MS建筑密封膠國內外技術(shù)分析及其生產(chǎn)制備

MS系列是一種可用膠槍的改良硅烷密封膠（硅烷改性聚氨酯和硅烷改性聚醚）。它和水反應而形成一種彈性的物質(zhì)，其表干時(shí)間和固化時(shí)間與溫度和濕度有關(guān)，同時(shí)固化時(shí)間也和密封的深度有關(guān)。增加溫度和濕度能減小表干和固化時(shí)間，低溫和低濕會(huì )延緩這過(guò)程。 MS系列是一種無(wú)溶劑，無(wú)異氰酸酯，無(wú)硅樹(shù)脂，無(wú)PVC和無(wú)味的物質(zhì)。已被證明具有優(yōu)良的抗紫外線(xiàn)能力，因此它不僅可以用在室內，也可以用在室外。 使用時(shí)不需要特別的清洗--底涂來(lái)處理，特別是對金屬和塑料。  未固化時(shí)，能被含水或含有機溶劑的漆上涂?？梢詽駥裢科嵊糜谄?chē)的接縫和接頭的密封，橡膠與玻璃面的密封，對火車(chē)，船，金屬的密封制造，也可以用于設備， 電氣，塑料，空調，通風(fēng)等工業(yè)的密封和粘合。對大多數物質(zhì)有良好的黏結力：如金屬板（脫脂的，磷酸化的，熱電鍍的，電鍍的）；不銹剛，黃銅，鋁（打磨的，陽(yáng)極化的），玻璃，PA，PVC，PE，PUR-RIM和大部分熱塑性物質(zhì)具有粘接性。

與市場(chǎng)上主流的建筑密封膠相比較，MS 膠具有以下特點(diǎn)：

1）健康環(huán)保

傳統的密封膠（硅酮膠）因含有溶劑，會(huì )釋放出甲醛、VOC（揮發(fā)性有機物）等危害人的身心健康。MS 膠 不含甲醛和異氰酸酯，無(wú)溶劑、無(wú)毒、無(wú)味、VOC 釋放遠遠低于國家標準，是最環(huán)保的建筑膠產(chǎn)品。

2）無(wú)污染

傳統的硅酮密封膠會(huì )析出硅油，使其附著(zhù)污染物質(zhì)，尤其是用亍石材、混凝土等多孔性材質(zhì)時(shí)， 會(huì )對周?chē)a(chǎn)生難以去除的污染。是造成建筑物外立面污染的主要來(lái)源之一，大大降低建筑物的美觀(guān)度 和形象價(jià)值，而 MS 密封膠則從機理上兊服了此類(lèi)缺陷，不會(huì )產(chǎn)生同樣的污染。

3）粘結性

在硅酮膠、聚氨酯膠和 MS 膠中，硅酮膠粘結力相對較弱，聚氨酯膠粘結力強，但需要配合底涂 使用，MS 膠具有優(yōu)異的粘結性能，能夠適應絕大多數建筑基材，無(wú)需底涂粘結。

4）耐候性

MS 膠的分子構造決定了其不俗的耐候性，長(cháng)期暴露在戶(hù)外依然可以保持良好的彈性，膠體本身 不會(huì )產(chǎn)生氣泡，不會(huì )產(chǎn)生龜裂，粘結強度持久如一，具備良好的觸變性和擠出性，適應室外、室內、 潮濕、低溫等多種作業(yè)環(huán)境。

5）涂飾性

傳統的硅酮密封膠無(wú)法使用涂料涂飾，往往需要通過(guò)對膠體的調色，來(lái)保持和外墻涂料的顏色一 致，其生產(chǎn)過(guò)程費時(shí)費事，不僅顏色難以保證完全相同，同時(shí)成本也難以控制。MS 密封膠可以直接 在膠體表面進(jìn)行涂飾作業(yè)，不絕大多數涂料相容，避克了困擾的同時(shí)，又完美實(shí)現外墻顏色的統一， 從而保持建筑主體的美觀(guān)。此外，MS 密封膠對涂料表面不產(chǎn)生污染，涂料還可以延長(cháng)密封膠的使用 年限，更降低了整體成本。 

6）應力緩和

建筑基材會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的推秱而發(fā)生收縮，導致接縫會(huì )有慢慢擴大的傾向，普通密封膠粘結面上會(huì ) 承受較大的力學(xué)作用，發(fā)生密封膠破裂及粘結面破損等問(wèn)題。MS 密封膠同時(shí)兼具應力和彈性，即使 長(cháng)期處于拉伸狀態(tài)，在應力緩和的作用下，可最大限度地消除建筑基材收縮帶來(lái)的影響。

硅烷改性聚氨酯和硅烷改性聚醚合成路線(xiàn)討論（一）  

硅烷改性聚氨酯（SPUR）和硅烷改性聚醚（MS）有什么區別？ 

   這個(gè)問(wèn)題，實(shí)際上很難回到；按照邁圖的講法，在長(cháng)鏈中，有氨基甲酸酯集團（聚氨酯基團）的，就是SPUR；而長(cháng)鏈中，沒(méi)有聚氨酯基團的，一般稱(chēng)為硅烷改性聚醚；但是，筆者用拜耳的ACCLAIM 12200N聚醚，加邁圖的A-LINK25做過(guò)一次實(shí)驗，發(fā)現，這樣出來(lái)的產(chǎn)品；粘度和KANEKA的硅烷改性聚醚，應該比較接近，甚至更低；但是，力學(xué)性能，實(shí)在無(wú)法和KANEKA的MS相提并論。  

   從這一點(diǎn)，筆者開(kāi)始對硅烷改性聚氨酯和硅烷改性聚醚的合成路線(xiàn)，進(jìn)行研究；首先是市場(chǎng)上現有的產(chǎn)品而言；邁圖，拜耳主要是生產(chǎn)SPUR，而鐘淵和瓦克，生產(chǎn)硅烷改性聚醚；但是，這幾家廠(chǎng)商的產(chǎn)品，還是有一些本質(zhì)的區別的； 首先是邁圖，從1050和1015的粘度來(lái)看，我敢負責的講，肯定是用端羥基的產(chǎn)品接枝上硅烷的合成路線(xiàn)；所以，邁圖要講，長(cháng)鏈中有聚氨酯基團，就是硅烷改性聚氨酯；但是，為什么邁圖要強調自己是硅烷改性聚氨酯呢？  

   拜耳的2458，從粘度上來(lái)看，是典型的硅烷改性聚氨酯產(chǎn)品，應該是用拜耳的聚醚加上異氰酸酯，然后用仲胺基硅烷來(lái)進(jìn)行封端；這類(lèi)樹(shù)脂有點(diǎn)是，有脲鍵，耐水性能非常好；化學(xué)性質(zhì)也應該比較穩定；缺點(diǎn)也是同樣的明顯，首先是粘度過(guò)大，其次是產(chǎn)品的自催化作用太明顯，混合的工藝非常難弄，搞不好就在釜內凝膠（這點(diǎn)在做高模量黑膠是特別明顯），實(shí)在是不適合國內國情； 鐘淵的MS，粘度非常低，樹(shù)脂的力學(xué)性能也非常好，203，303，SAT400，產(chǎn)品的模量配備也非常齊全；生產(chǎn)加工性能也非常好；但是，MS從他們自身的宣傳資料上來(lái)看，他們一般不突出耐水性能和耐候性能；而且，從鐘淵的一些相關(guān)產(chǎn)品中， 比如MA樹(shù)脂（MS和環(huán)氧的混合物）的宣傳和一些日本廠(chǎng)商的成品中，也沒(méi)有發(fā)現耐水性能的特別宣傳；這說(shuō)明什么問(wèn)題呢？  

瓦克的STPE，不是很熟悉，從僅有的一些信息來(lái)看，力學(xué)性能是不如鐘淵的，自催化是不適合中國的；價(jià)格好像更是貴的有點(diǎn)離譜；就不做評論了。

硅烷改性聚氨酯和硅烷改性聚醚合成路線(xiàn)討論（二）  

討論完各個(gè)廠(chǎng)商的產(chǎn)品后；然后，再討論一下封端硅烷的類(lèi)型； 

    邁圖：1050和1015都是那三甲氧基硅烷進(jìn)行封端，三甲氧基硅烷的優(yōu)點(diǎn)是反應活性比較高，做出密封膠時(shí)的催化劑，用二月桂酸二丁基錫（DBTL），填加量一般在1000份樹(shù)脂，1到1.5份催化劑左右；但是，樹(shù)脂本身的反應活性高，就好嗎？前面講過(guò)，反應活性高，未必適合中國市場(chǎng)；國內市場(chǎng)的納米碳酸鈣，其他填料的含水率，一般要比國外產(chǎn)品要高，而且不穩定；這樣，如果樹(shù)脂本身的儲存期過(guò)長(cháng)；比如半年左右，那在混合的時(shí)候，對填料水分的要求就更高；而硅烷改性類(lèi)密封膠的生產(chǎn)最大優(yōu)勢就是填料的非烘干工藝；這個(gè)在國內做1050黑膠的時(shí)候，發(fā)生釜內凝膠的現象，就會(huì )比較多；聽(tīng)說(shuō)邁圖現在在搞三乙氧基的硅烷封端產(chǎn)品，希望他們能盡快搞出來(lái)；  

   拜耳：三甲氧基鐘胺基硅烷和NCO反應后，再加上他們用的MESAMOLL的增塑劑；自催化作用非常明顯，甚至不加催化劑，就會(huì )在釜內凝膠，更不適合國內市場(chǎng)；  

   鐘淵：甲基二甲氧基硅烷封端；剛開(kāi)始，我一直不明白，為什么鐘淵要選擇這個(gè)封端？但是，結合前面的討論；就不難明白是為什么了；人家的產(chǎn)品，可是在1980年以前，就推向市場(chǎng)了，當時(shí)的輔料可能會(huì )讓鐘淵不得不選擇這類(lèi)的封端；要特別講的是，鐘淵產(chǎn)品的催化劑選擇，用國內傳統的DBTL，是不行的！只能用所謂的酮二丁基錫（又稱(chēng)螯合錫）類(lèi)的催化劑，100份樹(shù)脂添加量在1到1.2份左右；催化劑用量是比三甲氧基的要大；但是，穩定的加工性能和密封膠的深層固化性能，都會(huì )比較好；從國外的產(chǎn)品來(lái)看，用MS樹(shù)脂的產(chǎn)品，24小時(shí)的深層固化速率，一般都在4mm以上；  

   瓦克：有三甲氧基的，也有甲基二甲氧基的；估計瓦克也意識到了這個(gè)問(wèn)題！我沒(méi)有測過(guò)瓦克的甲基二甲氧基產(chǎn)品，也不清楚，他們如何能做到甲基二甲氧的產(chǎn)品的自催化和不用錫類(lèi)催化劑！   

硅烷改性聚氨酯和硅烷改性聚醚合成路線(xiàn)討論（三） 

硅烷改性密封膠膠，聚氨酯密封膠，硅酮密封膠的性能對比和應用分析 

硅烷改性密封膠，其主要的成份實(shí)際上還是聚氨酯成份，有機硅僅僅用于封端改性上面；其力學(xué)性能要比硅酮膠好很多，適用范圍也與硅酮膠有不同的用處；就筆者的觀(guān)點(diǎn)而言，在大部分的建筑密封（比如室內裝修，水泥接縫，木地板粘結等用途上），硅烷改性密封膠所具有的優(yōu)勢遠遠大于硅酮密封膠；還有，成本也是一個(gè)非常重要的因素；因為硅烷改性密封膠樹(shù)脂能具有遠優(yōu)于107樹(shù)脂的力學(xué)性能；所以，成本優(yōu)勢也是會(huì )在后期的運用中，慢慢地體現出來(lái)；國內的硅酮膠，是一個(gè)非常競爭激烈的市場(chǎng)，產(chǎn)品品質(zhì)也是高低不一（以低性能的為主）；而就力學(xué)性能這個(gè)角度去考慮問(wèn)題的話(huà)，相同的成本，硅烷改性膠的力學(xué)性能，會(huì )遠遠高于硅酮膠；  

而硅酮膠的優(yōu)勢在于耐候性能，以及國內配套的齊全和低技術(shù)門(mén)檻；而隨著(zhù)國內環(huán)保法規的慢慢嚴格，107的成本會(huì )越來(lái)越高；國內硅酮膠的成本優(yōu)勢會(huì )慢慢失去；這個(gè)現象，在歐洲和美國，正在慢慢地發(fā)生；我個(gè)人認為，國內賦予硅酮密封膠太多的應用和功能，而其中許多，是本不該用硅酮膠的；  而聚氨酯密封膠所具有的僅僅是力學(xué)性能優(yōu)勢；它的環(huán)保性能和成本，要遠遠高于硅烷改性膠和硅酮膠；在一些工業(yè)場(chǎng)所，比如汽車(chē)和輪船上用密封膠，聚氨酯曾經(jīng)有比較大的市場(chǎng)占有率，而現在，該類(lèi)市場(chǎng)，正在慢慢的被硅烷改性膠所侵蝕；主要原因是硅烷改性膠具有和聚氨酯膠差不多的力學(xué)性能以及相同的表面涂布性能；而儲存穩定性能和硅酮膠又是一樣的；環(huán)保揮發(fā)物又比聚氨酯膠低很多；有機硅改性所帶來(lái)的粘結力提升使大部分為聚氨酯膠配套的底涂，成為多余；優(yōu)勢是非常的明顯的；  

國外，硅烷改性膠的市場(chǎng)份額，正在逐年提升中；其中的原因，成本對硅酮的替代和力學(xué)性能對聚氨酯的替代，起了非常大的作用；外國人是不傻的，他們應用技術(shù)，我個(gè)人認為，要比國內好很多；用的產(chǎn)品也理性很多。

硅烷改性聚氨酯和硅烷改性聚醚合成路線(xiàn)討論（四）

討論一下鐘淵MS聚醚的合成路線(xiàn)：  

KANEKA的MS，論壇中和一些學(xué)術(shù)論文中，對它的合成路線(xiàn)，主要集中在幾下幾點(diǎn)：  

1.用大分子量PPG（比如拜耳的12200N），改成烯丙基聚醚，然后用含氫硅烷接枝上烯丙基雙鍵，形成MS；

2.直接讓聚醚廠(chǎng)商生產(chǎn)大分子量的烯丙基聚醚，然后硅烷接枝；  

3.用雙官能團的產(chǎn)品（如MDI），來(lái)把單烯丙基單羥基聚醚進(jìn)行合成，然后，進(jìn)行硅烷接枝。

MS建筑密封膠生產(chǎn)制備：

1. 實(shí)驗室研發(fā)制備： 5L行星動(dòng)力混合機（含抽真空系統，降溫系統）；

2. 中試階段制備：300L行星動(dòng)力混合機（含抽真空系統，加熱降溫系統，分裝系統）；

3. 量產(chǎn)制備：600L/1100L行星動(dòng)力混合機（含抽真空系統，加熱降溫系統，分裝系統）.