什么是MS膠

什么是MS膠

MS膠是硅烷改性聚醚膠的簡(jiǎn)稱(chēng)，主要是以MS聚合物為基礎聚合物，配合填料，增塑劑以及其他功能性助劑而成的單組分或雙組分彈性密封膠，是繼硅酮膠（SR）、聚氨酯膠（PU）之后發(fā)展起來(lái)的新一代建筑密封膠。主要應用于建筑工程和裝飾裝修的粘接、填縫、接縫、密封、防水、補強等領(lǐng)域。隨著(zhù)人們對MS膠優(yōu)點(diǎn)的認識不斷加深，其在冷藏車(chē)、集裝箱、電梯工業(yè)領(lǐng)域的應用也在不斷擴展。

MS膠經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展歷程

1979年，日本鐘淵化學(xué)工業(yè)公司(Kaneka）開(kāi)發(fā)成功有機硅改性聚醚密封膠（也稱(chēng)端硅烷基聚醚密封膠）基礎聚合物。

1980年，日本Kaneka公司最先制備出以端硅烷聚醚為基料的彈性密封膠，并于1981年開(kāi)始在大型建筑和高端建筑中推廣應用。

1982年后，日、美及歐洲各國競相對端硅烷基聚醚基礎聚合物及其彈性密封膠、彈性膠黏劑進(jìn)行研究，促進(jìn)了MS膠的快速發(fā)展。

近年來(lái)，MS膠異軍突起，生產(chǎn)企業(yè)不斷增多，相關(guān)技術(shù)進(jìn)步迅速，在世界建筑密封膠市場(chǎng)占據越來(lái)越大的份額。

MS膠組成

MS膠主要原料包括：端烷基聚醚（MS預聚體）、增塑劑（鄰苯二甲酸二辛脂，簡(jiǎn)稱(chēng)DOP；鄰苯二甲酸二芐脂，簡(jiǎn)稱(chēng)DCP；鄰苯二甲酸二丁脂，簡(jiǎn)稱(chēng)DBP等），氣相白炭黑、硅烷偶聯(lián)劑、催化劑、硅烷偶聯(lián)劑、耐老化助劑，除水劑等。

MS預聚體本身強度不高，若采用其制備密封膠，必須添加能起到一定補強作用的填料。填料的種類(lèi)和用量顯著(zhù)影響密封膠的力學(xué)性能和流變性能。如在透明MS膠的制備中，通常采用白炭黑作為補強填料。

增塑劑的主要作用是削弱聚合物分子間的范德華力，從而增加聚合物分子鏈的移動(dòng)性，降低聚合物分子鏈的結晶性，即增加了聚合物的塑形，表現為聚合物的硬度、模量、軟化溫度和脆化溫度下降，而伸長(cháng)率、曲撓性和柔韌性提高。密封膠中加入DOP，能夠起到增加流動(dòng)性、降低硬度、調整模量的作用，但是如果加入過(guò)量不僅會(huì )造成DOP的遷移和滲出，還會(huì )影響密封膠的下垂性和力學(xué)性能。

催化劑具有兩大作用：（1）室溫下加速交聯(lián)固化，縮短固化時(shí)間；（2）賦予膠料良好的貯存穩定性。MS膠催化劑主要有辛酸亞錫、丁酸錫、二乙酸二丁基錫、二辛酸二丁基錫、螯合錫、二月桂酸二丁基錫、三烷基胺等。其中最常見(jiàn)的催化劑是二月桂酸二丁基錫。

硅烷偶聯(lián)劑的分子中同時(shí)具有兩種不同化學(xué)性質(zhì)的官能團，一端的烷氧基能與空氣中的水分反應生成活性的硅羥基，硅羥基能與基材表面的羥基發(fā)生縮合反應，形成穩定的化學(xué)鍵作用；另一端的反應性官能團能與聚合物反應結合，在密封膠和基材之間形成一種類(lèi)似于橋梁的作用。同時(shí)，硅烷偶聯(lián)劑還能作為聚合物固化反應的交聯(lián)劑，提高最終MS 膠產(chǎn)品的交聯(lián)密度。

MS聚合物分子鏈主要由C—C 鍵及 C—O 構成，其鍵能相對 Si—O 鍵較低，在紫外光照射下更容易斷開(kāi)，會(huì )影響MS 膠的耐老化性能，因而需要在配方體系中加入耐老化助劑，提升其耐老化性能。

單組分MS密封膠的濕氣固化機理決定了其體系中水分越少越好，保證其在貯存期內（360d）性能基本沒(méi)有變化。常被用作密封膠除水劑的是乙烯基三甲氧基硅烷（WD-21）或乙烯基三乙氧基硅烷，因其烷氧基硅烷與水反應的活性較高，可以快速地消耗掉體系中的水分而提高密封膠的貯存穩定性。

MS膠的性能和特點(diǎn)

一切材料的性能和特點(diǎn)源于結構。MS膠之所以具有如此良好的綜合性能，與其基礎聚合物（端硅烷基聚醚）的特殊結構有很大關(guān)系。詳見(jiàn)表1。

表1 幾種密封膠的綜合性能對比

下面介紹下MS膠一些突出的特點(diǎn)：

1、對基材粘結的廣泛性

由于基礎聚合物（端硅烷基聚醚）的低表面能和高滲透力，使MS膠對多數無(wú)機、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。詳見(jiàn)圖1。

圖2 MS膠和PU長(cháng)期使用后對比

3、環(huán)保性

端硅烷基聚醚是以硅烷氧基封端聚醚的長(cháng)鏈結構，不會(huì )像PU含有毒性的異氰酸酯基團和游離異氰酸酯。端硅烷基聚醚粘度低，具有良好的作業(yè)性，無(wú)需使用有機溶劑調節配方的工藝操作性能。因此，MS膠可以完全做到不添加任何有機溶劑，其總揮發(fā)性有機物（VOC）很低。詳見(jiàn)圖3。

圖4 SR和MS膠涂飾前后對比

MS膠合成工藝

主要合成工藝路線(xiàn)：將一定量的預聚體、增塑劑和白炭黑加入至行星雙軸攪拌混合釜中，開(kāi)啟高速分散和低速攪拌；攪拌均勻后，加入其余助劑，制得膠料，包裝。以下介紹Kaneka和Wacker的合成路線(xiàn)。詳見(jiàn)圖5和圖6。

Kaneka研制的MS是通過(guò)將含有可水解基團的硅烷化合物，以相關(guān)化學(xué)反應連接到平均相對分子質(zhì)量為5000～10 000且具有雙官能度的聚醚的端基上制得。該硅烷改性聚醚的合成通常由兩步法完成。第1步，以烯丙基聚醚醇、端羥基聚醚等為原料，以二鹵甲烷為擴鏈劑，以苛性堿作為催化劑，通過(guò)擴鏈反應制得烯丙基封端的聚醚中間體；第2步，在鉑系催化劑存在下，通過(guò)端硅烷基化反應將精制的中間體與甲基二甲氧基硅烷反應制得硅烷改性聚醚。詳見(jiàn)圖5。

圖 6 瓦克雜化STP-E基礎聚合物合成示意圖

各類(lèi)密封膠市場(chǎng)份額占比情況

室內裝修基本以硅酮膠為主，占比達到60%，尤其以玻璃膠居多，占據市場(chǎng)主流的是為數眾多的小品牌，其性能和品質(zhì)都參差不齊，環(huán)保綠色更是沒(méi)有保證。詳見(jiàn)圖7。

圖8全球各種密封膠市場(chǎng)應用占比分布

MS膠在建筑中的應用

隨著(zhù)建筑高層化和建筑工法專(zhuān)業(yè)化的發(fā)展，對防水材料、粘結劑以及密封膠等材料的性能提出了更高要求，特別是在環(huán)保、節能、美觀(guān)等方面。因此，性能優(yōu)異MS膠一出現，就受到了廣泛的關(guān)注，并且在世界密封膠市場(chǎng)上的占有率穩步提高。據相關(guān)調查報告顯示，在歐洲的密封膠材料市場(chǎng)中，MS膠的市場(chǎng)占有率約為10%。隨著(zhù)中國經(jīng)濟的增長(cháng)，特別是建筑工法的發(fā)展與升級，住宅工業(yè)化、因地選材等觀(guān)念逐漸為人們所熟悉。開(kāi)發(fā)出適合中國建筑特點(diǎn)的MS膠備受市場(chǎng)期待。詳見(jiàn)圖9和圖10。

圖10 MS膠在建筑內外裝飾中的應用示意圖

MS膠在國內的現狀

2017年MS膠市場(chǎng)風(fēng)光無(wú)限，據統計，2018年3-10月期間召開(kāi)關(guān)于MS膠的大小研討會(huì )高達17個(gè)，參會(huì )者踴躍，舉行會(huì )議的機構大賺。但近期大量受高利誘惑紛紛轉型生產(chǎn)MS膠的廠(chǎng)家卻開(kāi)始熄火?主要原因有以下幾個(gè)方面：

1.2018年上半年硅油、107膠價(jià)格持續暴漲，吸引很多硅酮膠廠(chǎng)家承紛紛轉型生產(chǎn)MS膠，但是因缺乏成熟的MS膠生產(chǎn)工藝，而且國內的硅烷改性聚醚樹(shù)脂（MS膠的基礎原料）品質(zhì)參差不齊，使他們難以保持產(chǎn)品質(zhì)量的穩定性。

2.房地產(chǎn)開(kāi)工持續回落，市場(chǎng)需求減少。進(jìn)入2018年10月底，硅油、107膠大幅回調到21元/Kg左右，使MS膠的生產(chǎn)成本失去了優(yōu)勢。

3.產(chǎn)能過(guò)剩，跟風(fēng)嚴重。據統計，截至2018年國內跟風(fēng)上馬的MS膠大小生產(chǎn)裝置多達500多家，導致產(chǎn)能過(guò)?，F象重現，低價(jià)競爭價(jià)格戰涌現。

來(lái)源：國化新材料