V současné době je na trhu mnoho běžných typů jednosložkových reaktivních elastických tmelů, především silikonových a polyuretanových tmelů. Různé typy elastických tmelů se liší ve svých aktivních funkčních skupinách a vytvrzených strukturách hlavního řetězce. V důsledku toho existují větší či menší omezení v jeho použitelných částech a oblastech. Zde představíme mechanismy vytvrzování několika běžných jednosložkových reaktivních elastických tmelů a porovnáme výhody a nevýhody různých typů elastických tmelů, abychom prohloubili naše porozumění a učinili vhodná rozhodnutí v praktických aplikacích.
1. Mechanismus vytvrzování běžného jednosložkového reaktivního elastického tmelu
Mezi běžné jednosložkové reaktivní elastické tmely patří především: silikon (SR), polyuretan (PU), modifikovaný polyuretan zakončený silylem (SPU), polyether zakončený silylem (MS), prepolymer má různé aktivní funkční skupiny a různé mechanismy vytvrzovací reakce.
1.1Mechanismus vytvrzování silikonového elastomerového tmelu
Obrázek 1. Mechanismus vytvrzování silikonového tmelu
Při použití silikonových tmelů reaguje prepolymer se stopovým množstvím vlhkosti ve vzduchu a poté působením katalyzátoru tuhne nebo vulkanizuje. Vedlejšími produkty jsou látky s malou molekulou. Mechanismus je znázorněn na obrázku 1. Podle různých malomolekulárních látek uvolňovaných během vytvrzování lze silikonový tmel také rozdělit na typ odkyselení, typ deketoximu a typ dealkoholizace. Výhody a nevýhody těchto typů silikonových lepidel jsou shrnuty v tabulce 1.
Tabulka 1. Porovnání výhod a nevýhod několika typů silikonových lepidel
1.2 Mechanismus vytvrzování polyuretanového elastického tmelu
Jednosložkový polyuretanový tmel (PU) je typ polymeru obsahujícího opakující se uretanové segmenty (-NHCOO-) v hlavním řetězci molekuly. Mechanismus vytvrzování spočívá v tom, že isokyanát reaguje s vodou za vzniku nestabilního meziproduktu karbamátu, který se pak rychle rozkládá za vzniku CO2 a aminu a poté amin reaguje s přebytkem isokyanátů v systému a nakonec tvoří elastomer se síťovou strukturou. Jeho vzorec vytvrzovací reakce je následující:
Obrázek 1. Mechanismus vytvrzovací reakce polyuretanového tmelu
1.3 Mechanismus vytvrzování silanem modifikovaného polyuretanového tmelu
Obrázek 3. Mechanismus reakce vytvrzování silanem modifikovaného polyuretanového tmelu
Vzhledem k některým nedostatkům polyuretanových tmelů byl polyuretan nedávno modifikován silanem pro přípravu lepidel, čímž se vytvořil nový typ těsnicího lepidla s hlavním řetězcem polyuretanové struktury a alkoxysilanovou koncovou skupinou, nazývaný silanem modifikovaný polyuretanový tmel (SPU). Vytvrzovací reakce tohoto typu tmelu je podobná jako u silikonu, to znamená, že alkoxyskupiny reagují s vlhkostí a podléhají hydrolýze a polykondenzaci za vzniku stabilní trojrozměrné síťové struktury Si-O-Si (obrázek 3). Body síťování a mezi body síťování jsou polyuretanové flexibilní segmentové struktury.
1.4 Mechanismus vytvrzování polyetherových tmelů zakončených silylem
Polyetherový tmel (MS) zakončený silylem je jednosložkové elastické lepidlo založené na modifikaci silanu. Spojuje výhody polyuretanu a silikonu, je novou generací lepicích tmelů bez PVC, silikonového oleje, isokyanátu a rozpouštědel. MS lepidlo reaguje s vlhkostí ve vzduchu při pokojové teplotě, takže silanizovaný polymer se strukturou -Si(OR) NEBO -SIR (OR)- je na konci řetězce hydrolyzován a zesíťován do elastomeru s Si-O- Síťová struktura Si pro dosažení těsnícího a spojovacího účinku. Proces vytvrzování je následující:
Obrázek 4. Mechanismus vytvrzování polyetherového tmelu zakončeného silylem
2. Porovnání výhod a nevýhod běžných jednosložkových reaktivních elastických tmelů
2.1 Výhody a nevýhody silikonových tmelů
⑴Výhody silikonového tmelu:
① Vynikající odolnost proti povětrnostním vlivům, odolnost vůči kyslíku, odolnost proti ozónu a odolnost proti ultrafialovému záření; ② Dobrá flexibilita při nízkých teplotách.
⑵ Nevýhody silikonového tmelu:
①Špatná re-dekorace a nelze ji natírat; ②Nízká pevnost v roztržení; ③Nedostatečná odolnost vůči oleji; ④ Není odolný proti propíchnutí; ⑤Vrstva lepidla snadno vytváří olejový výluh, který kontaminuje beton, kámen a další volné podklady.
2.2 Výhody a nevýhody polyuretanových tmelů
⑴Výhody polyuretanového tmelu:
① Dobrá přilnavost k různým podkladům; ② Vynikající flexibilita při nízkých teplotách; ③ Dobrá elasticita a vynikající zotavovací vlastnosti, vhodné pro dynamické klouby; ④ Vysoká mechanická pevnost, vynikající odolnost proti opotřebení, odolnost proti oleji a odolnost proti biologickému stárnutí; ⑤ Většina jednosložkových polyuretanových tmelů vytvrzovaných vlhkostí neobsahuje rozpouštědla a neznečišťuje podklad ani životní prostředí; ⑥ Povrch tmelu může být natřen a snadno použit.
⑵ Nevýhody polyuretanového tmelu:
① Při vytvrzování v prostředí s vysokou teplotou a vysokou vlhkostí při relativně vysoké rychlosti se snadno vytvářejí bubliny, což ovlivňuje výkon tmelu; ② Při lepení a utěsňování součástí neporézních podkladů (jako je sklo, kov atd.) je obecně vyžadován základní nátěr; ③ Mělký Barevný vzorec je náchylný ke stárnutí UV zářením a skladovací stabilita lepidla je značně ovlivněna balením a vnějšími podmínkami; ④ Tepelná odolnost a odolnost proti stárnutí jsou mírně nedostatečné.
2.3 Výhody a nevýhody silanem modifikovaných polyuretanových tmelů
⑴Výhody silanem modifikovaného polyuretanového tmelu:
① Vytvrzování neprodukuje bubliny; ② Má dobrou flexibilitu, odolnost proti hydrolýze a stabilitu chemické odolnosti; ③ Vynikající odolnost proti povětrnostním vlivům, tepelná odolnost, odolnost proti stárnutí, stabilita při skladování; ④ Široká adaptabilita na podklady při lepení Obecně není potřeba žádný základní nátěr; ⑤ Povrch lze natírat.
⑵ Nevýhody silanem modifikovaného polyuretanového tmelu:
① Odolnost proti UV záření není tak dobrá jako u silikonového tmelu; ② Odolnost proti roztržení je o něco horší než u polyuretanového tmelu.
2.4 Výhody a nevýhody polyetherových tmelů zakončených silylem
⑴Výhody polyetherového tmelu zakončeného silylem:
① Má vynikající lepicí vlastnosti k většině substrátů a může dosáhnout aktivačního lepení bez primerů; ② Má lepší tepelnou odolnost a odolnost proti UV záření než běžný polyuretan; ③ Může být natřen na jeho povrch.
⑵ Nevýhody polyetherového tmelu zakončeného silylem:
① Odolnost vůči povětrnostním vlivům není tak dobrá jako u silikonového silikonu a po stárnutí se na povrchu objevují praskliny; ② Přilnavost ke sklu je špatná.
Prostřednictvím výše uvedeného úvodu jsme předběžně porozuměli mechanismu vytvrzování několika běžně používaných typů jednosložkových reaktivních elastických tmelů a porovnáním jejich výhod a nevýhod můžeme dosáhnout celkového pochopení každého produktu. V praktických aplikacích lze tmel zvolit podle skutečných podmínek aplikace lepené části, aby se dosáhlo dobrého utěsnění nebo lepení aplikační části.
Čas odeslání: 15. listopadu 2023