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                定時炸彈? 國內MS膠的應用現狀與選擇誤區

                【摘要】:
                本文介紹了國家權威機構和國內某企業CANS實驗室對國內中空玻璃用MS膠性能的檢測情況,根據檢測結果,指出了選用MS膠作為中空玻璃第二道密封的危害性,認為選用MS膠作為中空玻璃的第二道密封是不可取的;針對一些密封膠廠家用MS膠冒充硅酮膠銷售的情況,介紹了MS膠的準確確定方法以及快速區分MS膠和硅酮膠的檢測方法,按照硅酮膠主體原料的市場價格,

                   由于中空玻璃具有隔音、隔熱、防霜霧等節能特點,而被廣泛應用于建筑領域,是建筑門窗幕墻首選的玻璃產品 。目前,國內市場中空玻璃的制作仍選用雙道密封的形式,即第一道密封主要采用丁基密封膠,第二道密封通常選用硅酮、聚硫或聚氨酯密封膠。 近年來,受國家節能環保 (詞條“ 節能環保 ”由行業大百科提供)政策的影響,密封膠的原材料,尤其是硅酮密封膠的原材料出現了大幅度上漲。 大小企業為了獲取利益的最大化,紛紛使出渾身解數,想盡各種辦法降低成本。其中一些玻璃加工廠選用價格較為低廉的硅烷改性聚醚密封膠 (MS膠) 制作中空玻璃,導致中空玻璃在短時間內便出現漏氣、漏水現象;甚至有一些密封膠廠家用MS膠冒充硅酮膠銷售,嚴重擾亂了中空玻璃的市場秩序,影響其健康發展。

                  本文介紹了國家權威機構和國內某企業CANS實驗室對國內中空玻璃用MS膠性能的檢測情況;  針對一些密封膠廠家用MS膠冒充硅酮膠銷售的情況, 介紹了MS膠的準確確定方法以及快速區分MS膠和硅酮膠的檢測方法,按照硅酮膠原料的市場價格,對其成本進行簡單核算。

                  1 國內中空玻璃用MS膠的現狀

                  1.1 國家第三方權威檢測機構對中空玻璃用MS膠的檢測情況

                  2018年,國家玻璃檢測中心對來自不同地區玻璃深加工 (詞條“ 玻璃深加工 ”由行業大百科提供)廠提供的2個MS膠樣品按GB/T 29755—2013分別進行了檢測,檢測結果見表1:

                  由表1可以看出, 1#、2#樣品的拉伸粘結性、水-紫外線處理后的拉伸粘結性、定伸粘結性、彈性回復率性能測試結果均不能滿足GB/T 29755標準要求。

                  1.2 國內某企業CANS實驗室對中空玻璃用MS膠的檢測情況

                  國內某企業CANS實驗室對來自不同地區玻璃深加工(詞條“ 深加工 ”由行業大百科提供)企業提供的2個MS膠樣品(分別標記為3#、4#), 按照GB/T29755—2013進行檢測,檢測結果如表2:

                  由表2中的數據可以看出:3#樣品的彈性回復率、拉伸粘結性、水-紫外線處理后的拉伸粘結性、熱空氣老化后拉伸粘結性、定伸粘結性、熱失重性能測試結果均不滿足GB/T29755標準要求;4#樣品水-紫外線處理后的拉伸粘結性、 熱空氣老化后拉伸粘結性能測試結果不滿足GB/T29755標準要求。

                  從國家第三方權威機構和國內某企業CNAS實驗室對國內中空玻璃用MS膠的檢測結果來看,目前國內中空玻璃用MS膠的性能均不能滿足GB/T29755標準要求。這些MS膠的耐老化性差、彈性差,若用于中空玻璃的制作,存在極大的安全隱患,極易造成密封膠開裂、脫粘,中空玻璃漏氣、漏水,導致中空玻璃提前失效,無法滿足GB/T11944—2012《中空玻璃》提出的“中空玻璃的預期使用壽命至少應為15年”的要求。因此,選用MS膠作為中空玻璃的第二道密封是不可取的。

                  2 MS膠冒充硅酮膠銷售

                  2.1 MS膠準確的檢測方法

                  如何準確的確定市場銷售的密封膠是否為MS膠?可以通過紅外光譜分析從所含官能團的吸收峰來進行確認。我公司對市售的MS膠按照GB/T31851—2015中的試驗方法進行了紅外光譜分析,具體圖譜如圖1所示:

                  由圖1可以看出,樣品在1116cm-1處出現聚醚類鍵化學結構單元的吸收峰,在712 cm-1~813 cm-1處出現硅烷結構的吸收峰,即Si—CH3的搖擺振動吸收峰和Si—C的伸縮振動吸收峰。若密封膠的紅外分析圖譜出現上述2中官能團的吸收峰則為MS膠。

                  為了考察市場銷售MS 膠的耐溫性,我們按照GB/T31851—2015 中的試驗方

                  法對其進行了熱重分析,具體如圖2 所示:

                  由圖2 可以看出,MS 膠的耐溫性差,在150℃左右開始分解,到430℃左右完成第一階段基礎聚合物的分解。

                  2.2 簡單區分MS 膠和硅酮膠的檢測方法

                  對于玻璃深加工企業來說通過紅外光譜分析來確定密封膠是否為MS 膠似乎不太現實,這是因為紅外光譜分析儀價格昂貴,一般的玻璃深加工廠不具備測試條件,如果送外檢又將無形中增加企業的負擔,下面將介紹一種簡單的區分MS膠和硅酮膠的方法。

                  我公司曾索取市場銷售的MS膠(分別標記為1#、2#)和硅酮膠(分別標記為3#、4#)各2種,按GB/T 13477.8制樣,在標準試驗條件下養護28d后分別放入90℃、120℃、150℃的高溫干燥箱中1h、2h、4h后取出,參照GB16776中6.9.4熱老化的試驗方法檢查并記錄試件表面的情況。具體的試驗結果如表3所示,直觀效果示意如圖3:

                  由表3的結果可以看出,MS膠在90℃條件下分別處理4h后密封膠表面出現1個氣泡(詞條“氣泡”由行業大百科提供);120℃條件下分別處理1h、2h、4h后密封膠顏色均變黃,表面均出現不同大小的氣泡;150℃條件下分別處理1h、2h、4h后密封膠表面均發生不同程度的起鼓、龜裂,膠顏色逐漸變黃,甚至出現與基材脫粘。而硅酮膠在不同溫度條件下處理不同時間均未發生變化。

                  出現上述現象是因為硅酮密封膠是以端羥基聚二甲基硅氧烷為基礎聚合物制備而成,其主鏈是由Si-O鏈節所組成。Si-O鍵屬于高能鍵,熱分解能為460.5 J/mol,明顯高于C-O鍵的358.0J/mol、C-C鍵的304J/mol和Si-C鍵的318.2J/mol。因此,硅酮密封膠具有優異的耐高溫性;而MS膠是以端硅氧烷聚醚為基礎聚合物制備而成。聚合物的主鏈為聚醚柔性鏈段,熱分解能相對較低,支鏈為端硅烷基且為封端官能團,交聯密度相對較弱,抵抗不了高溫引起的分子加速運動,從而發生降解。

                  根據上述結果,建議玻璃深加工廠家可依此方法簡單區分密封膠是MS膠還是硅酮膠:將固化后的密封膠在150℃條件下處理1h后查看密封膠表面是否出現起鼓、龜裂和顏色變黃,若有則可初步判斷密封膠為MS膠而非硅酮膠。

                  2.3 硅酮膠成本核算

                  受國家環保節能政策的影響,硅酮密封膠的原材料價格整體成上漲趨勢,但中空玻璃市場上一部分自稱硅酮膠的密封膠價格一降再將,甚至跌破3000元/組。

                  我們按硅酮膠主體原料的市場價格對硅酮密封膠的成本進行一下簡單核算,其中各組分含量按:硅橡膠、硅油35%~50%,碳酸鈣:45%~60%,其它原料:3%~10%計算,1組300kg的硅酮膠僅原料成本為3235元~4045元;若再加上人工費,水電費,以及設備維修、保養費用,那么一組硅酮膠的市場售價將會更高。因此,我們慎重提醒各位玻璃加工廠的同仁們,市售價格低于3500元/組的中空玻璃用硅酮膠極大可能并非硅酮膠,請謹慎夠買!

                  3 結論

                  (1)從國家第三方權威機構和國內某企業CNAS實驗室對國內中空玻璃用MS膠的檢測結果來看,目前國內中空玻璃用MS膠的性能均不能滿足GB/T29755標準。

                  (2)用MS膠制作中空玻璃極易出現密封膠開裂、脫粘,中空玻璃漏氣、漏水,導致中空玻璃提前失效,無法滿足GB/T11944《中空玻璃》—2012提出的“中空玻璃的預期使用壽命至少應為15年”的要求,選用MS膠作為中空玻璃的第二道密封是不可取的。

                  (3)通過紅外分析從所含官能團的吸收峰來進行確認密封膠是否為MS膠。

                  (4)建議玻璃深加工廠家可將固化后的密封膠在150℃條件下處理1h后查看密封膠表面是否出現起鼓、龜裂和顏色變黃,若有則可初步判斷密封膠為MS膠而非硅酮膠。

                  (5)慎重提醒各位玻璃加工廠的同仁們,市售價格低于3500元/組的中空玻璃用硅酮膠極大可能并非硅酮膠,請謹慎夠買!

                  參考文獻

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                  [3] GB/T 29755—2013,中空玻璃用彈性密封膠[S].

                  [4] GB/T 11944—2012,中空玻璃[S].

                  [5] GB/T31851—2015,硅酮結構密封膠中烷烴增塑劑檢測方法[S]. [6] 唐濤,馬文石,周福維.端硅烷基聚醚的結構表征[J].中國膠粘劑,2007(09):

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