纳米碳酸钙在硅烷化聚氨酯（SPU）密封胶中的应用
1、什么是硅烷化聚氨酯（SPU）密封胶
硅烷化聚氨酯（SPU）密封胶是一种新型弹性密封胶，它结合了聚氨酯密封胶和硅酮密封胶两者的优点，能在空气中水分作用下快速交联而固化，耐水耐候性良好；力学性能优异、不含游离-NCO基团；在不施用底胶的情况下，对金属、玻璃和PVC等常用基材均具有良好的粘接效果；与涂料相容性好，可直接上漆等，因此SPU密封胶在中高端建筑装饰市场、汽车制造业等领域具有良好的市场应用前景。
硅烷化聚氨酯（SPU）是由端异氰酸酯PU与官能硅烷通过异氰酸酯基和活性氢（如胺基）加成反应制得的一种新型密封胶材料。与传统湿固化PU的固化机理不同，SPU可通过硅烷水解缩合，形成稳定的硅氧烷（Si-O-Si）三维网络结构，在固化过程中不产生气泡，形成的材料致密，不需要底涂剂就能与无孔材料表面牢固粘合。SPU兼具PU和有机硅材料的优点，具有耐湿热、耐油、耐化学品、耐磨性能及良好的储存稳定性。SPU自身强度不高，如果用于制备密封胶，必须添加补强填料。添加填料可以提高密封胶的物理性能，同时降低成本，因此研究SPU的补强具有重要的意义。
纳米碳酸钙是密封胶行业常见的增稠补强填料，不仅具有普通碳酸钙的性能，更具有超细、超纯、分散性好和表面改性的特点，可提高材料的补强性能、拉伸性能及抗老化性能。
2、纳米碳酸钙对SPU密封胶性能的影响
（1）纳米碳酸钙用量对SPU密封胶力学性能的影响
填料能够对密封胶起到补强的作用，其添加量对密封胶的力学性能有较大的影响，姚晓宁等研究了不同纳米碳酸钙的添加量SPU密封胶的力学性能的影响，随着纳米碳酸钙的加入量的提高，密封胶的拉伸强度、断裂伸长率、硬度、100%定伸强度均提高，说明添加填料对预聚体有较好的补强作用。相对于纯SPU树脂拉伸强度一般提高了3-4倍，断裂伸长率提高了2-3倍。
（2）纳米碳酸钙的粒径对SPU密封胶力学性能的影响
史小萌等用普通碳酸钙增强SPU，随着填料量的增加密封胶的断裂伸长率先升高后降低，纳米CaC03增强的SPU随着填料量的增加，密封胶的断裂伸长率升高，是由于CaC03粒径的不同导致的增强机理不同造成以上现象的。
纳米碳酸钙的粒径并不是越小越好，方铭中等采用3种不同粒级的纳米碳酸钙作为填料制备SPU密封胶，其研究表明：纳米碳酸钙CC-1、CC-2和CC-3均能对SPU密封胶起补强作用，CC-1的补强效果略差，制得的胶黏度大，弹性差。CC-3补强作用好，制的胶弹性最好，但成本偏高，CC-2综合性能优异。
３种纳米碳酸钙填料测试结果
一般认为纳米碳酸钙粒径越小、比表面积越大，其补强作用越强，但当碳酸钙粒径太小，或表面包覆处理剂不足时，因设备分散能力的局限性，制胶时可能会出现分散困难、混炼时“难吃粉”等问题，因此制备SPU密封胶时要选择合适粒径的纳米碳酸钙填料。
纳米碳酸钙用量对密封胶物理性能有很大的影响，用量太多，制得的胶稠，施工性能差，伸长率差；用量太少，起不到增稠，补强效果。实际生产中，纳米碳酸钙的用量也并不是越多越好，可以根据对SPU密封胶定伸应力的不同要求来确定纳米碳酸钙的用量。
来源：中国粉体技术网
