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教你如何选择高性价比中低活性硅烷改性聚醚聚合物?

发布时间:

2021/09/15 00:00

从国家标准GB/T14683-2017上看,硅烷改性聚醚密封胶是以端硅烷基聚醚为主要成分、室温固化的单组分和双组分密封胶,硅烷改性聚合物含量相当高,占据整体成本的大头。但由于激烈的市场竞争,部分企业开始采用降低密封胶中硅烷改性聚合物含量的手段减少成本。这类密封胶在短时间内看不出问题,但长时间,甚至只是在使用1年后,其耐候性、耐久性、粘接性不足的弱点就会逐步显现,原本被密封胶紧紧粘连的建筑板块重新分离,出现大面积的渗漏问题。

单组分高弹性环保型硅烷改性聚合物防水涂料以新型硅烷改性聚合物为主体树脂,添加增塑剂、填料、氨基硅烷和一些助剂制备而成,配方如表1所示。

该新型硅烷改性聚合物主链为大分子聚醚,主链两端由异氰酸酯硅烷封端而成。由于结构中异氰酸酯的引入,提高了硅烷氧基的反应活性,同时使得该聚合物树脂制备的胶粘剂或涂料,兼具有机硅和聚氨酯的综合性能,不仅具有良好的力学性能,还具有优异的耐候性能。另外,基于上述分子设计思路,在结构上做一些细微的调整后发现,该新型硅烷改性聚合物树脂还具有较高的延伸率。

此外,硅烷改性聚醚密封胶中还含有增塑剂、填料、触变剂等多种添加剂,其品质、比例都将对产品最终效果产生影响。

由于聚合物端基硅烷的存在,单组分高弹性环保型硅烷改性聚合物防水涂料的粘结性能较好,施工时无需底涂就可直接在很多基材表面施工,对混凝土、水泥块、玻璃、瓷砖、木材等都具有良好的粘结性。

全氟聚醚最早服务于核工业,其优良的化学稳定性、耐高低温性能以及优异的电化学性能在航空航天、机械和电子等民用领域得到广泛应用,相关技术和应用趋于稳定。而基于全氟聚醚主链的表面活性剂、氟化硅烷和聚合单体等产品正受到国内外众多申请人的追捧,推动着氟聚合物的快速发展,并为材料科学领域带来了全新的性能体验。

另外,基于新型硅烷改性聚合物独特的结构设计,单组分高弹性环保型硅烷改性聚合物防水涂料可采用冷工艺生产,将原料依次加入搅拌釜中抽真空充分搅拌即可。填料只要储存恰当,水分含量控制在一定范围,无需烘干即可直接使用,整个生产过程无需加热,工艺简单,生产周期短,极大地降低了生产能耗和生产成本。

但并不是说密封胶的使用寿命只有十五年。其依据为十五年左右,硅烷改性聚醚密封胶表面可能会产生1mm左右的龟裂纹,但是这并不影响密封胶的力学性能和整体防水效果。根据国外使用经验和实验验证,硅烷改性聚醚密封胶实际使用寿命可达25年以上。

配方中新型硅烷改性聚合物作为主要成膜物质,决定了单组分高弹性环保型硅烷改性聚合物防水涂料涂膜主要的力学性能及耐候性能;填料作为配方主体之一,也对涂膜的力学性能有较大的影响;增塑剂的加入主要是用来降低涂料的黏度,使涂料具有优异的施工性能;氨基硅烷能够加强涂料对基材的附着力,也可以根据要求调整涂料的表干时间和固化时间;助剂主要包括消泡剂、流平剂和稳定剂等,根据需求适量添加来优化涂料的整体性能。

事实上,在选择优质硅烷改性聚醚密封胶的道路上,保证货真价实也是一道难题。为了降低研发与生产成本,一些无良厂家甚至以贴牌的形式,用大量充斥白油的低端硅酮密封胶或者酸性门窗密封胶等替代硅烷改性聚醚胶。这些低端的密封胶产品由于极大地压缩了密封胶生产成本,虽然价格极低,但在应用一段时间后,白油不可避免会迁移出来,耐候性急速下降。与此同时,这类低端的密封胶在位移能力上与优质的硅烷改性聚醚密封胶很难相提并论,装配式建筑一旦采用,建筑寿命便进入了,漏水、开裂等烦人问题可能将接踵而至!

传统结构的硅烷改性聚合物水解和缩合的反应速率较慢,实际应用中会出现固化速度慢、低温条件下无法脱粘、需要添加大量螯合锡催化剂、不环保等问题,针对传统硅烷改性聚合物的上述问题,本研究开发了一种新型硅烷改性聚合物,其分子结构如图2所示。

由于独特的固化机理,单组分高弹性环保型硅烷改性聚合物防水涂料可在潮湿基面直接施工,固化中不会有二氧化碳释放,从而避免了鼓泡现象。

单组分高弹性环保型硅烷改性聚合物防水涂料具有良好的力学性能,拉伸强度可满足市场主流使用需求,延伸率有了较大提高,超过500%,产品具有高弹性。

产品各有优劣:从建筑的全生命周期角度来考虑,硅酮密封胶与硅烷改性聚醚密封胶更适合、更耐久;而在不用涂刷涂料或油漆等的环境下,硅酮密封胶的耐久性表现更突出。在综合考虑与混凝土及其他外墙材料的相容性、环保性、耐久性及装饰效果等性能因素之后,硅烷改性聚醚密封胶凭借更优异的耐久性、位移能力等性能成为了当下装配式建筑接缝密封用胶的主流。

同时,在单组分高弹性环保型硅烷改性聚合物防水涂料的整个配方体系中,不添加金属有机锡,不添加任何溶剂,而且无游离异氰酸酯引入,在生产和使用过程中均无气味,属于绿色环保的防水涂料。

(1)按密封胶化学成分分类选择,根据国外使用经验和多年国内使用验证,目前主要选用硅烷改性聚醚密封胶(也称改性硅烷、改性硅酮、MS),其次为聚氨酯密封胶,通常情况下不推荐使用硅酮密封胶,少数特殊板块在粘结性合格的前提下可以使用。

基于单组分高弹性环保型硅烷改性聚合物防水涂料优异的环保性能,该涂料可以在房屋内部及周边广泛使用,如室内的露台防水、厨卫间瓷砖下层防水、墙缝处防水、室外的屋顶防水等,施工完成后可直接入住。

对于装配式建筑胶要求与混凝土粘结性、耐候性、可涂刷性等主要性能,传统的硅酮和聚氨酯密封胶存在明显缺陷,目前装配式建筑用密封胶更倾向于MS胶,也称硅烷改性聚醚密封胶。

有机硅消泡剂主要分为聚甲基硅氧烷和聚合物改性有机硅两大类,一般以改性有机硅如聚醚改性有机硅、氟改有机硅等最常见。

综合来看,具有更好的环保性、粘接性、耐候性、可涂饰性的硅烷改性聚醚密封胶是装配式建筑更好的选择,随着我国装配式建筑行业规模不断扩大,装配式建筑密封胶也将迎来更加广阔的市场!

硅烷改性聚醚和硅烷改性聚氨酯类密封胶,虽然主体树脂结构存在差异,但均适用于混凝土装配式建筑,且各有优缺点,适合不同应用部位的防水密封,目前在国内装配式建筑市场上两款产品均得到了成功的应用。

硅烷改性聚合物因绿色环保、使用方便、用途广、附着力好等优势,已经在密封胶和胶粘剂领域得到了广泛的应用。传统的硅烷改性聚合物的分子结构如图1所示,在固化过程中,硅烷氧基与空气中的水分发生水解反应,生成硅羟基并释放小分子醇类,然后不同分子之间的硅羟基进行脱水缩合,交联成三维网状结构。

水包水多彩涂料:其泡沫产生是因为里面的表面活性剂比较多,泡沫比较稳定。可选择使用聚醚类或矿物油改性聚醚类的涂料消泡剂。

公开了一种含全氟聚醚改性助剂的UV光固化涂料。其以全氟聚醚丙烯酸酯作为共聚单体引人至聚合物中,有效地降低了材料的表面自由能,赋予涂料良好的疏水疏油性能,增强了涂层的耐油污性和耐溶剂性,且相对于全氟辛烷氧基基团的聚合物具有更好的环境友好性。部分含氟型单体主要与含碳氢的单体进行共聚,含氟单体的引入还能够提高材料的透光性,在电气绝缘性能方面也有显著的提高。

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