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硅烷改性聚醚密封胶

2017-09-01

硅烷改性聚醚密封胶(简称MS密封胶)又称有机硅改性聚醚密封胶和端硅烷基聚醚密封胶,它是一种以端硅烷基聚醚(以聚醚为主链,两端用硅氧烷封端)为基础聚合物制备的高性能环保密封胶。

因其兼有硅酮密封胶和聚氨酯密封胶的优点和长处,表现出优良的耐候性、耐久性,高的抗形变位移能力,良好的粘结性、涂饰性、环境友善性,低玷污性、低黏度和优良作业性等优点,已越来越得到国内建筑行业的关注,而在工业领域如汽车制造、轨道交通、集装箱制造、设备制造、电子电气等领域也正得到越来越多的推广运用。


硅烷改性聚醚合成

硅烷改性聚醚的结构特征是主链为大分子聚醚,端基是含有可水解基团的硅烷基。硅烷改性聚醚的合成通常由两步法完成。

第一步:以烯丙基聚醚醇、端羟基聚醚等为原料,以二卤甲烷(H2CX2)为扩链剂,以苛性碱作为催化剂,通过扩链反应制得烯丙基封端的聚醚中间体。

第二步:在铂系催化剂存在下,通过端硅烷基化反应将精制的中间体与甲基二甲氧基硅烷反应制得硅烷改性聚醚。


硅烷改性聚醚密封胶的固化机理

MS密封胶的固化机理属湿固化,在室温、潮气和适当催化剂(胺类、锡类等)存在下,端烷氧基中的烷氧基先水解成硅醇基团(si-OH);接着SiOH基团之间或Si-OHSi-0CH,之间缩合,释放出水或甲醇,形成Si0-Si键;最后交联成以Si0Si键为网络交联点,交联点之间为柔性聚醚链的体型结构弹性体。


硅烷改性聚醚密封胶的优势

硅烷改性聚醚胶和硅酮密封胶、聚氨酯密封胶的一些性能对比:

硅烷改性聚醚胶之所以具有如此良好的综合性能,与它的基础聚合物(端硅烷基聚醚)的特殊结构有很大关系。


硅烷改性聚醚密封胶的特点

1、对基材粘结的广泛性。由于基础聚合物(端硅烷基聚醚)的低表面能和高渗透力,使其对多数无机、金属和塑料基材具有良好的湿润能力,从而对基材能产生良好黏附性。

2、优良的耐候性、耐久性。端硅烷基聚醚以聚醚为长链,以硅烷氧基封端,聚醚长链具有低不饱和度、高分子量且分布窄的特点,端基是可水解的硅氧烷基团。硅烷改性聚醚密封胶经过室温湿固化会形成SiOSi键为交联点的以柔性聚醚长链相连接的网络结构,这种体系不仅具有优良的耐候性、耐水性、耐老化和耐久性能,而且能有效地抑制和避免密封胶经长期使用后表面裂纹的产生。

3、环保性。端硅烷基聚醚是以硅烷氧基封端聚醚的长链结构,不会像聚氨酯密封胶含有毒性的异氰酸酯基团和游离异氰酸酯。端硅烷基聚醚粘度低,具有良好的作业性,无需使用有机溶剂调节配方的工艺操作性能,因此,硅烷改性聚醚胶可以完全做到不添加任何有机溶剂,其总挥发性有机物(VOC)很低。

4、可涂饰性。普通的硅酮密封胶表面不能刷漆上色,只能根据用户需求调配成用户所需的颜色;而硅烷改性聚醚胶可刷漆上色,具有较好的可涂饰性。


硅烷改性聚醚密封胶的技术进展

20世纪70年代,日本Kaneka公司开发了聚醚骨架的有机硅改性聚合物。1974年又率先研制出有机硅改性聚醚密封剂,1978实现工业化生产,1979年将其商品命名为“钟化MS聚合物”,1981年用于高层建筑物Di-Ichikangyo银行东京总部,标志着有机硅改性聚醚密封剂获得市场认可。

近年来,国内研究人员对MS密封胶进行了相关研究。张虎极等以Ms预聚物、增塑剂、碳酸钙、气相白炭黑、硅烷偶联剂和催化剂为原料制备了单组分MS密封胶。薛纪东等以端硅烷基聚醚(MS)为基础聚合物,制备了单组分湿固化MS密封胶。陈中华等采用瓦克STPE30STPE35为基础聚合物,制备了一种高性能单组分密封胶。黄活阳等以有机硅改性聚醚树脂、聚氧化丙烯二醇、填料、硅烷偶联剂和催化剂等原料,制备出环保型单组分有机硅改性聚醚密封胶。

目前,国内Ms胶正向着多功能性产品的方向发展。杨静等制备了透明型单组分有机硅改性聚醚密封胶,具有优异的耐候性、高抗形变位移能力及良好的粘接性、涂饰性、低沾污性、环境友好性等特点。周如江等制造出的产品具有阻燃性优异、粘接良好的特点,适合建筑、交通运输、太阳能等的粘接密封。王翠花等制备了在低温下可快速固化的双组分MS密封胶,并且具有良好的施胶工艺性和贮存稳定性。


硅烷改性聚醚密封胶的应用

硅烷改性聚醚密封胶本身具有弹性,能经受材料的伸缩、振动而难于剥落,可长期维持性能;由于粘接性能优越,可用于各种用途;不污染石材,几乎没有异味和挥发成分;可作为最后涂层,可湿对湿喷涂;固化过程无气泡产生,不影响材料的机械性能。基于此,密封胶可应用于如下领域:

1、建筑领域:建筑物屋顶的防漏堵漏,空调系统的密封,建筑物的裂缝修补,天窗安装和地板铺设,装饰面板复合,厨房、洗手间等附属设施接缝密封,住宅门窗与混凝土结构的密封。

2、工业领域:汽车高铁等门窗、挡风玻璃的密封,顶棚地板与边框架的粘接,船舶、集装箱、食品冷藏车等的粘接密封,电梯轿厢加强筋粘接密封。

3、产品组装领域:粘接同种或异种材料,叠层板粘接密封和装饰面板的装配,机械部件的组装。


结语

国外硅烷改性聚醚密封胶技术已经相对成熟,在日本及欧美,硅烷改性聚醚密封胶的市场份额已经达到30%以上,近年来上升趋势明显:而我国在预聚体合成、密封胶制备及工程应用技术研究等方面均比较薄弱,由于预聚体的合成技术被国外垄断,所以硅烷改性聚醚的采购价格高,国内尚难以大规模工业化生产和应用。

随着我国经济的迅速发展和人们生活水平的不断提高,对密封胶的要求必然向高档化发展。因此,深入研究硅烷改性聚醚预聚体的合成机理,解决大规模生产的工艺控制问题,形成具有自主知识产权的硅烷改性聚醚预聚体合成技术,并加大硅烷改性聚醚的研发、生产和工程应用,对我国航空、建筑、桥梁、列车等需要高性能密封产品的行业起着至关重要的作用。

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