CN109135648A - 一种装配式建筑用双组分ms密封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式建筑用双组分MS密封胶，由主剂、固化剂、适量色浆组成，所述主剂、固化剂之间的质量比为10:1；所述主剂由内部质量份数比如下的下述组分组成：MS预聚体30～35质量份；增塑剂20质量份；活性碳酸钙30～35质量份；重质碳酸钙10～12质量份；气相二氧化硅2质量份；触变剂2质量份；光稳定剂1质量份；抗氧化剂1质量份；所述固化剂由内部质量份数比如下的下述组分组成：催化剂20质量份；有机胺5质量份；增塑剂75质量份。本密封胶具有低模量、表面可涂饰、储存稳定性好、环保无污染等特点，满足标准JC/T 881—2001《混凝土建筑接缝用密封胶》中25LM级别产品性能指标要求。

Description

一种装配式建筑用双组分MS密封胶及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术，特别涉及一种装配式建筑用双组分MS密封胶及其制备方法。

背景技术

20世纪50～80年代，装配式建筑曾在我国风靡一时；但到80年代后,却几乎绝迹了。究其原因,一是当时的装配式建筑结构强度无法得到保证；另一个则是缺少合适的外墙板缝密封材料，导致装配式建筑渗漏严重，阻碍了这类建筑的发展。随着我国节能环保压力的增大，国家开始倡导绿色建筑的发展，装配式建筑才再次迎来发展契机，与之配套的装配式外墙板缝用密封胶的需求量也将呈上升趋势。

常用的建筑防水密封胶主要包括硅酮密封胶、聚氨酯密封胶和改性硅酮密封胶又称聚醚密封胶，简称MS密封胶等，几种密封胶的综合性能对比见表1。硅酮密封胶具有很好的耐候性，国内有些装配式建筑项目中也采用过此类密封胶作为外墙板缝密封材料，但是个别项目已经出现外墙板缝开裂、漏水等现象；同时，硅油渗出会污染建筑物，服役到期需要维修时，渗出的硅油又会起到类似脱模剂的作用，使得新打的硅酮胶很难实现与基材的可靠粘接。实际上，早在20世纪70年代，国外装配式建筑维修工程中也曾出现过类似问题。因此，在装配式建筑领域，国外几乎不使用硅酮密封胶；以装配式建筑发展较为成功的欧美及日本为例，欧美多采用聚氨酯密封胶，日本则以MS密封胶为主要市场，占有量达到80％以上。考虑到国内市场上的多数聚氨酯密封胶耐久性相对较差，建议装配式建筑非暴露部位采用低模量聚氨酯密封胶，暴露部位则采用MS密封胶。

表1几种常用密封胶综合性能对比

MS密封胶分子主链为甲氧基硅烷封端的大分子聚醚,固化后形成以Si—O—Si为骨架的三维空间网络结构，既具有硅酮密封胶很好的耐久性、抗形变位移能力，又具有聚氨酯密封胶良好的粘结性、可涂饰性、低沾污性，且对大多数基材粘结良好；可长期暴露于室外使用，特别适合用于装配式建筑外墙板缝的密封防水。然而，目前我国市场上的MS密封胶主要依靠进口，开发出我国自己的装配式建筑用MS密封胶意义重大。

本申请人以硅烷改性聚醚(MS预聚体)为主要原料，制备了一种装配式建筑用双组分MS密封胶及其制备方法，优选工艺参数，并验证了其在装配式建筑中的应用性能。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，提供一种装配式建筑用双组分MS密封胶及其制备方法，使其性能满足标准JC/T 881—2001《混凝土建筑接缝用密封胶》中25LM级别产品的性能指标要求，且具有低模量、表面可涂饰、储存稳定性好、环保无污染等特点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种装配式建筑用双组分MS密封胶，其特征在于，由主剂、固化剂、适量色浆组成，所述主剂、固化剂之间的质量比为10:1；

所述主剂由内部质量份数比如下的下述组分组成：

所述固化剂由内部质量份数比如下的下述组分组成：

催化剂20质量份；

有机胺5质量份；

增塑剂75质量份。

优选的，所述催化剂为有机锡；

优选的，所述有机胺为月桂胺。

所述装配式建筑用双组分MS密封胶的制备方法，包括：

一、主剂制备：

将精确计量的预聚体、增塑剂、活性碳酸钙、重质碳酸钙、光稳定剂、抗氧化剂、触变剂等加入反应釜中，采用双行星动力混合机搅拌至均匀；加入气相二氧化硅，继续搅拌并高速分散2h；出样，检测触变性，合格后包装。

二、固化剂制备：

将精确计量的有机胺(月桂胺)、催化剂(有机锡)、增塑剂加入四口瓶中，常温下搅拌30min，包装。

三、混合搅拌：

将主剂和固化剂按质量比10:1进行混合，并配以适量的色浆，搅拌均匀后，制成MS密封胶。

本发明的优点和有益效果：与现有技术相比，本发明以MS预聚体(硅烷改性聚醚)为主要原料，加入增塑剂、粉料、触变剂、催化剂等助剂，制备了一种装配式建筑用双组分MS密封胶，该密封胶具有低模量、表面可涂饰、储存稳定性好、环保无污染等特点，其性能满足标准JC/T 881—2001《混凝土建筑接缝用密封胶》中25LM级别产品的性能指标要求；产品经模拟施工和实际工程试用证实,具有较好的施工性能和耐久性能，可用于装配式建筑各类板缝的密封防水。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例和实验数据对本发明进行详细描述。

1、工艺参数选择与测试

1.1主要原料

MS预聚体(硅氧烷改性聚醚)：S810,钟化贸易上海有限公司；

增塑剂：邻苯二甲酸二异癸酯DID0,美国爱克森美孚石油公司；

气相二氧化硅：HDKV15A,德国瓦克；

活性碳酸钙：2T-JI,欧米亚；

重质碳酸钙：1250目，欧米亚；

国产触变剂：聚酰胺蜡D680,上海核心化学有限公司；

进口触变剂：SLX,法国克雷威利D；

抗氧剂：1010,市售；

光稳定剂：UV765,市售；

催化剂：辛酸亚锡(T-9),美国气体化工；

月桂胺，市售；

1.2主要仪器设备

双行星动力混合机：10L,ROSS；

电动搅拌器：功率200W；

温度控制器：温度范围0～200℃，分辨率0.1℃；

天平：称量范围3000g,精度0.1g；

黏度计：博勒飞锥板黏度计。

1.3制备方法

(1)主剂制备:主剂的典型配方见表2；将精确计量的预聚体、增塑剂、粉料、触变剂等加入反应釜中，采用双行星动力混合机搅拌至均匀(约1h)；加入气相二氧化硅，继续搅拌并高速分散2h；出样，检测触变性，合格后包装。

表2主剂典型配方

原料名称	质量份数	原料名称	质量份数
				MS预聚体	32	气相二氧化	2
增塑剂	20	触硅变剂	2
				活性碳酸钙	30	光稳定剂	1
重质碳酸钙	12	抗氧剂剂	1

(2)固化剂制备:典型配方见表3；将精确计量的月桂胺、有机锡催化剂、增塑剂加入四口瓶中，常温下搅拌30min,包装。

表3固化剂典型配方

原料名称	质量份数		原料名称	质量份数
					有机锡	20		增塑剂	75
有机胺	5

(3)混合搅拌：将主剂和固化剂按质量比10:1进行混合，并配以适量的色浆，搅拌均匀后制成MS密封胶。按照标准JC/T 881—2001《混凝土建筑接缝用密封胶》中的方法进行制样，并测试各项性能。

1.4参数选择与性能测试

(1)MS预聚体用量对密封胶性能的影响：

MS预聚体作为MS密封胶最重要的原料，对其性能起到近乎决定作用。因此，有必要考察MS预聚体用量对密封胶产品性能的影响。详细结果见表4。需要注意的是，为了保证密封胶的综合性能，在调整MS预聚体用量时，应适当调整液料和粉料的比例，以保持液料和粉料的总量不变。

表4MS预聚体用量对密封胶性能的影响

如表4所示,MS预聚体的用量对最终MS密封胶产品的拉伸强度、断裂伸长率及模量等性能都有直接的影响。具体来说，随着MS预聚体用量的增加，密封胶的力学性能提高，但是产品的黏度也随之增加；当MS预聚体含量低于25质量份数时,制得的密封胶施工时易流挂拉丝；而MS预聚体含量高于35质量份数时，制得的密封胶黏度太大，也不易施工。综合考虑密封胶的性能和生产成本，较合适的MS预聚体用量宜控制在30～35质量份数之间。

(2)粉料用量对密封胶性能的影响

本实施例采用活性碳酸钙和重质碳酸钙复配粉料体系。与常规钙粉相比，欧米亚的活性钙粉能够降低密封胶模量，提高密封胶的延伸率和耐老化性能；降低密封胶的黏度，提高密封胶的操作施工性能。但是其成本较高，可通过加入适量重质碳酸钙复配使用，既能在一定程度上降低成本，又不会对密封胶的性能起到负面作用。复配粉体的用量对密封胶性能的影响见表5。

表5粉料用量对密封胶性能的影响

如表5所示，随着粉体用量的增加，密封胶的拉伸强度和模量均逐步提高；当粉料的用量小于30质量份数时，密封胶的模量太低，回弹性也变差,施工易出现流淌现象；当粉料用量增加到45质量份数以上时，主剂的黏度太大,很难搅拌均匀。综合考虑密封胶的性能,粉料用量宜控制在40～45质量份数之间。

(3)触变剂种类对密封胶性能的影响

密封胶中常用的触变剂为聚酰胺蜡，比较有代表性的有进口的SLX和国产的D680,二者对MS密封胶性能的影响见表6。

表6触变剂种类对密封胶性能的影响

如表6所示，采用国产触变剂D680制备的密封胶主要力学性能与采用进口触变剂SLX制备的密封胶的主要力学性能接近，且施工应用性能无差异。从成本考虑，本文采用了国产D680作为触变剂。

(4)气相二氧化硅用量对密封胶性能的影响

在密封胶中添加适量的气相二氧化硅，可以起到减轻产品重量、降低产品成本、消除产品内应力、确保产品尺寸稳定性等作用；配合聚酰胺蜡使用，还可提高产品的触变性和挤出性。本文采用的气相二氧化硅，与粒径大的空心玻璃微球相比，其制备的密封胶表面细腻、无明显沙粒感,易涂饰、亚光效果好。气相二氧化硅用量对密封胶性能的影响见表7。

表7气相二氣化硅用量对密封胶性能的影响

由表7可以看出，/M气Pa相二氧化硅的用量对密封胶性能有较大的影响,用量为1％时，密封胶的触变性较差，施工时易拉丝；用量高于3％时，密封胶的模量明显提高，易断裂。气相二氧化硅的用量宜为2％。

(5)MS密封胶的综合性能

根据上述试验结果,进行配方优化后制得MS密封胶，并按标准JC/T 881—2001中的方法进行性能测试,详细测试结果显示制得的MS密封胶性能符合标准JC/T 881—2001中25LM级别的要求；同时，由于具有较好的耐久性，可用于装配式建筑外墙板缝的密封防水。

(6)MS密封胶的储存稳定性能

本方法制备的双组分MS密封胶，主剂采用铁桶包装、固化剂采用袋装，配胶时将主剂和固化剂混合搅拌均匀即可。将密封胶的主剂和固化剂于室内储存一定时间后，观察主剂表观形貌，并测试主剂、固化剂的黏度，密封胶固化后的模量等性能指标，以考察密封胶的储存稳定性。详细测试结果见表8。

表8双组分MS密封胶的储存稳定性能

注：1黏度测定条件:25℃下，采用7号转子,转速为1r/s。

从表8中的数据可以看出，密封胶主剂经过12个月的室内储存后，表面未出现结皮和固化现象，黏度有上升的趋势,但并不明显；与储存相同时间的固化剂混合制得的MS密封胶，模量基本保持不变。此外，在整个储存周期内，固化剂的黏度未发生变化。由此可见，本文制得的MS密封胶具有较好的储存稳定性能，储存12个月后，密封胶的性能未出现明显衰减。

2、模拟施工

通过模拟装配式建筑的实际施工情况，检验了双组分MS密封胶的施工应用性能。模拟施工分为室内模具施工和室外施工两个部分,室内模具采用铝合金材质，主要考察密封胶的施工操作性能；室外施工采用砂浆板，主要考察密封胶施工后与基材的粘结性能、耐候性等。

模拟施工的工艺流程包括：基层处理—填嵌背衬材料贴美纹纸，涂刷底涂密封胶配胶搅拌，打胶，表面修饰，撕除美纹纸。从模拟施工的情况来看，MS密封胶打胶顺滑，不拉丝；打胶后2h内，可修饰胶体表面；4h左右，胶体实现表干；24h内，胶体实现实干；同时，胶体在模具和砂浆板上均能粘接牢固。本方法制备的MS密封胶能够满足装配式建筑的施工性能要求。

要检验密封胶施工后与基层的粘结效果,还需在施工后进一步检查密封胶的性能，主要包括粘接面是否开裂、在拉伸情况下胶体是否开裂、延伸率是否达标等项。该测试应在密封胶施工两个月后进行，以保证胶体已经充分固化，并经过一段时间的热胀冷缩过程。测试方法主要有指触试验和拉伸试验两种。

(1)指触试验：该测试是用按压法检查胶体与基层是否粘接可靠。具体做法为:采用竹板或者其他硬板按压密封胶与基材的粘接处,观察有无剥离；若胶体与基材间没有出现剥离,即说明粘接牢固可靠。经按压实测，模拟施工的胶体与基材间未出现剥离现象，说明本方法制备的MS密封胶与基材粘接牢固可靠。

(2)拉伸试验：该测试是在胶体上画一个10mmx200mm的矩形框；在中间100mm处哩中线，然后向下20mm,画两个10mmx10mm的框，下部的框涂阴影。将密封胶沿着右侧的线从上到下切开左侧切到100mm处，并将胶条拉出；沿垂直胶体90°的方向拉伸胶条，直至拉断，观察胶条左侧与砂浆块的粘接面是否有剥离，测量、记录阴影的长度L,并按以下公式计算密封胶的伸长率：伸长率＝(L-10)A0]x100％。

拉伸试验结果判定：如果胶条在拉断前,左侧与砂浆块的粘接处沿着100mm中线处向上裂开，则判定粘接不牢靠；如果胶条拉断时，左侧与砂浆块的粘接处未出现剥离，则判定粘接可靠。

经过实测，模拟施工中的MS胶条伸长率为450％；胶条左侧与砂浆块粘接处未出现剥离破坏，判定模拟施工粘接可靠。

(3)户外曝晒测试

上述室外模拟施工的样块在户外(北京顺义某地曝晒1a后，未发现开裂、起粉、漏水等现象。户外曝晒测试结果表明，本文制备的MS密封胶具有较好的耐候性、耐紫外性,对砂浆块基材长期粘接良好。

3、应用实例

本方法制备的双组分MS密封胶批量生产后，已在上海大华和合肥海龙两个装配式建筑项目中实际应用。其中，上海大华装配式建筑样板楼项目的外墙施工缝为600延米；合肥海龙装配式建筑办公大楼项目的内、外墙和保温层施工缝共约1500延米。两个项目均在2016年11月完成施工，我们也会在后期跟踪项目的施工效果。另外，沈阳北约客置地广场地下室工程防水，大面积采用高分子湿铺防水卷材,细部节点配套采用节点防水密封膏进行密封,做到大面及细节部位与混凝土同步反应粘结，形成致密的封闭层，有效解决渗漏水问题。底板施工采用空铺与干粘法，侧墙与顶板采用湿铺与干粘法，卷材铺设整体施工效率高、工期快，很好地完成了施工任务,有效保障了地下工程的安全可靠。

Claims (3)

1.一种装配式建筑用双组分MS密封胶，其特征在于，由主剂、固化剂、适量色浆组成，所述主剂、固化剂之间的质量比为10:1；所述主剂由内部质量份数比如下的下述组分组成：MS预聚体30～35质量份；增塑剂20质量份；活性碳酸钙30～35质量份；重质碳酸钙10～12质量份；气相二氧化硅2质量份；触变剂2质量份；光稳定剂1质量份；抗氧化剂1质量份；所述固化剂由内部质量份数比如下的下述组分组成：催化剂20质量份；有机胺5质量份；增塑剂75质量份。

2.根据权利要求1所述的装配式建筑用双组分MS密封胶，其特征在于，所述催化剂为有机锡；所述有机胺为月桂胺。

3.根据权利要求1或2所述装配式建筑用双组分MS密封胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(一)主剂制备：

将精确计量的预聚体、增塑剂、活性碳酸钙、重质碳酸钙、光稳定剂、抗氧化剂、触变剂等加入反应釜中，采用双行星动力混合机搅拌至均匀；加入气相二氧化硅，继续搅拌并高速分散2h；出样，检测触变性，合格后包装。

(二)固化剂制备：

将精确计量的有机胺、催化剂、增塑剂加入四口瓶中，常温下搅拌30min，包装。

(三)混合搅拌：

将主剂和固化剂按质量比10:1进行混合，并配以适量的色浆，搅拌均匀后，制成MS密封胶。