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    硅烷改性聚醚密封膠

    硅烷改性聚醚密封膠

    一、硅烷改性聚醚密封膠簡介

    硅烷改性聚醚密封膠(簡稱MS密封膠)又稱有機硅改性聚醚密封膠和端硅烷基聚醚密封膠,它是一種以端硅烷基聚醚(以聚醚為主鏈,兩端用硅氧烷封端)為基礎聚合物制備的高性能環保密封膠。

    因其兼有硅酮密封膠和聚氨酯密封膠的優點和長處,表現出優良的耐候性、耐久性,高的抗形變位移能力,良好的粘結性、涂飾性、環境友善性,低玷污性、低黏度和優良作業性等優點,已越來越得到國內建筑行業的關注,而在工業領域如汽車制造、軌道交通、集裝箱制造、設備制造、電子電氣等領域也正得到越來越多的推廣運用。

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    硅烷改性聚醚合成

    硅烷改性聚醚的結構特征是主鏈為大分子聚醚,端基是含有可水解基團的硅烷基。硅烷改性聚醚的合成通常由兩步法完成。

    步:以烯丙基聚醚醇、端羥基聚醚等為原料,以二鹵甲烷(H2CX2)為擴鏈劑,以苛性堿作為催化劑,通過擴鏈反應制得烯丙基封端的聚醚中間體。

    第二步:在鉑系催化劑存在下,通過端硅烷基化反應將精制的中間體與甲基二甲氧基硅烷反應制得硅烷改性聚醚。

    硅烷改性聚醚密封膠的固化機理

    MS密封膠的固化機理屬濕固化,在室溫、潮氣和適當催化劑(胺類、錫類等)存在下,端烷氧基中的烷氧基先水解成硅醇基團(Si-OH);接著Si-OH基團之間或Si-OH和Si-OCH,之間縮合,釋放出水或甲醇,形成Si-O-Si鍵;后交聯成以Si-O-Si鍵為網絡交聯點,交聯點之間為柔性聚醚鏈的體型結構彈性體。

    硅烷改性聚醚密封膠的優勢

    硅烷改性聚醚膠和硅酮密封膠、聚氨酯密封膠的一些性能對比:

    硅烷改性聚醚膠之所以具有如此良好的綜合性能,與它的基礎聚合物(端硅烷基聚醚)的特殊結構有很大關系。

    硅烷改性聚醚密封膠的特點

    1、對基材粘結的廣泛性。由于基礎聚合物(端硅烷基聚醚)的低表面能和高滲透力,使其對多數無機、金屬和塑料基材具有良好的濕潤能力,從而對基材能產生良好黏附性。

    2、優良的耐候性、耐久性。端硅烷基聚醚以聚醚為長鏈,以硅烷氧基封端,聚醚長鏈具有低不飽和度、高分子量且分布窄的特點,端基是可水解的硅氧烷基團。硅烷改性聚醚密封膠經過室溫濕固化會形成Si-O-Si鍵為交聯點的以柔性聚醚長鏈相連接的網絡結構,這種體系不僅具有優良的耐候性、耐水性、耐老化和耐久性能,而且能有效地抑制和避免密封膠經長期使用后表面裂紋的產生。

    3、環保性。端硅烷基聚醚是以硅烷氧基封端聚醚的長鏈結構,不會像聚氨酯密封膠含有毒性的異氰酸酯基團和游離異氰酸酯。端硅烷基聚醚粘度低,具有良好的作業性,無需使用有機溶劑調節配方的工藝操作性能,因此,硅烷改性聚醚膠可以完全做到不添加任何有機溶劑,其總揮發性有機物(VOC)很低。

    4、可涂飾性。普通的硅酮密封膠表面不能刷漆上色,只能根據用戶需求調配成用戶所需的顏色;而硅烷改性聚醚膠可刷漆上色,具有較好的可涂飾性。

    硅烷改性聚醚密封膠的技術進展

    20世紀70年代,日本Kaneka公司開發了聚醚骨架的有機硅改性聚合物。1974年又率先研制出有機硅改性聚醚密封劑,1978實現工業化生產,1979年將其商品命名為“鐘化MS聚合物”,1981年用于高層建筑物Di-Ichikangyo銀行東京總部,標志著有機硅改性聚醚密封劑獲得市場認可。

    近年來,國內研究人員對MS密封膠進行了相關研究。張虎極等以MS預聚物、增塑劑、碳酸鈣、氣相白炭黑、硅烷偶聯劑和催化劑為原料制備了單組分MS密封膠。薛紀東等以端硅烷基聚醚(MS)為基礎聚合物,制備了單組分濕固化MS密封膠。陳中華等采用瓦克STP—E30和STP—E35為基礎聚合物,制備了一種高性能單組分密封膠。黃活陽等以有機硅改性聚醚樹脂、聚氧化丙烯二醇、填料、硅烷偶聯劑和催化劑等原料,制備出環保型單組分有機硅改性聚醚密封膠。

    目前,國內Ms膠正向著多功能性產品的方向發展。楊靜等制備了透明型單組分有機硅改性聚醚密封膠,具有優異的耐候性、高抗形變位移能力及良好的粘接性、涂飾性、低沾污性、環境友好性等特點。周如江等制造出的產品具有阻燃性優異、粘接良好的特點,適合建筑、交通運輸、太陽能等的粘接密封。王翠花等制備了在低溫下可快速固化的雙組分MS密封膠,并且具有良好的施膠工藝性和貯存穩定性。

    硅烷改性聚醚密封膠的應用

    硅烷改性聚醚密封膠本身具有彈性,能經受材料的伸縮、振動而難于剝落,可長期維持性能;由于粘接性能優越,可用于各種用途;不污染石材,幾乎沒有異味和揮發成分;可作為后涂層,可濕對濕噴涂;固化過程無氣泡產生,不影響材料的機械性能?;诖?,密封膠可應用于如下領域:

    1、建筑領域:建筑物屋頂的防漏堵漏,空調系統的密封,建筑物的裂縫修補,天窗安裝和地板鋪設,裝飾面板復合,廚房、洗手間等附屬設施接縫密封,住宅門窗與混凝土結構的密封。

    2、工業領域:汽車高鐵等門窗、擋風玻璃的密封,頂棚地板與邊框架的粘接,船舶、集裝箱、食品冷藏車等的粘接密封,電梯轎廂加強筋粘接密封。

    3、產品組裝領域:粘接同種或異種材料,疊層板粘接密封和裝飾面板的裝配,機械部件的組裝。

    結語

    國外硅烷改性聚醚密封膠技術已經相對成熟,在日本及歐美,硅烷改性聚醚密封膠的市場份額已經達到30%以上,近年來上升趨勢明顯:而我國在預聚體合成、密封膠制備及工程應用技術研究等方面均比較薄弱,由于預聚體的合成技術被國外壟斷,所以硅烷改性聚醚的采購價格高,國內尚難以大規模工業化生產和應用。

    隨著我國經濟的迅速發展和人們生活水平的不斷提高,對密封膠的要求必然向高檔化發展。因此,深入研究硅烷改性聚醚預聚體的合成機理,解決大規模生產的工藝控制問題,形成具有自主知識產權的硅烷改性聚醚預聚體合成技術,并加大硅烷改性聚醚的研發、生產和工程應用,對我國航空、建筑、橋梁、列車等需要高性能密封產品的行業起著至關重要的作用。

    • MS膠催化劑目錄

    NT CAT MS220 是一種環保型金屬復合催化劑,不含RoHS所限制的多溴聯苯、多溴二苯醚、鉛、汞、鎘等,辛基錫、丁基錫、苯基錫等九類有機錫化合物,可用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠,特別適用于MS膠。

    NT CAT E-14廣泛應用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、MS密封膠和室溫固化有機硅體系;

    NT CAT E-15適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,中等催化活性,比A-14活性低;

    NT CAT E-16適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,具有延遲作用和一定的耐水解性,組合料儲存時間長;

    NT CAT E-128適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系,在該系列催化劑中催化活性強,特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系;

    NT CAT E-129適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,具有很強的延遲效果,與水的穩定性較強;

    NT CAT E-138適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,中等催化活性,良好的流動性和耐水解性;

    NT CAT E-154適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,具有延遲作用;

    NT CAT E-159適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,可用來替代A-14,添加量為A-14的50-60%;

    NT CAT MB20凝膠型催化劑,可用于替代軟質塊狀泡沫、高密度軟質泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質泡沫體系中的錫金屬催化劑,活性比有機錫相對較低;

    NT CAT T-12二月桂酸二丁基錫,凝膠型催化劑,適用于聚醚型高密度結構泡沫,還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等;

    NT CAT T-125有機錫類強凝膠催化劑,與其他的二丁基錫催化劑相比,T-125催化劑對氨基甲酸酯反應具有更高的催化活性和選擇性,而且改善了水解穩定性,適用于硬質聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應用中。

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