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最近金屬硅市場價格大漲,導致有機硅的衍生產品,硅酮密封膠價格大漲,而且供應關系變得非常緊張,漲價函、調價表傳遍了整個門窗幕墻行業的“朋友圈“,“一單一議,封單不報”更是成了常態化。中國幕墻網www.gdjiasi.com從業內人士那里了解到:原材料漲價的這種現狀和趨勢,在相當長的一段時間內,都將難以改善。
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因此作為與硅酮密封膠有類似功能的MS膠快速地進入了消費者的視野,但MS膠與傳統的硅酮密封膠還是有著較大的差異,且今市場上的MS膠魚龍混雜,用戶難以辨別好壞。為此,中國幕墻網www.gdjiasi.com特別邀請到“鐘化”公司,從“MS膠的由來,什么是好MS膠?”,以及“MS膠戶外使用情況與耐候性”兩個話題展開論述,以協助門(詞條“門”由行業大百科提供)窗幕墻、設計院所,與房地產、建筑業的用戶正確的選用MS膠。
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上世紀70年代,日本的鐘化(KANEKA)公司發明了以甲氧基硅烷封端的高分子聚醚化合物,以此聚合物為主要功能原料的密封膠產品,具有粘接性好、耐候性優良等優點,完全能滿足建筑接縫的密封需求。為了區別于傳統的硅酮密封膠,使市場更易于接受,當時日本建筑市場把這個新膠種稱呼変成シリコーンシーラント(中文翻譯:改性硅酮密封膠),英文是Modified Siliconesealant(MS密封膠),簡稱MS膠。鐘化公司也將該聚合物商業化命名為鐘化 MS Polymer。 后來隨著市場對這個新膠種的認知度越來越高,MS膠的名稱也慢慢擴散到歐美,以及中國國內。這就是“MS膠”名稱的由來。
以可水解的硅烷對高分子聚合物進行封端改性的技術產品,并不只是鐘化KANEKA公司一家獨有的。上世紀末到本世紀初,一些其他跨國化工公司以及國內公司,也商業化了和鐘化MS Polymer結構類似、但生產技術路線完全不同的硅烷改性聚合物產品,比如瓦克公司的STPE產品,邁圖公司的SPUR產品,這也是可以應用到密封膠、膠粘劑中的,但是各有特點。
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從上圖可以看出,硅烷改性密封膠是一個大的范疇,里面包含了不同硅烷、不同聚合物主鏈的基礎原料制成的密封膠產品。其中由于以鐘化MS為主原料的密封膠的商業應用最早,最廣、最成熟,市場認知度最好,名字也簡單,這樣MS膠就成了硅烷改性聚醚膠的一個代名詞。這一點,在國家標準《硅酮和改性硅酮建筑密封膠》(GB/T 14683-2017)中作了明確說明:改性硅酮建筑密封膠是以端硅烷基聚醚為主要成分、室溫固化的單組分(詞條“單組分”由行業大百科提供)和多組分密封膠,標記為”MS”。但“MS聚合物”這個名稱,作為MS Polymer的中文翻譯,一般還是特指鐘化公司KANEKA的產品。
那么什么才是好的MS膠呢?
這個問題不能一概而論,得從“品質”與“適合性”兩個方面來判斷。
“品質”,要得到保證,首先密封膠有較高的硅烷改性聚合物的含量。近兩年,由于市場競爭激烈,部分膠廠降低密封膠中的硅烷改性聚合物的含量以降低成本,低含量膠在使用伊始,效果還行,但是1-2年后,其耐候性、耐久性、粘接性不足的弱點在逐步顯現,影響建筑質量,最后受害的是終端消費者。其次是要嚴格選用好的原料,特別是主體樹脂,并明確配方比例,嚴格管理制膠過程,確保每支膠都是最優的。制造有品質的密封膠,對制膠企業的經營理念及內部管理能力是一大考驗。
“適合性“,就是”適材適所“,指在合適的位置要選用合適的膠。錯誤的應用配置,必然產生不好的應用效果。適合性的判斷,是需要有較強的密封膠應用理論知識和長時間的應用經驗的,這也是最難的,需要膠企長期的應用積累。
一般地,重視自身品牌的長期建設,并長期深耕于密封膠領域的企業,對“品質“、適合性“均有較強的把握,值得依賴。
下面繼續介紹一下,MS膠在建筑外墻上的典型用膠點,以及抗污染性和耐候性表現情況。
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(圖一)展示了MS膠在建筑外墻的幾個典型應用點:鋁板與石材幕墻的填縫、窗框與墻體的接縫密封、預制混凝土(詞條“混凝土”由行業大百科提供)板的接縫密封防水等。
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圖二、圖三展示了在外墻應用上,硅酮密封膠與MS膠的污染情況的對比。硅酮密封膠本身是一個非常優秀的產品,具有超強的耐候性,但存在致命的缺點,即硅油會污染接縫周邊,表面也不能涂飾。在國內,硅酮密封膠的發展最為成熟,因而在建筑市場,硅酮膠獨占鰲頭,但這也限制了消費者的選擇,從而導致一些本不應該使用硅酮密封膠的領域,被硅酮密封膠占領了。一般來說,硅酮密封膠在幕墻上最適合的是用于在玻璃幕墻的結構粘接及耐候密封。而在石材、混凝土等多孔性基材(詞條“基材”由行業大百科提供)的填縫密封上,MS膠的綜合表現要優于硅酮密封膠。所以選膠的時候,要有“適才適所”的概念,根據實際情況,選用合適的密封膠。
再看耐候性。
由于化學結構的差異,MS膠(主鏈結構為C-O與C-C鍵)的耐紫外線能力,和硅酮密封膠(主鏈為Si-O鍵)對比,稍顯不足。在戶外紫外線的作用下,MS膠的表面會出現少許粉化,所以MS膠,一般不建議用于會被太陽光直接照射到的透光玻璃的粘接上(紫外線會透過玻璃,破壞MS膠與玻璃的粘接面)。但是在石材、金屬、混凝土等非透光的建筑基材粘接上,MS膠的粘接面則完全不會受紫外線的影響,不影響密封防水功能,且無污染。
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為了對MS膠的耐候性進行測定,在市場上購買了三款基于鐘化MSPolymer做成的膠,分別是MS-2(雙組分MS膠)、MS-1(單組分MS膠)、MS-1高耐候(單組分高耐候MS膠),進行老化(詞條“老化”由行業大百科提供)測試。從(圖四)可以看到,MS-1在經過了1800小時的老化后,表面開始出現極輕微裂紋,而當老化時間去到2400小時時,裂紋稍微增加;MS-2在經過了2400小時的老化后,表面基本沒有變化;MS-1高耐候,經過了5200小時的老化后,完全沒有變化,這可是與戶外接近20年的使用時長相當了。據此可以判斷,MS的耐候性比起市面上絕大多數的密封膠要好,完全能滿足戶外的長期使用。
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在實際應用案例中,也采取了割膠進行檢測的評價如(圖五)所示,檢測人員從外墻上把MS膠取出,用于相關性能的測試。
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具體的方法如(圖六),把從外墻上取下來的MS膠條,從表到里每隔一段距離,進行裁切,制作成10mm x 45mm x 1mm的測試基材,并對其進行力學性能的測定。
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從(表三)和(表四)中可以看到,不管是單組分還是雙組分MS膠,或者是使用了10年還是18年,由表到里,各膠層的性能都表現如初,性能穩定。
基于鐘化MSpolymer的MS膠在戶外已經有了四十年的應用實績。1981年日本第一勸業銀行總部,首次在戶外使用了MS膠;1990年,東京都政府大樓同樣是使用了MS膠作為外部的防水密封材料,這是超高層建筑的一個典型代表。除此以外,還有很多的MS膠在戶外建筑應用案例,由于篇幅所限不一一列舉。
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MS膠作為新出現的膠種,在缺乏認識的情況下,初期存在亂象是不可避免的,但作為環保建筑密封材料的一個新方向,中國幕墻網www.gdjiasi.com相信MS膠市場的健康成長,不僅需要各個膠企的自律,加強品質管理,正確推廣應用,也需要用戶的監督,從品牌、品質方面去選擇合適的MS產品,實現行業的優勝劣汰,有序發展。