工业化建筑用双组份硅烷改性密封剂的制作方法

文档序号:14665718发布日期:2018-06-12 19:04阅读:196来源:国知局

本发明涉及一种密封材料及其制备工艺,具体涉及工业化建筑用双组份硅烷改性密封剂,属建筑行业粘接密封材料技术领域。



背景技术:

工业化建筑又称为装配式建筑,是以工厂化生产的预制混凝土构件为主,通过现场装配的方式建造的混凝土结构建筑。与传统现浇混凝土结构建筑相比,具有六无一少、安全环保、快捷高效等优点。装配式建筑建造方式是现场装配拼接,因此接缝处的处理质量直接影响到整个建筑的长期寿命及安全使用情况。目前,建筑结构外墙接缝防水主要采用构件和材料相结合的双重防水措施,其中,密封胶成为其第一道防水线,其性能直接关系到工程防水效果;混凝土建筑外墙受阳光照射,风雨侵蚀等环境影响,密封胶亦具有较好的耐候性能;另外,装配式混凝土建筑结构接缝容易受到载荷、温度等影响而发生较大变形,因此,密封胶的低弹摸、高强度、抗疲劳(载荷),强粘结等力学性能也需满足相应的要求。

目前,高性能建筑密封胶主要有:硅酮、聚氨酯和聚硫密封胶等。其中,聚硫密封胶具有低温固化速度慢、易老化变硬、耐久性差,且带有强烈刺激性的气味,已逐渐退出工业使用范围;聚氨酯密封胶具有强度高、抗撕裂、柔软耐磨、耐穿刺、耐油、耐介质腐蚀等特点,但具有气孔多,固化速度较慢、耐湿热和耐老化性能差,储存稳定性差等缺点;硅酮密封胶具有固化快、不起泡、强粘接、耐湿热、耐老化、储存稳定性好等优点,但具有装饰性差、不能涂漆、撕裂强度低、不耐穿刺、胶层易产生油状渗析污染物等缺点。

硅烷改性聚醚树脂密封胶具有上述密封胶的综合优点,自从20世纪80年代开始进入市场并迅速发展,该产品在日本密封胶市场占有率已保持在50%左右。20世纪90年代,欧美也相继开发了硅烷改性聚氨酯密封胶产品。近年来随着我国装配式建筑产业的发展,工业化建筑用硅烷改性密封剂得到了我国建筑行业的充分重视。

广州白云申请发明(申请号201610109175.5)公开了一种用于装配式混凝土建筑密封的硅烷改性聚醚胶,由端硅烷基聚醚、增塑剂、增量填料、色粉、触变剂、紫外吸收剂、紫外稳定剂、水份清除剂、粘接促进剂、固化剂制备而成;对水泥预制板在常温或泡水后均具有良好的粘接力,适合用于装配式混凝土建筑的接缝密封。由于单组分型的产品固化时,是由表层向内层逐步进行的,其固化速度对气候的依赖性很大,导致单组分型产品的性能和使用受到限制。比如单组份硅烷改性密封胶的弹性恢复率(B法)就难以满足相关技术标准要求。

北京天山发明专利(ZL201110299470.9)公开了一种双组份硅烷封端型密封粘接剂,包括A组分和B组分,其中,A组分由含硅烷封端预聚物、增塑剂、触变剂、紫外线吸收剂、紫外线稳定剂、水份清除剂、促进剂、固化剂、着色剂、增量填料和补强填料构成;B组分由含硅烷封端预聚物、增塑剂、助催化剂、表面活性剂、吸水剂材料;其中,组分A与组分B以5:1至49:1的重量比混合。通过选择和调节体系中催化剂和助催化剂种类及用量,可有效地调节和控制产品的硫化速度和操作时间,减少对气候的依赖。在体系中引入黏附促进剂,可使双组分密封粘接剂对金属或非金属基材具有良好的黏附性能,使其在各工业领域中能获得更好应用。广州白云申请专利(申请号201510791224.3)公开了一种双组份硅烷改性聚醚密封材料及其制备方法,包括硅烷改性聚醚,增塑剂,增量填料A,补强填料,色粉,触变剂,光稳定剂,中空玻璃微球,交联剂,偶联剂,增量填料B,有机锡催化剂,钛催化剂等,生产工艺简单,取得一定的应用效果。

现有双组份硅烷改性密封剂,由于密封剂主要材料组份选择及配比问题、使用中空材料(如中空树脂、中空玻璃微球等)以及制备工艺脱水过度等因素影响,现有双组份硅烷改性密封剂材料自身结构、性能以及硫化交联强度不足等导致硫化后胶体抗剪强度、耐撕裂强度偏低,抗密封接缝位移往复变化的性能大幅下降;现有双组份硅烷改性密封剂主要通过添加耐候助剂提高耐光、耐热性能,但是耐雨水、湿气及高温、光照复合作用的能力极弱,短期内胶体表层即出现发粘、龟裂甚至粉化等劣变,给工业建筑密封防护的耐久性、可靠性带来了极大危害。另外,现有双组份硅烷改性密封剂的固化剂部分,由于配方材料体系及配比等选择不当、材料之间混溶、增溶与吸附能力不足,导致固化剂短时间内出现组份分层问题,严重影响固化剂分散使用,直接危害了密封剂的综合性能。



技术实现要素:

针对现有技术存在的上述诸多问题和隐患,本发明公开了一种新型工业化建筑用双组份硅烷改性密封剂,优选专用于装配式建筑领域的硅烷改性聚合物树脂MS801,添加短切纤维提高胶体的抗剪、抗撕裂强度;加入微量水强化胶体内部交联强度;引入银粉浆借助阳极金属铝片屏蔽水汽、腐蚀介质及紫外光的浸渗;利用石墨烯性能强化及导热功效,与紫外光吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂及阳极金属片协同合作,屏蔽紫外线的同时,也将胶体表层吸收的热能迅速向深层传递,显著提升胶体耐候性能,对主剂析油、固化剂分层问题则采用加大组份中纳米填料含量,引入乳化助剂等综合创新予以解决,本发明还提供了本双组份硅烷改性密封剂在PC建筑接缝上的施工工艺,采用清洁、预处理、底涂、刮胶等技术措施,确保建筑接缝防护防水质量可靠。

本发明是通过如下技术方案实现,一种工业化建筑用双组份硅烷改性密封剂,该双组份硅烷改性密封剂分为主剂和固化剂两部分;所述主剂与固化剂按照重量份10:1的比例混合均匀后使用;

其中,主剂部分各原料组成及重量份如下:

硅烷改性聚醚树脂MS801 20-30份

纳米碳酸钙 40-60份

石墨烯粉末 0.1-0.3份

气相二氧化硅 0.5-3份

短切纤维 0.05-0.2份

增塑剂 15-25份

颜料 1-10份

银粉浆 0.1-2份

紫外光吸收剂 0.1-0.5份

光稳定剂 0.1-0.5份

抗氧化剂 0.1-0.5份

其中,固化剂部分各原料组成及重量份如下:

辛酸亚锡 7-15份

十二胺 1-4份

纳米碳酸钙 50-80份

气相二氧化硅 0.5-5份

增塑剂 10-30份

酞青蓝 0.01-0.2份。

上述双组份硅烷改性密封剂的主剂部分及固化剂部分还可以分别加入0.01-0.2份的水。密封剂在生产过程中,采用真空条件下长时间分散工艺,加上各原材料中含水量原本就控制得很低,结果最终产品的含水量出现大幅下降,导致其混合后深度固化速度慢、交联强度低,胶体力学性能达不到更好水平。

上述固化剂部分还可以加入0.02-1份的乳化剂,乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的任一种,有效增强体系中增塑剂、水及各物料之间的偶联、稳定。

上述短切纤维为碳纤维或玄武岩纤维的任一种,短切纤维长度小于3mm,由于玄武岩纤维质优价廉,可优先选用。

上述石墨烯粉末产品优选粒度不大于30μm,用量范围可进一步优化为0.1-0.15份。

上述银粉浆为鳞片状金属铝粉浆,优选铝片粒径小于20μm,长径比更大的品种。

上述硅烷改性聚醚树脂MS801为日本钟化株式会社(KANEKA)生产的MS硅烷改性聚醚树脂,其他各组份材料也均为本行业现有技术。

一种所述的工业化建筑用双组份硅烷改性密封剂的制备工艺,采用带有加热、冷却以及真空设施的双行星搅拌机进行制备,具体步骤如下:

所述主剂部分制备方法如下:

按照材料配比称取各原料,先向双行星搅拌机内加入硅烷改性聚醚树脂MS801和增塑剂,然后加入纳米碳酸钙、气相二氧化硅、石墨烯粉末、颜料、紫外光吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂,抽真空下1000-1500rpm高速分散30-60min;

然后加入短切纤维、银粉浆,抽真空下300-500rpm中速下分散30-60min;

然后连续抽真空5-10min脱气后,加入水份,在真空下1500rpm高速分散1-3min;即制得主剂,出料备用;

所述固化剂部分制备方法如下:

按照材料配比称取各原料,向清洁后双行星搅拌机内加入增塑剂和辛酸亚锡,然后加入十二胺,抽真空下300-500rpm中速下分散20-30min;

然后加入纳米碳酸钙、气相二氧化硅、酞青蓝和乳化剂,在真空下1000-1500rpm高速分散30-60min;

然后连续抽真空5-10min脱气后,加入水份,在真空下1500rpm高速分散1-3min;即制得固化剂,出料备用;

上述主剂、固化剂制备过程中,同时对行星搅拌机采取冬季加热、夏季水冷却的方式,控制机内物料温度在30-50℃。

一种所述的工业化建筑用双组份硅烷改性密封剂的使用方法;具体步骤如下:

第一步 基体表面清洁处理 在工业化建筑构件装配使用前,拼装件接缝区域的所有接缝表面进行处理,包括水平缝、立缝、企口缝以及错台缝的内壁两侧表面,以下同;采用物理机械或化学方法清除掉内外接缝表面两侧的污渍,包括疏松物、可见油污以及明显脱模剂,干燥后待用;

第二步 基体表面封闭处理 对上述已清理的接缝表面,均匀刷涂或喷涂一层现有技术的硅烷疏水剂或混凝土表面疏水剂,要保证放置24h后方可使用;放置期间不得损坏已封闭处理的表面,封闭24h后可以经受淋雨、洒水,拼装前用半干的软布清除掉接缝表面附着的灰尘等污染物即可;

第三步 基体表面底涂 封闭处理24h后的建筑构件拼装完成后,先检查接缝表面,如有受到损害的,损害处要重新进行清洁、封闭处理;然后根据设计要求,填塞橡胶条到固定位置,对接缝表面外两侧采用美纹纸或胶带等进行遮挡保护,采用刷涂或喷涂方式,在接缝两侧需要密封粘接的内壁上均匀涂上一层PC建筑接缝密封专用底涂,底涂厚度不大于0.1mm,晾干时间不小于30min但不得超过8h,期间不得淋雨、损伤或粉尘污染;淋雨或超过8h后必须立即清洁,重新再做底涂;

第四步 刮胶 底涂晾干后,应尽快进行刮胶作业,其中:

内墙接缝处理:后浇处接缝,按照设计工艺,接缝处粘贴隔水胶条后进行灌浇施工即可;非后浇的内墙接缝,参照外墙接缝的刮胶步骤进行,内墙接缝所用密封胶也可使用单组份硅烷改性密封剂,养护结束即可在其表面进行室内装饰装修操作;

外墙接缝处理:将所述双组份硅烷改性密封剂按要求配比混合均匀后,采用专用胶枪打胶,保证接缝内密封胶充盈、饱满、连续、无气泡;打胶后立即采用专业刮板对接缝密封胶表面进行刮平、修整,然后清除掉遮挡保护的美纹纸或胶带;

第五步 成品保护 刮胶完成后,不得再对胶缝表面进行触动、修整,可以经受自然雨淋,但不得有外力或异物触碰,24h后保护期满,可以进行后续的刷漆、美化等装饰作业。

本发明的有益效果是:

本发明优选硅烷改性聚合物树脂MS801,弃用现有技术的中空材料(如中空树脂、中空玻璃),添加短切纤维显著提高了胶体的抗剪、抗撕裂强度;打破现有技术常规,通过加入微量水保证并强化胶体内部交联进度和力学强度,胶体综合力学性能如拉伸、抗剪等性能显著提升和稳定。

本发明引入银粉浆借助阳极金属铝片屏蔽水汽、腐蚀介质及紫外光的浸渗;利用石墨烯性能强化及导热功效,与紫外光吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂及阳极金属片协同合作,屏蔽紫外线的同时,也将胶体表层吸收的热能迅速向深层传递,显著提升胶体耐候性能,经紫外老化测试对比,现有双组份硅烷改性密封胶(日本钟化)耐紫外6000h即出现龟裂现象,本发明产品耐紫外8000h也未出现龟裂现象,根据实施例测试对比,本发明产品综合性能突出。

全部采用纳米碳酸钙及气相二氧化硅等纳米级分散材料,同时引入乳化助剂等综合创新解决了主剂析油、固化剂分层问题,实现固化剂有机组分之间及与水份之间的有效融合,与现有同类技术比,本发明没有主剂析油、固化剂分层现象,也没有水分游离现象。

采用清洁、预处理、底涂、刮胶等步骤的PC建筑接缝上的施工工艺,经实际工程应用,接缝防护防水质量可靠,未出现渗水、漏水问题。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1-4:

表1为汇总了实施例1-4主剂及固化剂各原料组成及其重量份清单,以及性能的测试数据,并和现有技术进行了对比。按照表1中组份及配比称取各材料,先向行星搅拌机内加入MS801 、增塑剂,然后加入纳米碳酸钙、气相二氧化硅、石墨烯粉末、颜料、紫外光吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂,抽真空下1000-1500rpm高速分散60min;

然后加入短切纤维、银粉浆,抽真空下300-500rpm中速下分散30min;

然后连续抽真空10min脱气后,加入水份,抽真空下1500rpm高速分散1min;即制得主剂,出料备用;

固化剂部分:

按照材料配比称取各材料,向清洁后行星搅拌机内加入增塑剂、辛酸亚锡,然后加入十二胺,抽真空下500rpm中速下分散20-30min;

然后加入纳米碳酸钙、气相二氧化硅、酞青蓝、乳化剂,抽真空下1500rpm高速分散60min;

然后连续抽真空10min脱气后,加入水份,抽真空下1500rpm高速分散1min;即制得固化剂,出料备用;

上述主剂、固化剂制备过程中,同时对行星搅拌机内物料进行温度调控,保证机内物料温度在30-50℃。

按照重量份主剂:固化剂=10:1比例,取样混合均匀后制样,按照国家相关检测标准进行测试,检测数据见表1,经与现有技术相关数据对比,表明本发明取得良好效果,达到预期目标。

相关主剂、固化剂经静置检测,主剂未出现析油现象,固化剂未出现出油或油水分离现象。

按照本发明的施工方法进行工程施工应用,按照国家有关工程施工质量标准测试,密封、粘接及防水、耐久效果良好。

表1 实施例1-4配方组份及测试数据 组分单位:份

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