室温硫化硅橡胶进展与应用(武汉有机硅培训).ppt

室温硫化硅橡胶进展与应用,广州吉必盛科技实业有限公司王跃林,报告人介绍,理学博士，教授级高级工程师广州吉必盛科技实业有限公司 董事长/总经理/总工程师中国氟硅有机材料工业协会常务理事，专家委员会委员国家标准化管理委员会SAC/TC195技术委员会委员GB16776，GB/T20020，GB/T13477,GB14683等标准的主要起草人国家标准化管理委员会首届标准创新贡献奖获得者原国家经贸委硅酮结构胶领导小组成员，专家委员会委员国务院特殊津贴专家广州市突出贡献金鼎奖获得者“有机硅材料”杂志编委,广州吉必盛科技实业有限公司介绍,成立于2001年2月28日，现实收资本2000万元广州市高新技术企业南方纳米基地的重要组建单位之一广州白云纳米粉体开发与应用中心依托单位 华南理工大学研究生校外培养基地气相二氧化硅国家标准负责起草单位之一广东省民营科技企业现代企业制度试点单位广东省民营科技企业知识产权工作优势单位广州市自主创新优秀民营企业承担多项国家、省市级重点技术创新和攻关计划,广州吉必盛公司气相二氧化硅产品介绍,广州吉必盛公司气相二氧化硅产品介绍,中国有机硅工业已初具规模，能生产各类有机硅单体及终端产品。最近10年是中国有机硅单体工业的大发展时期，装置规模和技术水平有了很大提高。现有星火、新安、梅兰、合盛、宏达、吉化等6家生产企业，总产能超过40万吨/年。年内还将有其他单体装置投产。建成了热硫化硅温胶、室温硫化硅温胶、硅油及其二次加工品、硅树脂、硅烷偶联剂等各类生产企业上千家，年消耗硅氧烷20多万吨，终端产品销售额超过100亿元。,中国有机硅工业的现状,近几年我国聚硅氧烷生产和消费情况,世界石油还能用多少年？50年？100年？?,世界能源危机和石油价格上涨为氟硅新材料的发展提供了机遇,生产有机硅的主要原料 Si 硅石（SiO2）CH3Cl CH3OH 天然气、煤 Cl2 NaCl,近几年WTI原油平均价格,美国有机硅产品价格 美元/kg,西欧有机硅产品价格 美元/kg,日本有机硅产品价格 美元/kg,有机硅聚合物和三元乙丙橡胶近年来价格走势,目前全球硅氧烷产能约130万t/a，产量约100万t/a，2005年销售额93亿美元。北美、欧洲和亚洲约各占三分之一市场份额，中国约占15%20%。中国目前还是硅氧烷的净进口国，2006年国产硅氧烷还不到消费量的40%。2008年开始此种局面会根本改变！,有机硅材料市场潜力巨大,全球有机硅消费增长速度,1995年1998年：6%1998年2002年：2.2%2002年2005年：8.82006年2010年：5,2005年世界主要国家和地区硅氧烷消费情况,GE公司将其有机硅业务出售给美国阿波罗投资公司；中国蓝星（集团）总公司收购法国罗地亚有机硅业务；道康宁和威凯合资的硅氧烷生产基地在张家港动工兴建；美国阿波罗投资公司旗下迈图集团新加坡公司与新安化工共同出资建设年产10万吨有机硅单体项目；中国掀起前所未有的投资建设有机硅单体项目的热潮。,有机硅单体建设热，机遇与风险并存，但机遇远大于风险！,中国现有、在建和准备建设有机硅单体的单位多达20余家。我国有机硅单体产能2007年60万吨/年，2008年100万吨，2010年将达到160万吨。有机硅单体产能在世界总产能中的比例将从目前的15%提高到35%。世界有机硅已经进入中国时代！随着有机硅单体和产品价格的大幅下降，有机硅的消费量将快速增长，总生产量和使用量将很快处于世界第一的水平。,硅 酮 建 筑 密 封 胶 的 分 类1按固化方式分（1）脱酸型（2）中性固化型 1）脱醇型2）脱酮肟型 3）脱酰胺型4）其他2按模量分（1）高模量（2）中模量（3）低模量3按包装方式分（1）单组份（2）双组份4按用途分（1）安装玻璃（2）一般填缝（3）幕墙填缝密封（4）幕墙粘结密封（5）石材填缝（6）中空玻璃二道密封（7）其他,RTV-2 硅酮胶产品的制备工艺过程,A组分的制备 RTV-2硅酮胶产品的制备过程包括A组分和B组分的制备。在大规模的实际生产过程中，有几种设备可供选择，制备A组分可采用真空捏合机、行星搅拌机和高速分散混合机,，双螺杆挤出机。我们分别使用了上述几种设备进行胶料的试制工作，发现使用双螺杆挤出机的制备工艺在生产效率、产品质量和稳定性等方面具有显著特点。通常是将基础胶料（107室温硫化硅橡胶），主要补强填料和增量填料等在上述设备中进行混合分散，经过抽真空脱泡后密封保存在200升或25升等容器中经检验后作为产品使用。B组分的制备 B组分的生产设备也可以采用上述几种分散、搅拌和混合设备，由于其生产和使用量仅仅是A组分的十二分之一左右，从操作简便性、操作弹性以及稳定性方面考虑，真空高速分散混合机是最好的选择。通常是将部分基础胶料（107室温硫化硅橡胶），交联剂、催化剂、增粘剂，色母料，增稠填料（气相二氧化硅）等在上述设备中进行混合分散，经过抽真空脱泡后密封保存在25升等密封容器中经检验后作为产品使用。在使用时通常是将相互匹配的A，B两个组分放在专用打胶机上进行现场混合。,国内硅酮胶的发展历史与现状,建筑用硅酮密封胶中外标准发展概况 衡量一个产品的质量高低主要是看其采用标准的先进程度，在建筑密封胶快速发展的同时，世界各国在产品标准及试验方法标准等方面也进行了大量的工作，本文作者作为本领域多个标准的主要起草人之一，曾于2000年和2004年在庐山、南京有机硅学术报告会上就当时的一些发展情况进行过报告，并一直跟踪国内外的发展动态。近几年国内外在硅酮建筑密封胶的产品标准和试验方法等方面又有很大的发展，本报告在原有基础上总结了此领域的最新成果。,美国的硅酮建筑密封胶标准 美国作为一个世界头号政治、经济和军事大国，其硅酮建筑密封胶的产量，使用量和出口量仍位居世界第一，它在产品标准和试验方法标准方面也处于世界领先地位。美国的硅酮密封胶标准起始于上世纪六十年代，美国国家标准局在六十年代颁布了世界第一个硅酮密封胶标准TT-S-001543联邦中期规范硅酮接缝密封混合物，它在检验项目，指标及试验方法等方面均与TT-S-00230单组分弹性密封混合物相同，后者经过多次修订至今仍然使用，也是日、英、加拿大等国制定标准的参考范本。美国材料与试验协会ASTM成立了专门机构建筑接缝密封胶材料委员会ASTM C-24负责起草和发布硅酮及其它密封胶产品及方法标准，到目前为止ASTM已发布的相关标准超过100项，它在密封胶和材料标准方面的影响力已处于全球第一的位置，随着其影响和作用从美国迅速扩大到全世界，现已更名为ASTM INTERNATIONAL。,ASTM C 920-05及相关标准 ASTM 在建筑通用密封胶标准方面最大的贡献是其发布了 C920 弹性接缝密封胶，它不是以产品的材质作为分类的标准，而是包含了SR、PU、PS等高性能密封胶产品，包括了除高速公路，机场跑道和桥梁接缝以外的建筑物、广场、停车场和人行道的接缝密封胶的分级、分类、技术要求和试验方法，该标准自1979年首次发布以来经过了多次修订，是目前世界许多公司采用最多和最有影响力的密封胶标准。ASTM 于2001和2002年发布了其修订版后又紧接着于2005年发布了最新修订版，充分说明他们在此标准上的发展速度，下面简单介绍其主要内容。,分 类密封胶按类型，类别，级别和用途进行分类密封胶按 包装方式分为单组分（S）和多组分（M）2 密封胶按流动性能分为流平型（P）和非下垂型（NS）3 密封胶按位移能力分为100/50,50,35,25和12.5级（与98版相比，增加了100/50,50,35三个级别，大大扩充了用户的选择范围）4 密封胶按用途分为T（用于交通区），NT（非交通区），I（长期浸水），M（水泥），G（玻璃），A（铝板）和O（其它材质）等几类。,密封胶的技术要求（ASTM C920）,ASTM C510 单组分或多组分接缝密封胶污染或颜色 变化的试验方法ASTM C639 弹性密封胶流变（流动）性能试验方法ASTM C661 用硬度计测定弹性密封胶压痕硬度试验 方法ASTM C719 弹性密封胶在循环运动下（Hockman 循环）的粘接和内聚性试验方法ASTM C793 弹性接缝密封胶加速气侯老化影响试验 方法ASTM C794 弹性接缝密封胶剥离粘接性试验方法ASTM C1183 弹性密封胶挤出试验方法ASTM C1246 热老化对固化后的弹性密封胶热失重、开裂和粉化影响试验方法ASTM C1247 密封胶长期浸泡液体耐久性试验方法,ASTM C920-05所引用的试验方法标准,国 际 标 准 ISO11600：2002 国际标准化组织对建筑密封胶的制订非常重视，专门成立了ISO/TC59/SC-8房屋建筑用胶粘剂产品委员会，在二十世纪九十年代发布了ISO11600：1993建筑密封胶分类和要求，它首先根据使用功能将密封胶划分为建筑和安装玻璃用两大类，再按位移能力分不同类别，模量和弹性塑性，然后再规定物理性能和施工方面的要求。该标准包含了硅酮类建筑密封胶产品。ISO还就建筑密封胶的性能测定制订了比较完善的试验方法。该标准自1999年开始进行了为期3年的修改，于2002年10月发布了编号为ISO11600：2002（E）的最新标准。,建筑密封胶 玻璃配装用密封胶（G）（非玻璃装配）建筑密封胶（F）,25级,20级,25HM级,25LM级,20LM级,25HM级,25级,25HM级,25LM级,20级,20LM级,25HM级,12.5级,12.5E级,12.5P级,7.5级,7.5E级,7.5P级,ISO11600对建筑密封胶的分类,玻璃装配用密封胶（G类）技术要求,（非玻璃装配用）建筑密封胶（F）技术要求,ISO11600引用的相关试验方法标准有：ISO 7389 建筑密封胶弹性恢复率试验方法ISO 8339 建筑密封胶拉伸性能试验方法ISO 8340 建筑密封胶定伸性能试验方法ISO 9046 建筑密封胶在恒定温度下粘结与内聚性能试 验方法ISO 9047 建筑密封胶在变化温度下粘结和内聚性能试 验方法ISO 11431 建筑密封胶在进行热、人工光照和浸水处理 后粘结和内聚性能试验方法ISO 10590 建筑密封胶浸水后定伸性能试验方法ISO 10591 建筑密封胶浸水后粘结与内聚性能试验方法ISO 11432 建筑密封胶抗压缩性试验方法ISO 10563 建筑密封胶质量和体积变化试验方法ISO 7390 建筑密封胶抗流动性试验方法,（1）ISO 在1993年发布了11600标准后，又于1999年组织了 修订工作，于2000年发布了ISO/DIS 版，它是供给各国 协会会员投票的版本，该DIS版与93版在内容上并无大 的变化，只是在破坏的定义上作了更明确的描述，它要 求检查的是试样在经过各种处理后发生破坏的深度，而 且将整个试件分为A、B、C区（见下页图），在A、B 区发生的破坏不作为破坏处理，这与以前的标准都有质 的区别，它对密封胶的性能评价更为合理。ISO11600：2002(E)与DIS版并无本质差别。,几 点 说 明,（2）ISO11600对密封胶的模量进行了分类，它将25级和 20级的产品分为高模量（HM）和低模量（LM）两 类，而且在给定的定伸长下产品的应力分别在23 时不大于0.4和-20时不大于0.6两个条件满足时才 是低模量，否则都为高模量产品，这与我们通常将 密封胶分为高、中、低模量的做法有比较大的差别。,（3）ISO11600将弹性密封胶按位移能力分为25、20和12.5 三个级别，而且25和20级每一个级别又分为高模量和 低模量，这与ASTM C920 的位移能力分级方法又有较 大区别，而且确定这个位移能力的试验方法又有很大的 不同，这两种不同的分法到底那一个更为科学合理，需 要进一步验证。（4）在ASTM C920-05版的第一部份中对它与ISO11600的关 系进行了阐述，说明它与后者相似但不相同。,中 国 标 准 我国的硅酮建筑密封胶标准的制定工作与其产业化情况一样，起步比较晚，直到上世纪九十年代才有了第一个国家标准GB/T14683-1993 硅酮建筑密封膏，为了标准的实施，国家在此之前发布了GB/T13477-1992建筑密封材料试验方法，几年后我国发布强制性国家标准GB16776-1997建筑用硅酮结构密封胶，另外在1992年发布的两个建材行业标准JC485-92建筑窗用弹性密封剂和中空玻璃用弹性密封剂中也包含了硅酮密封胶品种。,GB/T1468393是参照日本标准而制订的，适用于通用型硅酮密封胶的标准，由于当时国内硅酮密封胶的发展水平低，人们对其真正需要的技术要求也认识不足，加上一些政策上的导向，从现在看该标准存在比较大的缺陷；JC485和JC 486的情形有些相似；因此到1999年我国的硅酮密封胶标准还处于很初级的阶段，而且配套的试验方法标准也不完善，与发达国家和国际标准相比有很大的差距。针对这种局面，经有关单位申报，国家质量技术监督局和国家建材局分别于1999年初下达了GB/T13477建筑密封材料试验方法和GB/T14683硅酮建筑密封膏的修订任务和六项建材行业标准的制订和修订任务，其中GB/T13477的修订工作已经完成，将15项ISO有关建筑密封胶的试验方法和4项ASTM试验方法转化作为标准试验方法，该标准的发布实施基本满足了近期内我国硅酮及其它建筑密封胶产品的性能测试需要。,GB/T134772002建筑密封材料试验方法是一个综合标准，包含了20个分标准，其编号、名称和采标情况如下：,GB/T14683的修订工作同样于2002年底完成，国标委于2003年批准并发布了该标准GB/T146832003 硅酮建筑密封胶，该标准是主要针对酸性和中性硅酮玻璃密封胶的使用要求的一个产品标准，并且参考了ISO/FDIS11600(2002)标准，其原因是在标准文本报批时ISO11600:2002还未正式发布，国内相关文件规定只能这样表述，从内容看应该达到修改采用的水平。,GB/T146832003的主要技术要求,六个建材行业标准的制定和修订工作已于2000年全部完成并形成了报批稿，由于国家建材局的撤消而无法及时完成一些批准和发布之类的法律工作，因而推迟了发布实施的时间，直到2001年才发布实施。该六个行业标准完全是按用途制订，每一个标准都包含了硅酮类建筑密封胶，它们的具体名称如下：JC/T8812001 混凝土建筑接缝用密封胶JC/T8822001 幕墙玻璃接缝用密封胶JC/T8832001 石材用建筑密封胶JC/T8842001 彩色涂层钢板用建筑密封胶JC/T8852001 建筑用防霉密封胶JC/T4862001 中空玻璃用弹性密封胶,下表列出了JC/T881-2001 混凝土建筑接缝用密封胶的主要技术指标和试验方法，可以看出它修改采用了ISO 11600：2002 F类产品的技术要求。JC/T4862001中空玻璃弹性密封胶与上述标准类似，修改采用ISO 11600：1993 G 类产品的技术要求，所不同的是另外规定了水汽透过率检验项目（硅酮产品除外），JC/T8852001建筑用防霉密封胶修改采用F类产品技术要求，另外规定了防霉性试验项目，JC/T8832001建筑石材用密封胶 修改采用F类产品技术要求，另外规定了污染试验项目，JC/T8822001玻璃幕墙接缝密封胶修改采用了G类产品技术要求，JC/T8842001彩色涂层钢板用建筑密封胶修改采用F类产品技术要求。,JC/T8812001混凝土建筑接缝用密封胶技术要求,建筑用硅酮结构密封胶标准简介,到目前为止全世界已形成中国，美国及欧洲三大标准体系中国GB16776-2005 建筑用硅酮结构密封胶美国ASTM C 118405 硅酮结构密封胶欧洲EATG No.002 结构密封装配系统欧洲技术 认证指南,GB167762005 建筑用硅酮结构密封胶,ASTM C1184-05 硅酮结构密封胶标准,EATG No.002 结构密封装配系统欧洲技术认证指南,通过上述一批国家和行业标准的发布实施，我国基本上形成了硅酮以及建筑密封胶的标准体系，产品范围基本上涵盖现在市场上销售的硅酮胶主要品种，与十年前相比进步很大。但与发达国家相比我国的硅酮胶标准体系仍有较大差距，应该认真研究国际ISO，美国ASTM和欧洲EN等标准体系，采取综合的方法取长补短，在注重产品标准的同时，还应对产品的使用工艺的一些共性问题制定专门的标准，在试验方法方面还要特别加快制定人工老化试验方法及一些特殊功能的试验方法。目前建筑密封材料术语标准已经完成修订，但其他方面的标准还未见有计划，希望业内企事业单位共同加倍努力，同时国标委及相关技术委员会也应加大支持力度，尽早形成我国比较完善的硅酮及建筑密封胶标准体系。同时国家和相关主管单位还应扶持国内企事业单位参与国际标准的制定，争取话事权。国家有关部门还应加强标准的宣传和执行检查的力度，为促进整个行业的持续健康发展，迎接经济全球化挑战做出贡献。,展 望 与 建 议,1我国建筑硅酮胶的需求预测,谢谢大家！,