À l'heure actuelle, il existe de nombreux types courants de mastics élastiques réactifs monocomposants sur le marché, principalement des produits d'étanchéité à base de silicone et de polyuréthane.Différents types de mastics élastiques présentent des différences dans leurs groupes fonctionnels actifs et leurs structures de chaîne principale durcies.En conséquence, il existe plus ou moins de limitations dans ses parties et domaines applicables.Ici, nous présentons les mécanismes de durcissement de plusieurs mastics élastiques réactifs monocomposants courants et comparons les avantages et les inconvénients de différents types de mastics élastiques, afin d'approfondir notre compréhension et de faire des choix appropriés dans les applications pratiques.
1. Mécanisme de durcissement commun du mastic élastique réactif à un composant
Les mastics élastiques réactifs monocomposants courants comprennent principalement : le silicone (SR), le polyuréthane (PU), le polyuréthane modifié à terminaison silyle (SPU), le polyéther à terminaison silyle (MS). Le prépolymère a différents groupes fonctionnels actifs et différents mécanismes de réaction de durcissement.
1.1Mécanisme de durcissement du mastic élastomère de silicone
Figure 1. Mécanisme de durcissement du mastic silicone
Lorsque des mastics silicone sont utilisés, le prépolymère réagit avec des traces d'humidité dans l'air puis se solidifie ou se vulcanise sous l'action d'un catalyseur.Les sous-produits sont de petites substances moléculaires.Le mécanisme est illustré à la figure 1. Selon les différentes petites substances moléculaires libérées pendant le durcissement, le mastic silicone peut également être divisé en type de désacidification, type de décétoxime et type de désalcoolisation.Les avantages et inconvénients de ces types de colle silicone sont résumés dans le tableau 1.
Tableau 1. Comparaison des avantages et inconvénients de plusieurs types d'adhésifs silicone
1.2 Mécanisme de durcissement du mastic élastique polyuréthane
Le mastic polyuréthane (PU) monocomposant est un type de polymère contenant des segments d'uréthane répétitifs (-NHCOO-) dans la chaîne principale de la molécule.Le mécanisme de durcissement est que l'isocyanate réagit avec l'eau pour former un carbamate intermédiaire instable, qui se décompose ensuite rapidement pour générer du CO2 et de l'amine, puis l'amine réagit avec l'excès d'isocyanate dans le système et forme finalement un élastomère avec une structure en réseau.Sa formule de réaction de durcissement est la suivante :
Figure 1. Mécanisme de réaction de durcissement du mastic polyuréthane
1.3 Mécanisme de durcissement du mastic polyuréthane modifié au silane
Figure 3. Mécanisme de réaction de durcissement du mastic polyuréthane modifié au silane
Compte tenu de certaines lacunes des mastics polyuréthane, le polyuréthane a été récemment modifié par du silane pour préparer des adhésifs, formant ainsi un nouveau type d'adhésif d'étanchéité avec une chaîne principale de structure polyuréthane et un groupe terminal alcoxysilane, appelé mastic polyuréthane modifié au silane (SPU).La réaction de durcissement de ce type de mastic est similaire à celle du silicone, c'est-à-dire que les groupes alcoxy réagissent avec l'humidité pour subir une hydrolyse et une polycondensation afin de former une structure de réseau tridimensionnelle Si-O-Si stable (Figure 3).Les points de réticulation du réseau et entre les points de réticulation sont des structures de segments flexibles en polyuréthane.
1.4 Mécanisme de durcissement des mastics polyéthers à terminaison silyle
Le mastic polyéther (MS) à terminaison silyle est un adhésif élastique monocomposant basé sur une modification silane.Il combine les avantages du polyuréthane et du silicone et constitue une nouvelle génération de produits d'étanchéité adhésifs, sans PVC, sans huile de silicone, sans isocyanate ni solvant.L'adhésif MS réagit avec l'humidité de l'air à température ambiante, de sorte que le polymère silanisé de structure -Si(OR) OR -SIR (OR)- est hydrolysé à l'extrémité de la chaîne et réticulé en un élastomère avec Si-O-. Structure de réseau Si pour obtenir un effet d'étanchéité et de liaison.Le processus de réaction de durcissement est le suivant :
Figure 4. Mécanisme de durcissement du mastic polyéther à terminaison silyle
2. Comparaison des avantages et des inconvénients des mastics élastiques réactifs monocomposants courants
2.1 Avantages et inconvénients des mastics silicone
⑴Avantages du mastic silicone :
① Excellente résistance aux intempéries, résistance à l'oxygène, résistance à l'ozone et résistance aux ultraviolets ;② Bonne flexibilité à basse température.
⑵Inconvénients du mastic silicone :
① Mauvaise redécoration et ne peut pas être peint ;②Faible résistance à la déchirure ;③Résistance à l'huile insuffisante ;④Non résistant aux perforations ;⑤La couche adhésive produit facilement un lixiviat huileux qui contamine le béton, la pierre et d'autres substrats meubles.
2.2 Avantages et inconvénients des mastics polyuréthane
⑴Avantages du mastic polyuréthane :
① Bonne adhérence sur une variété de substrats ;② Excellente flexibilité à basse température ;③ Bonne élasticité et excellentes propriétés de récupération, adaptées aux articulations dynamiques ;④ Haute résistance mécanique, excellente résistance à l'usure, résistance à l'huile et résistance au vieillissement biologique ;⑤ La plupart des mastics polyuréthanes monocomposants durcissant à l'humidité sont sans solvant et ne polluent pas le substrat ni l'environnement ;⑥ La surface du mastic peut être peinte et facile à utiliser.
⑵Inconvénients du mastic polyuréthane :
① Lors du durcissement dans un environnement à haute température et haute humidité à une vitesse relativement rapide, des bulles sont facilement générées, ce qui affecte les performances du scellant ;② Lors du collage et du scellement de composants de substrats non poreux (tels que le verre, le métal, etc.), un apprêt est généralement requis ;③ Peu profond La formule de couleur est sensible au vieillissement UV et la stabilité au stockage de la colle est grandement affectée par l'emballage et les conditions externes ;④ La résistance à la chaleur et la résistance au vieillissement sont légèrement insuffisantes.
2.3 Avantages et inconvénients des mastics polyuréthanes modifiés au silane
⑴Avantages du mastic polyuréthane modifié au silane :
① Le durcissement ne produit pas de bulles ;② A une bonne flexibilité, une bonne résistance à l'hydrolyse et une bonne stabilité de la résistance chimique ;③ Excellente résistance aux intempéries, résistance à la chaleur, résistance au vieillissement, stabilité de stockage du produit ;④ Large adaptabilité aux substrats, lors du collage Généralement, aucun apprêt n'est requis ;⑤La surface peut être peinte.
⑵Inconvénients du mastic polyuréthane modifié au silane :
① La résistance aux UV n'est pas aussi bonne que celle du mastic silicone ;② La résistance à la déchirure est légèrement pire que celle du mastic polyuréthane.
2.4 Avantages et inconvénients des mastics d'étanchéité polyéther à terminaison silyle
⑴Avantages du mastic polyéther à terminaison silyle :
① Il possède d'excellentes propriétés de liaison sur la plupart des substrats et peut réaliser une liaison d'activation sans apprêt ;② Il a une meilleure résistance à la chaleur et au vieillissement UV que le polyuréthane ordinaire ;③ Il peut être peint sur sa surface.
⑵Inconvénients du mastic polyéther à terminaison silyle :
① La résistance aux intempéries n'est pas aussi bonne que celle du silicone silicone et des fissures apparaissent sur la surface après vieillissement ;② L'adhérence au verre est mauvaise.
Grâce à l'introduction ci-dessus, nous avons une compréhension préliminaire des mécanismes de durcissement de plusieurs types de mastics élastiques réactifs monocomposants couramment utilisés, et en comparant leurs avantages et inconvénients, nous pouvons parvenir à une compréhension globale de chaque produit.Dans les applications pratiques, le mastic peut être sélectionné en fonction des conditions d'application réelles de la partie de liaison pour obtenir une bonne étanchéité ou une bonne liaison de la partie d'application.
Heure de publication : 15 novembre 2023