能迅速固化。单组分快固化聚氨酯密封胶由于在使用性能上占有领先地位，已渐有替代脲醛树脂、酚醛树脂的应用趋势，是聚氨酯的重要发展方向。

单组分快固化聚氨酯密封胶不易氧化和水解，具有优良的结构稳定性、粘接性、耐磨性及卓越的耐低温性。由于分子链中具有高极性基团，与被粘物间形成氢键，加之异氰酸酯的独特活性，使其具有大的潜在市场。它对基材具有优良的粘接性，可用于建筑、汽车的粘接和密封，可以大力进行开发。

（3）应用实例

1）单组分聚氨酯密封胶在建筑防排水方面的应用。单组分聚氨酯密封胶在建筑防排水方面的具体应用在以下几个方面：

①建筑结构中的接头及缝隙密封，如楼房主结构中混凝土板之间及垂直接头的密封与缝隙填充，门窗四周与墙体之间的缝隙密封，大理石、铝塑板幕墙的接缝密封等。

②屋顶、顶棚结构、地下室等的防水、防渗、涂覆。

③道路工程中的接头、伸缩缝间隙的嵌缝密封，如地下隧道中嵌板对接头的密封，高速公路、机场跑道、桥梁、高架路等伸缩性间隙的嵌缝和密封。

④水环境工程的防漏密封，如游泳池、卫浴间、供排水系统中各种材质管道插口、污水处理管道顶管接缝的防漏密封等。

在建筑工程防排水方面使用单组分聚氨酯密封胶，应注意以下几个问题：

①由于单组分密封胶存在贮存和开包装使用固化之间的矛盾，所以单组分密封胶一般反应速度较慢，不会很快达到高的粘接强度，所以选用时应考虑留有足够的固化时间。

②单组分密封胶是以空气中的水分为固化剂，但基材表面或嵌缝缝隙中有水，会影响胶与基材的粘接强度；或由于水与胶激烈反应，使固化后胶体中形成孔洞，影响胶的自身强度，从而影响密封效果。

③在建筑施工时，往往施工面较宽、缝较长，为保持其良好的弹性，发挥性能，一般要在缝隙的下面垫衬或在底面、支撑材料结合面涂布一层隔离剂，以使胶层与支撑材料不发生粘接。背衬材料与密封胶不能是同类或相容的材料，如聚氨酯泡沫海绵。

④由于建筑防水密封很多需要在高空或地下作业，要注意选择密封胶的包装形式。目前，单组分聚氨酯密封胶一般有铝管硬包装、铝塑复合膜软包装及大桶包装，鉴于安全和减少废弃物方面的考虑，应尽可能选用软包装，在地面可选用大桶包装。

⑤迎水面和背水面嵌缝槽的宽度与深度比有所不同，迎水面的比例为（15～2）∶1，而背水面应为1∶（15～2）。选用的密封胶也应有所不同，迎水面采用低模量密封胶嵌缝，背水面采用中模量、高模量密封胶。

密封胶是现场成型材料，只有施工得当，才能发挥密封胶的优良性能。现将土木建筑用聚氨酯密封胶的使用方法作一介绍：

①在施工之前，对欲填充的间隙的形状、尺寸进行考察，做好施工前的准备工作。填充密封胶对间隙的尺寸有一定的限制，并且要求间隙的“形状系数”（间隙深度与宽度之比）在适当的范围内。

②对施工面进行清理。为了防止粘接不良，必须清除施工面的灰尘、油脂等污染物。可用压缩空气、刷子、沾有机溶剂（如甲苯、甲乙酮）的抹布进行清理。潮湿的表面必须充分干燥。

③装支撑材料。装支撑材料的目的是调节间隙的深度，并且使密封胶仅粘接两个侧面，否则密封胶同时把侧面和底面都粘接了。若间隙发生变形运动，密封胶和底表面就不能同时自由跟动，因而易产生应力集中，反复的运动导致密封胶与两侧的粘接面剥离或密封胶破坏。支撑材料一般是普通的聚乙烯泡沫。

④贴纸胶带。为了在涂刷底涂剂以及挤压密封胶施工时，不致污染接缝周围的表面，一般使用纸质胶带贴住间隙周围的基材表面进行保护。

⑤涂底涂剂。用底涂剂处理粘接面，可使密封胶和基材间形成良好的粘接。一般用刷子刷或喷涂的方法，待底涂剂干燥30min以上再施胶。

⑥填充密封胶。若是简装单组分聚氨酯密封胶，可按间隙的大小将密封胶筒的管嘴切开，作为喷胶口，靠近间隙底部挤压密封胶。注意喷口移动速度与吐胶量的平衡，使间隙的角落部位都被填充；并注意不要带入气泡。若是从大包装容器中取胶，则把密封胶装入胶枪中，从胶枪口处挤出施胶。双组分聚氨酯密封胶在使用前，需用配胶机混匀后，用胶枪施工。

⑦填充结束后，用压勺、刮刀等工具将密封胶压实，不留空隙，并使之表面平整，与被密封的基材连成整体。这对发挥密封性能十分重要。在完全固化之前，需进行保养，防止灰尘及损伤等。施工结束后，撕去纸胶带。

2）单组分聚氨酯玻璃粘合密封胶在汽车生产中的应用。用于汽车工业的密封胶一般应具有较高且长期耐久的粘接力，因而有时也称为胶粘剂或结构胶粘剂。聚氨酯密封胶具有较好的物理性能和耐久性能，对基材适应性强，可具有适合汽车快速装配生产线的作业性和固化速度。在汽车工业发达的国家，它已被广泛用于风窗玻璃的装配和密封，防撞杆、前照灯、后门等的密封兼粘接，使这些部件接头具有防锈、防水、防尘、抗振和增强作用。有些部位如发动机盖、行李箱等处，所用的双组分聚氨酯密封胶的粘接功能远甚于密封，属于结构性胶粘剂。在汽车制造中，占主导地位的聚氨酯密封胶是风窗玻璃装配用单组分湿固化聚氨酯密封胶。

单组分聚氨酯密封胶能将车窗玻璃与车身牢固地结合成为一个整体，提高车体的刚性及抗扭曲能力，密封性明显改善，安全性、可靠性大幅度增加。同时，这种装配工艺可以减轻车身自重，有利于车体动力学设计。现在，国内外中高档汽车几乎全部用单组分聚氨酯密封胶来粘接车窗玻璃（包括风窗玻璃、侧窗玻璃和后窗玻璃等）。

单组分聚氨酯密封胶用于车窗玻璃装配的使用方法是：首先在车身窗框部位（涂装金属件）及玻璃四周待粘接处分别涂上不同的底涂剂（一般为有遮光性的炭黑着色的黑色底涂剂），在玻璃侧装上橡胶屏障，挤上密封胶，于窗框凸出处粘接，再在玻璃边与车体的缝隙中嵌入饰钉或塑料模塑物。

国外生产风窗玻璃用聚氨酯密封胶的厂家较多，主要生产厂及牌号有：美国Fssex公司的533和435系列，3M公司的Windwield 8609；日本Sunstar公司的Betasel 550、551，积水化学公司的11FC221，横滨橡胶公司的WS100；德国BostikAutoseal，Teroson公司的Trestat 8585L、8590；瑞士Sika公司的Siksflex251、255、255FC等。表114所示为几种单组分聚氨酯车用密封胶的性能。

表11-4 几种单组分聚氨酯车用密封胶的性能

3.水工用聚氨酯材料

水工建筑物和其他土木工程一样，为了控制建筑物中发生的有害应力，避免出现意外裂纹，常预设变形缝。水工建筑物与一般土木工程相比，又有独特的地方：施工、运行环境恶劣，施工、维修任务紧，常在潮湿、有水的环境下作业。因此，对封缝止水材料提出了更高的要求。需采用特殊的聚氨酯密封胶，如酮亚胺快速固化的聚氨酯密封胶、遇水膨胀型聚氨酯密封胶及聚氨酯环氧密封胶。

遇水膨胀型聚氨酯密封胶是聚氨酯密封胶的特殊品种，主要用于地下工程变形缝的止水处理。它分为油溶性（OPU）和水溶性（WPU）树脂两大类，前者树脂的固结物结构本身不膨胀，需加入膨胀性填料；后者以膨胀性树脂为基料。与普通的聚氨酯密封胶相似，该种密封胶分为双组分和单组分两种，双组分又分为醇固化型和胺固化型。

双液遇水膨胀型聚氨酯密封胶：A组分为水溶性聚氨酯预聚体（水溶性聚醚多元醇、多异氰酸酯），B组分为固化剂MOCA、稀释剂二元醇、填料滑石粉、轻质碳酸钙等，增塑剂邻苯二甲酸二丁酯。

该密封胶除具有聚氨酯密封胶的一般优点之外，还具有遇水膨胀、以水止水的特点；既可用现场浇注的方法（水平缝），又可采用灌浆技术施工；不仅可用于新建工程的止水，而且可用于漏水工程的维修；不仅可用于单独止水，而且又可与定型止水材料复合使用。

4.电子用聚氨酯密封胶

随着我国电子工业的快速发展，微电子产品已广泛应用于各种电器的自动控制，因此电控部分的工作稳定性显得非常重要。为了使机电产品在各种复杂的环境中能够安全可靠地运行，必须用高分子密封胶对电子器件（脉冲点火器、电子变压器）电路板、微型控制电动机的绕组、气密性机电零部件进行密封处理。目前常用的封装材料有环氧树脂、有机硅、聚氨酯。环氧树脂易产生内应力，硬度大，难以更换元器件；有机硅树脂价格高，常温固化时间长，强度差；聚氨酯密封胶具有软硬度可调节，以及耐低温、柔韧性好、粘接强度高、耐油、耐冲击、耐臭氧、耐辐射、隔热、绝缘等优点，在家用电器电子元器件中的应用非常广泛，而且用量越来越大。

（1）双组分透明聚氨酯密封胶

1）双组分透明聚氨酯密封胶的组成及配比见表115。

表11-5 双组分透明聚氨酯密封胶的组成及配比

2）制备和合成。将A、B组分按比例混合后，在真空度1×10⁴Pa下脱泡5～6min，然后浇注到待封的元器件上，室温或加温固化一定时间后脱模即为成品。

3）性能和应用。该密封胶不仅适用于连续化生产线流水作业，也适用于手工作业，具有固化快、透明度高、操作简单、柔韧性好、硬度可调等优点。它可广泛地适用于洗衣机、热水器、洗碗机等电器的电脑板、电缆接头的密封。

（2）防霉型电子元器件用聚氨酯密封胶 该密封胶的组成及配比见表116。

表11-6 防霉型电子元器件用聚氨酯密封胶的组成及配比

该密封胶的反应温度为70℃，选择8羟基喹啉铜、2巯基苯并噻唑作为防霉剂。8羟基喹啉铜的铜离子可与氰基中的氮原子配位，2巯基苯并噻唑中的巯基可与氰基结合，这样防霉剂可与聚氨酯结合牢固，从而提高防霉效能并能长久保持，并且二者毒性较低，价格低廉。随着防霉剂含量的增加，聚氨酯防霉性能提高。一方面，在材料中添加15g防霉剂，就能达到无霉菌生长，且对周围霉菌的生长还有抑制作用；另一方面，过多的防霉剂会影响聚氨酯密封胶的强度、柔韧性和拉伸率，适宜的防霉剂质量分数为15%左右。

5.不干性聚氨酯密封胶

不干性聚氨酯密封胶又称液体垫圈或垫片，取代传统纸垫、硫化橡胶垫、软木垫、铅油等制品，解决跑、冒、滴、漏问题，取得了较好的效果。聚氨酯具有优良的耐油性、耐低温性能。以聚氨酯为基体的不干性聚氨酯密封胶具有耐压、耐低温、耐油、防振等特点，可以代替固体垫片用于机动车辆静接合部位密封，代替铅油麻纤维用于气、水管道螺纹密封，有效地防止油、气、水的泄漏。不干性聚氨酯密封胶的制备工艺见图111。

图11-1 不干性聚氨酯密封胶的制备工艺

选用低相对分子质量的聚醚树脂，可提高密封胶耐介质性。一般来说，密封胶粘度越高，其密封性越好。其反应温度一般控制在80℃左右。反应时间越长，合成聚氨酯相对分子质量越大，粘度越高，密封胶性能越好。

密封胶应具有良好的挤出性，便于施工；保证在顶面、垂直面施工而不流淌，要求胶料具有触变性。选用有机硅偶联剂处理的气相二氧化硅、乙炔、炭黑、有机膨润土等作为触变剂，发现它们有较好的抗下垂性。

不干性聚氨酯密封胶应用到暖气管道螺纹上，三年多来没有发现水蒸气泄漏现象，管道螺纹密封处无锈点、锈蚀现象；济南锻压铸造研究所应用不干性聚氨酯密封胶到低温冷冻机上，解决生产密封胶在垂直接缝处下垂流淌、不能使用的问题；在济南金华汽车配件厂解决加工设备漏油问题，反映效果良好。无溶剂、不干性聚氨酯密封胶贮存期长，有良好的粘弹性、触变性，可拆性良好，对金属底材无腐蚀，在低温下仍有良好的涂敷性能。不干性聚氨酯密封胶的推广应用，可提高机床、机动车辆等产品的质量，节油降耗，消除油、气泄漏带来的环境污染，减少一些设备不必要的精加工，节约人力、物力，具有一定的社会效益。

6.硅烷化聚氨酯密封胶

（1）机理 硅烷化聚氨酯（SPU）密封胶是一种以硅烷化聚氨酯为基础聚合物制得的新型密封胶。在聚氨酯密封胶中用作改性剂的有机硅化合物多是硅烷偶联剂。它实质上是一种具有有机官能团的硅烷，通式为YSiX₃。X和Y是两类反应特性不同的活性基团，X为可水解的基团，如氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧乙氧基、乙酰氧基等，这些基团水解时即生成硅醇Si（OH）3，可以和无机物的基团相结合；Y是有机官能团，如乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基等，可以和有机基团相结合。这样，在其分子中同时具有能和无机质材料（如玻璃、硅砂、金属等）化学结合的反应基团及与有机质材料（如合成树脂等）化学结合的基团，有助于改善胶粘剂或密封剂与基材的粘接性。

硅烷偶联剂在聚氨酯胶粘剂或密封剂中的应用方法之一是：在—NCO端基的聚氨酯预聚体中加入含活性端基—OH或—NH₂的硅烷偶联剂，或在—OH端基的聚氨酯预聚体加入含—NCO基的有机硅烷偶联剂，这样将—NCO端基或—OH端基的聚氨酯预聚体改性为端硅烷基的预聚体。端硅氧基在催化剂存在的条件下，与水或其他交联剂反应，进而与另一个硅醇或硅烷基反应交联。

（2）性能 如此交联成网状结构，使得胶粘剂与基材之间产生牢固的化学粘接力。硅烷化聚氨酯可成功地配制成低、中、高模量的密封剂，具有良好的力学性能和粘接性能。硅烷化聚氨酯具有以下性能：

1）贮存稳定性。硅改性聚氨酯的端基为Si—C键，由于其具有疏水性，降低了预聚体对湿气的敏感性，在干燥氮气保护下，密封剂的贮存相当稳定。其硅烷官能团甲基、二甲基与多数添加剂的相容性良好，在适宜固化剂存在下，能发挥贮存稳定和高度活性的较佳平衡。

2）耐候性。硅烷改性密封剂中预聚体的特征是分子链中不饱和键含量极低，具有卓越的耐候性、耐紫外线等。户外使用数年，未见表面裂口、裂纹或变色现象。

3）高度抗溶剂性。由于硅氧烷交联和聚氨酯化学结构在抗化学品性能上的协同效应，故具有良好的耐水解性和耐化学品性能，可耐抗冻液、柴油和汽车润滑油，使该类密封剂成为众多工业、运输和汽车制造业等的理想密封材料。因其耐热性和耐久性优于常用密封剂商品，硅烷化聚氨酯密封剂特适用于汽车发动机的间隔密封。

4）环境友好。硅烷化密封剂系无溶剂、无游离异氰酸酯和无臭味的物质，对环境无污染。

5）粘接对象广泛。硅烷化密封剂对常用建筑材料具有优良的粘接密封性，如石材、玻璃、混凝土和金属等。近年来，其胶接对象已扩大到多种塑料，如PVC、尼龙、聚碳酸酯、丙烯酸酯树脂、玻璃纤维、ABS和聚苯乙烯等，甚至可粘接油漆面和有机硅污染的表面，这意味着它也可用作修补密封剂。

（3）配方

1）旭硝子（日本）公司配方（质量份）：预聚体（SPU）100份，填料（碳酸钙，007μm）90份，增塑剂（DIDP）40份，触变剂（SiO₂）5份，增白剂（TiO₂）5份，脱水剂（SilquestA171硅烷）1份，增粘剂（SilquestA1120硅烷）2份，固化剂（DBDTL）5份。配方中所列硅烷SilquestA-171系Witco公司生产的乙烯基三甲氧基硅烷，SilquestA-1120系该公司的N-（α氨乙基-α-氨丙基三甲氧基硅烷。

2）Degussa公司研制的密封剂配方（质量份）：预聚体（LS2237）36.0份，填料（碳酸钙312）46.8份，增塑剂（Jayflex DIUP）14.5份，交联催化剂（Matatin740）0.02份，干燥剂（DynasylanVTMO）41.5份，粘接促进剂（DynasylanDAMO-T）1.0份。配方中，LS2237是由IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯）和EO/PO聚醚化合而成；DynasylanVTMO为乙烯基三甲氧基硅烷；DynasylanDAMO-T为N-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷。

硅烷化聚氨酯密封剂具有传统密封剂无法比拟的优异性能，可广泛用于建筑防水、防火、绝缘、抗污染密封等。日、美等国在这方面的工艺研究和应用研究十分活跃，市场前景广阔。