摘要：本文主要对有机硅改性聚氨酯胶粘剂进一步分析了解。用有机硅改性聚氨酯，在保持有机硅树脂许多原有优良性质基本不变的前提下，可提高有机硅的附着力、耐磨性、耐候性及耐化学药品性，可在常温下固化。
关键词：有机硅；聚氨酷；粘接性能；聚硅氧烷；用途
引言：
有机硅产品规模在不断扩大，有机硅产品的数量和质量在不断提高。聚氨酯是一类性能优良的高分子材料，具有高粘接性能，但也有不足之处，如耐高温、热老化性能欠佳，而有机硅具有良好的耐高温、热老化性能；从整体实力和技术水平上讲述与发达国家有很大的差距，尚有很长的路要走。
一、有机硅化学简述
有机硅原是指硅原子与碳原子直接结合的化合物，现在将聚硅氧烷也包括在内，统称为有机硅。有机硅化合物是指含有硅碳键的化合物，其中硅原子通过有机基团的碳原子与之相连，也就是至少有一个有机基团的碳原子结合到硅原子上才能形成有机硅化合物。有机硅化学是研究有机硅化合物的合成、结构、性能和用途的一门新兴科学，在元素有机化学领域，它是发展最快的一支。有机硅高聚物是有机硅化学中研究最多、应用最广的一类，它之所以有广泛的用途，主要是由于它具有极其宝贵的性能如耐高低温、绝缘、耐腐蚀、耐水、耐老化以及生理惰性等。目前市场上有机硅品种较多，主要有硅油、硅橡胶、硅树脂、硅烷偶联剂等，因此广泛应用于航空、宇航、电子、轻工、机械、交通运输、建筑、化工、医药等方面，成为国民经济中重要的新型材料。
二、有机硅改性聚氨酯胶粘剂的概述
聚氨酯材料是发展最快的高分子材料之一，具有耐磨、抗撕裂、抗屈挠性好等特点，并可制成各种性能不同的制品，具有广泛的用途。聚氨酷的结构是软段和硬段以嵌段、接枝或互穿网络的方式组成。软段通常为聚醚或聚酯，赋予聚氨酯以柔性和韧性，硬段通常为二或多异氰酸酯与小分子的二元醇或二元胺作扩链剂的缩聚物，赋予聚氨酯以强度和刚度。通过调节软段和硬段的比例、及不同多元醇的结构，可获得性能各异的胶粘剂。
有机硅材料是分子结构中含有硅元素高分子合成材料，主链是一条一一链节交替组成的稳定骨架，有机基团与硅原子相连形成侧基。由于有机硅这种特殊结构和组成，使它具有好的耐热，耐侯，电绝缘性能，阻燃性和憎水性，但也有不足之处，如机械强度低、附着力差、耐溶剂性能差、需要高温烘烤固化等问题。
有机硅改性聚氨酷胶粘剂体系的耐水性而言，从粘接性能上看，体系有机硅含量高，高温℃耐水性好，室温耐水性变化不大，但改性聚氨酷和纯聚氨酷体系经过小时室温浸泡后无论是室温剪切强度还是高温剪切强度变化都不大，说明改性聚氨酷和纯聚氨酯的室温耐水性都比较好从力学性能上看，体系有机硅含量高，其耐水性也好，且改性聚氨酷和纯聚氨酯的室温耐水性都要好于℃的耐水性从吸水率上看，体系有机硅含量高，吸水率低，且改性聚氨酷和纯聚氨酯在室温水中的吸水率比在℃水中的吸水率要小。
有机硅改性聚氨酯胶粘剂体系的耐油性而言，从粘接性能上看，改性聚氨酷和纯聚氨酷体系在航空煤油和机油中室温浸泡小时后无论是室温剪切强度还是高温剪切强度变化都不大从力学性能上看，体系有机硅含量高，耐油性好从吸油率上看，体系有机硅含量高，吸油率低，且改性聚氨酷和纯聚氨酷在机油中的吸油率要好于在航空煤油中的吸油率。
三、有机硅改性聚氨酯的用途
1.有机硅改性聚氨酯涂
有机硅改性聚氨酷用于涂料时，由于有机硅本身具有优异的性能，从而可赋予聚氨酯涂料以优良的性能，同时由于相分离使得硅氧烷链段富集在涂膜的表面从而改变了涂膜的性质，提高了涂膜的耐水性和力学性能，有机硅改性聚氨酷涂料是一类高级涂料，现在已越来越受到人们的广泛关注。
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2.有机硅改性聚氨酯在医学上的应用
有机硅改性聚氨酷的疏水性和生物相容性己经被成功地应用到医学上了。聚氨酷弹性体具有优异的韧性、软触感及优异的耐湿气及耐多种化学药品性能，其生物相容性和血液相容性也很好，非常耐微生物，易于加工，能采用通常的方法灭菌，甚至暴露在射线下而性能无变化，可适合于所需的医疗环境。
3.用于涂饰剂和织物整理剂
有机硅改性聚氨酷可作为涂饰剂和织物整理剂用于皮革和纺织品的表面改性。聚氨酷类涂饰材料具有分子结构可调性强、手感好、粘附力强、耐磨、不热粘冷脆等优点，所以近年来，聚氨酷树脂己部分取代丙烯酸树脂乳液，用作皮革涂饰材料。有机硅是一类疏水性、透气性和耐候性都较好的材料，将它用到水性聚氨酷的合成改性中，涂饰后得到的皮革将具有较好的耐湿擦性，手感也更加滑爽舒适。在聚硅氧烷链上通过接枝聚氧乙烯醚链或亲水性基团改性而成的水溶性有机硅织物整理剂，改善了织物的穿着舒适性。
4.机硅改性聚氨酯的其它应用
利用有机硅改性聚氨酷的表面疏水性，作为纸张处理剂可以增加纸张的防水性。有机硅改性聚氨酷也被广泛用作密封胶、建材中的浸渍材料，此外聚硅氧烷聚氨酯共聚物还用于液晶领域。
四、有机硅聚合物改性聚氨酯胶粘剂
有机硅聚合物改性聚氨酯胶粘剂可分为物理共混改性和化学改性两类。由于有机硅材料分子极性低，与强极性的聚氨酯分子相容性较差，物理共混改性通常需要通过化学接枝的增容剂对有机硅和聚氨酯进行界面增容才能得到较好的综合性能。化学改性则需采用两亲性混合溶剂，且聚硅氧烷分子量不宜过高。相比而言，有机硅聚合物对聚氨酯化学改性应用更为广泛。
有羟烃基或氨烃基的聚硅氧烷，可嵌段或接枝到聚氨酯分子中，对聚氨酯进行化学改性。Yang等人采用不同分子量的端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物（PDMS 550、PDMS 1000）、二元醇、二元酸，在催化剂作用下脱水缩合，得到端羟基有机硅改性聚酯（SPE）；再将SPE与IPDI、BD于甲苯和3-戊酮的混合溶剂中反应，得到有机硅改性聚氨酯，发现较短链PDMS改性聚氨酯具有更低的表面能。直接采用羟烃基硅烷与NCO预聚物或单体反应，同样可以得到有机硅改性聚氨酯，且步骤更为简便。Kozakiewicz等人采用羟烃基有机硅二醇（SOD）与PPG、IPDI制得端NCO湿固化聚氨酯，当m SOD∶m PPG=3∶1时，材料中同时存在较大和较小的球状聚硅氧烷相，而当m SOD∶m PPG=1∶1时仅存在大的球状聚硅氧烷相，且前者具有较好的力学性能。氨基硅油用于改性PU时，由于氨基与NCO反应活性较高，改性更易实现。但是，伯胺与NCO反应比较剧烈，难以控制，因此通常选择仲胺氨基硅油与NCO进行反应，制得PDMS-PU嵌段聚合物。
结束语
随着生活水平的提高，人们对材料的环保性要求越来越高，聚氨酯材料逐步向高性能、环保型方向发展是必然趋势。因此，溶剂型聚氨酯正在逐步被取代，低溶剂、无溶剂型聚氨酯胶黏剂、水性聚氨酯胶黏剂的研究和使用将成为主要发展方向。有机硅改性聚氨酯胶粘剂也遵从此趋势。
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论文作者:黄胜
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：聚氨酯论文; 有机硅论文; 性能论文; 胶粘剂论文; 耐水性论文; 硅油论文; 室温论文; 《基层建设》2019年第19期论文;