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单组份聚氨酯密封胶介绍

时间:2018-03-19 17:29 | 浏览量:1688

第一章 单组份聚氨酯密封胶产业分析

1.1密封胶定义与种类

1.1.1密封胶的定义与发展历史

密封材料是具有填充空隙(如孔洞、接头、接缝等)功能的材料,主要分为无定形密封胶和弹性密封材料,其中无定形密封胶是密封材料的主体,种类包括有机硅(包括改性有机硅)类、聚氨酯类、聚硫橡胶类,丙烯酸酯类、氯丁密封胶、丁基橡胶类、SBR橡胶类、沥青、油性嵌缝胶类等。

较早用作密封材料的有沥青及改性沥青、油性嵌缝胶等,这类品种抗位移能力仅为±5 %,适用于静态接缝的密封,且使用寿命短,约5年左右。而用于填充需经受震动或热涨冷缩等所致具有伸缩性的间隙时,则必须采用弹性密封胶,弹性密封胶是将粘接和密封两种功能集于一身的产品,30多年来,弹性密封胶在建筑用密封胶需求量较大。

早在1943年Thiokol公司开发出第一个弹性密封胶产品——双组份聚硫密封胶;在20世纪60年代,一类单组分,室温硫化硅橡胶弹性密封胶开发成功;在这个年代还开发了丁基橡胶型和聚丙烯酸酯系密封胶。70年代出现了双组分和单组分聚氨酯弹性密封胶,丁苯橡胶乳液密封胶和双组分硅酮密封胶,70年代末以来,先后开发了端硅烷聚醚弹性密封胶和端硅烷基聚氨酯密封胶,这类密封胶的主要作用有以下三点:其一是密封建筑、电子、航空等领域的构件接缝,防渗漏、防风雨、减振、隔音、保湿和防气候环境的不良影响等;其二是密封公路、桥梁、跑道、隧道的接缝,防渗、防锈、防腐蚀、防接缝积水,阻止固体物在接缝中沉积,提高结构物的使用寿命;其三是密封管道、储罐、沟渠、接缝,防止压力渗漏,防止物料流失和被污染等。

1.1.2密封胶的种类

1、密封胶在大类上分为“液态”、“热熔”和“厌氧胶”三类。

2、建筑用密封胶属于液态胶。它的通用组成是:主体树脂/橡胶(如聚硫橡胶,聚氨酯树脂)+增塑剂+填料+交联剂+催化剂+防老剂+防紫外线剂+其他。每种密封胶因其组成不同而存在在性能上的区别。建筑用密封胶现在国内有四个支柱产品,即:

(1)聚氨酯密封胶(PU)

(2)硅酮密封胶(SR)

(3)聚硫密封胶(PS)

(4)丙烯酸胶(PA)

1.2聚氨酯建筑密封胶的分类与应用场合

1.2.1聚氨酯建筑密封胶的分类

聚氨酯建筑密封胶产品按包装形成分为单组分(Ⅰ)和多组分Ⅱ两个品种;产品按流动性分为非下垂型(N)和自流平型(L)两个类型。产品按位移能力分为25、20两个级别。产品按拉伸模量分为高模量(HM)和低模量(LM)两个次级别。产品接下列顺序标记:名称、品种、类型、级别、次级别、标准号。

依据《聚氨酯密封胶JC/T482-2003》,单组分聚氨酯密封胶主要性能指标如下表:

试验项目

技术指标

20HM

25LM

20LM

密度

规定值±0.1

流动性

下垂度(N型),mm

≤3

流平性(L型)

光滑平整

表干时间,h

≤24

挤出性,ml/min

≥80

弹性恢复率,%

≥70

拉伸模量,Mpa

23℃

>0.4或>0.6

≤0.4和≤0.6

-20℃

定伸粘结性

无破坏

浸水后定伸结粘性

无破坏

冷拉-热压后的粘结性

无破坏

质量损失率,%

≤7

 

1.2.2聚氨酯密封胶在建筑中的使用场合

 

1、大楼主结构混凝土嵌板间的水平及垂直接头的密封及缝隙的填充;

2、住宅门窗框四周与混凝土或砖墙之间缝隙的密封;

3、建筑幕墙、厕所附属设备等处接头的密封;

4、屋顶缝隙的密封防漏,地板缝隙的嵌缝,地砖的铺设;

5、空调及通风系统中所有接头的密封;

6、给排水系统中各种材质管道插接口处的粘接密封;

7、供气系统中管道接头及泄漏处的密封;
8、地下隧道中混凝土嵌板对接头的密封;地下铁路隧道的粘接、防水、密封;

9、复层玻璃用密封胶及隔热窗框用密封胶;

10、高速公路、桥梁、机场跑道等伸缩性间隙的嵌缝和密封;

11、钢结构的粘接密封;

12、室内装修:组合金属框架建筑、盖板及角部处理、轻质建筑材料、吸音天花板、木头、金属或塑料门窗框架、地台踢脚线及门槛、密封墙体或楼板的贯孔洞,厨房卫浴设施等;

1.2.3.1、交通运输工程:交通运输包括机场跑道、高速公路、地铁、桥梁等;机场停机坪伸缩缝、高速公路(混凝土路面)伸缩缝和路面裂缝维修;地铁盾构管片(环缝、纵缝)、顶板、底板、侧墙变形缝嵌缝密封防水,地铁接地线、穿墙管道、降水井变形缝的密封防水;高架桥防撞墙伸缩缝密封,隧道伸缩缝的密封防水;

1.2.3.2、房屋住宅工程:大楼主结构中混凝土嵌板之间的水平及垂直接头的密封及缝隙的填充;屋顶网格缝缝隙的密封防漏;住宅门窗框四周与混凝土或砖墙之间缝隙的密封;地板的安装,地板缝隙的嵌缝,地砖的铺设;建筑物幕墙(除玻璃幕墙)的接缝密封防水:包括石材、铝塑板、清水混凝土板、保温隔热板材、金属幕墙等;厨房卫浴、厕所附属设备等处接头的密封防水;停车场、地下室伸缩缝密封防水;

1.2.3.3、给排水、供气管道系统:给排水工程(成功应用的项目是南水北调)、污水处理厂、垃圾填埋、伸缩缝的粘接密封;空调及通风系统中所有接头的密封;供排水系统中各种材质管道插接口处的粘接密封;供气系统中管道接头及泄漏处的密封。

 

1.3 聚氨酯密封胶市场应用分析

1.3.1聚氨酯密封胶目前的市场表现

1)聚氨酯建筑密封胶的市场需求

国内单组份聚氨酯建筑密封胶随着国内建筑行业的高速发展,带来一个很好的发展契机,根据中国建筑防水协会年报,2005年,国内建筑用聚氨酯密封胶年应用量为1万吨,而截止至2009年底,国内建筑聚氨酯密封胶年应用量达到2.7万吨,增长率达170%。(引用中国建筑防水协会2009年报)

2)聚氨酯建筑密封胶的生产现状

由于国内聚氨酯密封胶现在主要应用于汽车领域,其生产厂家对建筑市场了解甚少。而据中国建筑防水协会2009年报统计国内现应用到建筑的单组分聚氨酯密封胶有2.7万吨/年,但使用的大多是国外进口的高价产品。众多聚氨酯生产厂家看到这一契机,纷纷致力于聚氨酯建筑密封胶的研制。

 

1.3.2聚氨酯密封胶推广缓慢的原因

1)历史原因:硅酮胶在国内在1970年的引进,在70年代得到了迅速推广,经过近40 年的发展,市场已经成熟。而聚氨酯引进中国较晚,在1985年,导致发展滞后。

2)聚氨酯密封胶生产工艺难以控制。硅酮胶、聚硫胶生产工艺容易控制,而聚氨酯生产工艺复杂,国外很多大的企业在国内投资设厂失败。***致力于 “反实验法”聚氨酯建筑密封胶生产工艺,得以迅速将生产线扩大,已初步形成规模化生产。

3)聚氨酯密封胶因规模化生产难度大,致使配套产品未形成产业化。导致聚氨酯密封胶在原材料价格与硅酮相当情况下,因其工艺成本高昂,成品价格一时难以与硅酮胶相比。

4)聚氨酯密封胶在进入建筑市场时,硅酮胶已经在建筑市场上开始了价格战,这样就没有留给聚氨酯胶很高的利润空间,使它失去了推广的好时机。

  第二章 中国建筑胶使用现状分析

2.1 国内建筑密封胶生产能量与需求分析

2.1.1密封胶的发展速度

1)国家支持

密封胶作为现场嵌填、粘结接缝常温固化的弹性密封材料,是近10年迅速发展起来的新型建材,其产业化得到国家鼓励和支持。城市建筑现代化,建筑设计施工技术进步,装修档次不断提高,使密封胶在建筑工程和家庭装修中的用量迅速增长。特别是20世纪90年代以后,国家在“九五”、“十五”攻关计划中,相继列入中空玻璃密封胶、建筑用中高低模量硅酮密封胶、密封胶生产专用设备和产品标准化等项目,使该行业四大产品技术进步突飞猛进。

2)建筑设计上的需要

现代建筑的发展正朝着设计标准化、施工机械化及建材的轻质、高强和多功能化的方向发展,而建筑结构密封胶以其优异的性能已成为重要化学建材之一,在提高施工速度、美化建筑物、改进建筑质量等方面表现突出,大量用于施工、装修、密封、结构粘接等领域;其次是建筑密封胶本身的优点所使,建筑结构密封胶对建筑物加固粘接,不仅可使构件达到或超过原设计水平,提高强度、稳定性和整体性,还能延长使用寿命、安全可靠,而且施工简便省时,不破坏原有结构,加固后外部美观、密封防漏及防腐,因而受到各方面的关注。我国近年经济保持高速发展,高质量的铁路、公路、桥梁、水利工程、楼盘等建设蓬勃开展,对建筑密封胶有着巨大的需求。

2.1.2国内各种建筑密封胶使用情况分析

1)国内硅酮胶厂家上千家,产值达亿元以上的硅硐胶厂家就有几十家,包括白云、之江、新展等。加上国外进口的道康宁、波士等,行业估计中国硅酮胶年用量在十万吨以上。聚硫胶因产品适用性原因,用量较少,每年预估在1万吨左右。

2)国内聚氨酯厂家只有十家左右,产量总预估为1万多吨,现在主要应用于汽车领域,建筑领域应用的产品基本上是进口的SIKA等品牌。国内像普赛达公司产品因为未做推广,知之甚少。

 

2.2 国外各类建筑胶的使用情况分析 

2.2.1美国建筑密封胶的应用情况

  

 

2.2.2日本建筑密封胶的应用情况

  

    

  

2.2.3中国建筑密封的应用情况

 

    

 

2.3聚氨酯建筑密封胶在国内的前景分析

由于聚氨酯密封胶具有其它密封胶种不可替代的优点,专家们预测: 在未来的10 年里, 中国的聚氨酯生产仍将以10% 速度增长, 到2015 年中国将成为全球较大的聚氨酯市场。

第三章  建筑聚氨酯密封胶美好前景的产品性能优势可行性

第一节  各种密封胶组成与性能

一、  聚硫胶:

聚硫密封胶的组成:

(1)基础化合物:按照主链结构不同,主要有聚醚主链、端巯基聚合物,聚酯主链、端巯基聚合和聚氨酯主链、端巯基聚合物三种;

(2)固化剂:主要有金属氧化物类如氧化锌、氧化铅、氧化钙、氧化铁、氧化钴等,金属过氧化物类如过氧化锌、过氧化镁、三氧化二锑、二氧化锰等,无机氧化剂类如铬酸钠、铬酸钾、硼酸钠、硼酸铵、氯酸钠等,有机过氧化物类如过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化氢、过氧化甲乙酮等,有机氧化剂类如硝基苯、二硝基苯、其他肟类化合物等,其他类型苯醌、二异氰酸酯、糠醛、活性酚类等;

(3)填料:分为补强填料和非补强填料,补强填料有热裂解炭黑、半补强炭黑、气相法白炭黑等,非补强填料有重质碳酸钙、硫酸钡、云母粉、硅藻土等;

(4)阻滞剂:聚硫密封胶分子中硫代基的氧化和反应完成的,由于某些固化剂即使在室温条件下其固化速度相当快,可操作时间短,添加阻滞剂的主要作用是使密封胶的交联固化反应速度变慢,使体系具有适当的使用期。

(5)增粘树脂:提高聚硫密封胶对基材的粘附性能,多采用添加环氧树脂、酚醛树脂、松香树脂等提高密封胶在基材表面的粘接强度和其他的物理性能;

(6)附着力促进剂:提高聚硫密封胶在基材表面的粘结性能和提高密封胶的耐水性能,如苯胺甲基三甲氧基硅烷等。

聚硫密封胶的性能:

聚硫密封胶具有优良的耐油、耐溶剂、抗振动、耐疲劳和耐寒等性能,同时还具有极低的透气性、透水性和长期储存稳定性的特性。体系中的双硫键耐紫外、热氧老化性能和耐久性能差,抗形变位移能力差,压缩和伸长的永久变形逐渐增大,表面易出现龟裂,同时由于硫的存在在接触铜、铅等金属时会有金属斑点出现。

二、硅酮密封胶:

硅酮密封胶的组成:

(1)基础化合物:低粘度的聚有机硅氧烷基础聚合物;

(2)交联剂:含有2个或2个以上硅官能基团的硅烷或硅氧烷;

(3)催化剂:主要为锡化合物、钛化合物和铂化合物等;

(4)填料:气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、半补强性填料、增量填料和耐热填料等;

(5)添加剂:包括增塑剂、硫化促进剂、链增长剂、触变剂、增粘剂、稳定剂(羟基或水分清除剂)、耐热和耐氧老化剂等。

硅酮密封胶的性能:

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