一张图看懂硅烷封端聚氨酯（SPU）

一、概念
      硅烷封端聚氨酯（SPU）是以聚氨酯为主链，再通过小分子硅烷偶联剂对聚氨酯预聚体进行封端改性制得的聚合物。
二、历史
      硅烷封端聚氨酯（SPU）最早由联碳公司在1971年开发，之后GE、Bayer、Degussa、Wacker、Witco、Crompton等公司也相继开发了类似产品，日本钟渊化学工业公司于1979年成功开发硅烷封端聚醚。
三、性能
      1.    优良的粘结性、耐老化性；
      2.    良好的弹性和表面可涂饰性；
      3.    固化时一般不会出现固化气泡的现象，且固化速度人工调节范围广；
      4.    硅烷链段的引入使其具有良好的耐水、耐热性。
四、制备方法
      硅烷封端聚氨酯（SPU）一般有两种合成路线：
      1、首先合成端羟基聚氨酯预聚体，然后合成SPU

      2、首先合成端异氰酸酯基聚氨酯预聚体，然后合成SPU

五、原料选择
      1、多元醇：聚醚多元醇，聚酯多元醇，植物油多元醇。
      聚醚多元醇制备的聚氨酯一般具有良好的弹性和延伸率，醚键的旋转比较容易，使其具有良好的耐低温性、疏水性和耐水解性。
      聚酯多元醇中含有强极性的酯键，内聚强度大，产品强度和硬度较大。
      植物油多元醇如蓖麻油价格低廉、天然可再生且来源丰富。
      2、异氰酸酯：MDI、TDI、IPDI、HDI。
      MDI、TDI等芳香族异氰酸酯强度硬度大，价格便宜，易黄变。IPDI、HDI等脂肪族异氰酸酯柔性好，强度硬度较小，价格高，耐候性好。

      3、硅烷
六、应用
      1、密封胶
      目前，硅烷封端聚氨酯用于密封胶基础聚合物的研究已比较成熟，日本钟渊化学公司、美国联碳公司、德国德固赛等公司均有相应的硅烷改性聚氨酯密封剂产品，国内对SPU密封胶配方的研究也比较全面。由于SPU密封胶的力学性能比较广泛，所以其既能应用于低模量、低粘度的建筑密封胶，也能用于高模量的汽车密封胶，并可与汽车的挡风玻璃、后窗玻璃等形成稳固的粘接。
      2、粘合剂
      硅烷封端聚氨酯端基为硅烷氧基，在一定湿气下硅烷氧基水解成硅羟基，硅羟基进而可以和各种基材表面的羟基发生缩合反应生成Si-O-Si键。Si-O-Si键非常稳定，在硅烷封端聚合物与基材的表面架构起一座键桥，使得SPU与各种基材（如玻璃、金属、石材、混凝土等）的粘接性非常好，粘接强度很高。近年来，SPU粘合剂或SPU胶粘剂甚至扩大到对尼龙、丙烯酸树脂、玻璃纤维、PVC等各种塑料材料的粘接。
      3、反应型热熔胶
      硅烷封端聚氨酯预聚物在常温或高温下都具有一定流动性，能够润湿被粘基材的表面，同时硅烷氧基又能与湿气反应形成交联粘接结构，所以可以作为反应型热熔胶使用。在SPU热熔胶中，由于硅氧链段趋于向表面富集，表面能比传统聚氨酯热熔胶低，因而SPU热熔胶可以对一些低表面能的基材进行浸润和粘接，延伸了传统聚氨酯热熔胶的应用范围。SPU反应型热熔胶中的一般具有使用简便、粘接强度高、耐热性能好等特性。
      4、涂料
      瓦克化学公司指出硅烷封端聚醚因把硅烷直接连接在基础聚醚聚合物上，分子内只有氨基甲酸酯基团，不含脲键，分子间氢键作用较弱，制备的硅烷封端聚醚粘度较小，可以用来配制高性能无溶剂涂料。
      参考文献；
      马文石.硅烷封端聚氨酯的制备及其在涂料上的应用研究.广州：华南理工大学，2014.
      姚晓宁，张军营，齐士成.硅烷改性聚氨酯的合成及力学性能的研究.石油化工，2006,36（4），383-387.

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