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(jī)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(chǔ)聚合物制備的高性能環(huán)保密封膠。
因其兼有硅酮密封膠和聚氨酯密封膠的優(yōu)點(diǎn)和長處，表現(xiàn)出優(yōu)良的耐候性、耐久性，高的抗形變位移能力，良好的粘結(jié)性、涂飾性、環(huán)境友善性，低玷污性、低黏度和優(yōu)良作業(yè)性等優(yōu)點(diǎn)，已越來越得到國內(nèi)建筑行業(yè)的關(guān)注，而在工業(yè)領(lǐng)域如汽車制造、軌道交通、集裝箱制造、設(shè)備制造、電子電氣等領(lǐng)域也正得到越來越多的推廣運(yùn)用。
硅烷改性聚醚合成
硅烷改性聚醚的結(jié)構(gòu)特征是主鏈為大分子聚醚，端基是含有可水解基團(tuán)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(kuò)鏈劑，以苛性堿作為催化劑，通過擴(kuò)鏈反應(yīng)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(yīng)將精制的中間體與甲基二甲氧基硅烷反應(yīng)制得硅烷改性聚醚。
硅烷改性聚醚密封膠的固化機(jī)理
MS密封膠的固化機(jī)理屬濕固化，在室溫、潮氣和適當(dāng)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(tuán)(Si-OH)；接著Si-OH基團(tuán)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(lián)成以Si-O-Si鍵為網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)點(diǎn)，交聯(lián)點(diǎn)之間為柔性聚醚鏈的體型結(jié)構(gòu)彈性體。
硅烷改性聚醚密封膠的優(yōu)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(chǔ)聚合物（端硅烷基聚醚）的特殊結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。
硅烷改性聚醚密封膠的特點(diǎn)
1、對基材粘結(jié)的廣泛性。由于基礎(chǔ)聚合物（端硅烷基聚醚）的低表面能和高滲透力，使其對多數(shù)無機(jī)、金屬和塑料基材具有良好的濕潤能力，從而對基材能產(chǎn)生良好黏附性。
2、優(yōu)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(diǎn)，端基是可水解的硅氧烷基團(tuán)。硅烷改性聚醚密封膠經(jīng)過室溫濕固化會形成Si-O-Si鍵為交聯(lián)點(diǎn)的以柔性聚醚長鏈相連接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種體系不僅具有優(yōu)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(jīng)長期使用后表面裂紋的產(chǎn)生。
3、環(huán)保性。端硅烷基聚醚是以硅烷氧基封端聚醚的長鏈結(jié)構(gòu)，不會像聚氨酯密封膠含有毒性的異氰酸酯基團(tuán)和游離異氰酸酯。端硅烷基聚醚粘度低，具有良好的作業(yè)性，無需使用有機(jī)溶劑調(diào)節(jié)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(jī)溶劑，其總揮發(fā)性有機(jī)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(jù)用戶需求調(diào)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(shù)進(jìn)展
20世紀(jì)70年代，日本Kaneka公司開發(fā)了聚醚骨架的有機(jī)硅改性聚合物。1974年又率先研制出有機(jī)硅改性聚醚密封劑，1978實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，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(biāo)志著有機(jī)硅改性聚醚密封劑獲得市場認(rèn)可。
近年來，國內(nèi)研究人員對MS密封膠進(jìn)行了相關(guān)研究。張虎極等以MS預(yù)聚物、增塑劑、碳酸鈣、氣相白炭黑、硅烷偶聯(lián)劑和催化劑為原料制備了單組分MS密封膠。薛紀(jì)東等以端硅烷基聚醚(MS)為基礎(chǔ)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(chǔ)聚合物，制備了一種高性能單組分密封膠。黃活陽等以有機(jī)硅改性聚醚樹脂、聚氧化丙烯二醇、填料、硅烷偶聯(lián)劑和催化劑等原料，制備出環(huán)保型單組分有機(jī)硅改性聚醚密封膠。
目前，國內(nèi)Ms膠正向著多功能性產(chǎn)品的方向發(fā)展。楊靜等制備了透明型單組分有機(jī)硅改性聚醚密封膠，具有優(yōu)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(huán)境友好性等特點(diǎn)。周如江等制造出的產(chǎn)品具有阻燃性優(yōu)異、粘接良好的特點(diǎn)，適合建筑、交通運(yùn)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(wěn)定性。
硅烷改性聚醚密封膠的應(yīng)用
硅烷改性聚醚密封膠本身具有彈性，能經(jīng)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(yōu)越，可用于各種用途；不污染石材，幾乎沒有異味和揮發(fā)成分；可作為后涂層，可濕對濕噴涂；固化過程無氣泡產(chǎn)生，不影響材料的機(jī)械性能。基于此，密封膠可應(yīng)用于如下領(lǐng)域：
1、建筑領(lǐng)域：建筑物屋頂?shù)姆缆┒侣?，空調(diào)系統(tǒng)的密封，建筑物的裂縫修補(bǔ)，天窗安裝和地板鋪設(shè)，裝飾面板復(fù)合，廚房、洗手間等附屬設(shè)施接縫密封，住宅門窗與混凝土結(jié)構(gòu)的密封。
2、工業(yè)領(lǐng)域：汽車高鐵等門窗、擋風(fēng)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(qiáng)筋粘接密封。
3、產(chǎn)品組裝領(lǐng)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(jī)械部件的組裝。
結(jié)語
國外硅烷改性聚醚密封膠技術(shù)已經(jīng)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(jīng)達(dá)到30％以上，近年來上升趨勢明顯：而我國在預(yù)聚體合成、密封膠制備及工程應(yīng)用技術(shù)研究等方面均比較薄弱，由于預(yù)聚體的合成技術(shù)被國外壟斷，所以硅烷改性聚醚的采購價格高，國內(nèi)尚難以大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)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(fā)展。因此，深入研究硅烷改性聚醚預(yù)聚體的合成機(jī)理，解決大規(guī)模生產(chǎn)的工藝控制問題，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的硅烷改性聚醚預(yù)聚體合成技術(shù)，并加大硅烷改性聚醚的研發(fā)、生產(chǎn)和工程應(yīng)用，對我國航空、建筑、橋梁、列車等需要高性能密封產(chǎn)品的行業(yè)起著至關(guān)重要的作用。
- MS膠催化劑目錄
NT CAT MS220 是一種環(huán)保型金屬復(fù)合催化劑，不含RoHS所限制的多溴聯(lián)苯、多溴二苯醚、鉛、汞、鎘等，辛基錫、丁基錫、苯基錫等九類有機(jī)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(yīng)用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、MS密封膠和室溫固化有機(jī)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(qiáng)，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(qiáng)的延遲效果，與水的穩(wěn)定性較強(qiáng)；
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(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑，活性比有機(jī)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(jié)構(gòu)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(jī)錫類強(qiáng)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(yīng)具有更高的催化活性和選擇性，而且改善了水解穩(wěn)定性，適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應(yīng)用中。