• English
  • Tiếng Việt

Catalogue

Home News

Xu hướng vật liệu trám khe: Keo trám khe MS sealant

AS 4001 4001S MS Construction Sealant
                       MS sealant

Keo trám khe MS sealant ngày càng được quan tâm và sử dụng để trám trét các mối nối trong xây dựng như mối nối khe co giãn sàn bê tông, vành đai cửa đi, vành đai cửa sổ, mối nối tấm ốp nhôm hợp kim (aluminium composite), mối nối tấm bê tông tường đúc sẵn, mối nối tấm đá nhân tạo, đá tự nhiên.

Keo trám hybrid có 2 dòng chính là silyl-modified polyether (hay còn gọi là MS sealant) và silyl-modified polyurethane (hay còn gọi là SPUR sealant). Cả 2 dòng này có thành phần hóa học giống nhau và có nhiều đặc tính chung. Do sự giống nhau về cấu trúc phân tử sealant, chúng được gọi chung là các oligome có cấu trúc phân tử kết thúc bằng silyl. Các loại vật liệu này được sử dụng chính làm keo trám khe trong ngành xây dựng. Các sản phẩm keo trám được sản xuất từ các sealant cải tiến có độ bám dính tốt với bề mặt của nhiều loại vật liệu khác nhau và có khả năng chống chịu thời tiết và tia UV tốt.

Keo trám Hybrid là sự kết hợp các ưu điểm của dòng keo gốc PU với đặc tính chống chịu thời tiết tốt của các dòng keo gốc silicone. Ngoài đặc tính hiệu suất cao, các dòng keo trám Hybrid còn được sử dụng rộng rãi nhờ đặc tính không chứa dung môi và không chứa isocyanate và tính linh hoạt cho phép thay đổi độ nhớt và phát triển cường độ sớm cho các ứng dụng khác nhau.

Bài viết này đánh giá các ưu và nhược điểm của dòng keo silylated polyether (MS sealant). Loại keo này còn có các tên gọi như modified urethane (urethane cải tiến), modified silicone (silicon cải tiến), hybrid (lai) hoặc silyl terminated polypropylene oxide. Các từ đồng nghĩa này đôi khi gây ra sự nhầm lẫn. Sau đây gọi chung là “Keo trám MS sealant”

Xu hướng sử dụng keo trám khe trong xây dựng

Keo trám khe phát triển khá đa dạng trong những năm gần đây khi nhu cầu thị trường tăng lên. Sự xuất hiện của các loại vật liệu mới đã tạo ra nhiều sản phẩm keo trám khe mới cho các ứng dụng khác nhau.

Keo trám khe có nhiều dòng từ các dòng gốc dầu và gốc butyl giá thấp để dùng cho vành đai cửa, cửa sổ đến dòng silicon và polyurethane (PU) một thành phần và hai thành phần có giá cao hơn được dùng để trám các khe trong các kết cấu nhà cao tầng. Ngoài ra, còn có các loại vật liệu khác với tính năng độc đáo và được ưa dùng.

Gần đây có xu hướng sử dụng keo trám hiệu suất cao hơn do có các quy định xuất phát từ các sự cố mưa bão, lụt và các sự cố tự nhiên khác. Cản trở đối với tăng trưởng của thị trường chính là tính phân mảng của ngành và thiếu các tiêu chuẩn đồng bộ để phân loại keo trám. Nguyên nhân khác là do giá vật liệu đầu vào gia tăng và gia tăng các quy định môi trường về phát thải dung môi, khí thải và độc tố.

Các loại keo trám khe “hiệu suất cao” truyền thống

Các loại keo trám khe gốc PU và gốc silicone được coi là keo trám khe “hiệu suất cao” vì chúng có độ bám dính, độ co giãn và độ bền cao. Tuy vậy các sản phẩm này lại có một số nhược điểm hạn chế việc sử dụng.

Bảng 1: So sánh đặc tính của keo trám khe gốc PU và gốc silicon trong xây dựng

SS Silicone PU

Ghi chú: — rất kém; – kém; + trung bình; ++ tốt

Keo trám MS sealant là loại keo được sử dụng phổ biến nhất ở Nhật Bản cách đây gần 30 năm. Keo trám MS sealant cải tiến ban đầu được phát triển để giải quyết các vấn đề về loang bẩn trong các dòng keo có hàm lượng chất làm dẻo cao. Cùng với sự cải tiến liên tục về khả năng chống chịu thời tiết, keo trám MS sealant đã dần chiếm thị phần của keo trám gốc urethane và gốc silicon.

Đặc tính của keo trám MS sealant

Cấu tạo phân tử MS sealant gồm một cấu trúc polyether và chức năng khớp nối silane (Hình 1). MS sealant được tạo ra từ oxit polypropylene cao phân tử. Nó kết thúc bằng hợp chất allyl kết hợp với phản ứng ghép hydrosylylation để tạo ra một polyether có kết thúc bằng hợp chất methyldimethoxysilane

cau truc MS

                                                                                                                 Hình 1: Cấu trúc của MS sealant

MS sealant không chứa urethane, urea hay các nhóm chức năng khác phổ biến trong các dòng keo trám gốc PU. Chuỗi polyether chính của MS sealant có độ nhớt thấp, nhiệt độ dịch chuyển phân thử thấp, ít thay đổi trong dải nhiệt độ rộng, có màu và mùi nhẹ. Do chuỗi chính không chứa các thành phần kết dính cao, các sealant này thường không cần dung môi hay chất tạo dẻo.

Một số MS sealant có bán trên thị trường. Kaneka là nhà cung ứng hàng đầu về MS sealant tại Nhật Bản. Các MS sealant mạch thẳng tạo ra keo trám có module đàn hồi thấp, rất mềm và rất dễ thi công và bám dính rất tốt. Các cấu trúc MS sealant được cải tiến tạo ra module đàn hồi cao hơn, giúp keo đóng rắn đồng nhất và nhanh hơn. Việc trộn 2 dòng MS sealant chính thường được sử dụng để tạo ra các đặc tính theo yêu cầu phù hợp với các ứng dụng cụ thể.

MS sealants có độ nhớt thấp trong khoảng 8,000-12,000 cps cho dù có trọng lượng phân tử lớn. Độ nhớt khá ổn định trong dải nhiệt độ lớn. Nhờ đó việc kết hợp thường rất dễ dàng và trực tiếp. Quy trình sản xuất tương tự với sản xuất keo PU. Các chất độn và bột màu được sấy khô trước và phải trộn trong môi trường chân không để duy trì độ ẩm dưới 800 ppm. Các hóa chất làm khô và chất khử ẩm đôi khi cũng được sử dụng. Phải đóng gói đúng quy cách để nâng cao tuổi thọ của keo trám.

Các nhóm chất silane tạo ra cơ chế đóng rắn không chứa isocyanate, tạo ra độ bám dính tốt với bề mặt của nhiều loại vật liệu khác nhau và có độ ổn định cao. Nước phản ứng với nhóm silane để giải phóng methanol và tạo ra silanol. Phản ứng tiếp theo của silanol với một silanol khác hoặc với methoxysilane tạo ra các liên kết siloxane. Phản ứng liên kết chéo diễn tra theo 2 bước như mô tả ở Hình 2.

 

Lien ket cheo MS

Hình 2: Phản ứng liên kết chéo của MS sealant

Giống như các dòng keo trám khác, các MS sealant có thể được kết hợp với các loại chất hóa dẻo, chất độn và các phụ khác để tạo ra các đặc tính khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng. Keo trám một thành phần là dạng phổ biến nhất. Tuy nhiên, cũng có thể sản xuất được loại keo 2 thành phần.

Hướng dẫn tổng hợp

Công thức chế tạo keo MS sealant cải tiến 1 thành phần được trình bày tại Bảng 2. Hệ một thành phần có ưu điểm là dễ thi công và độ bám dính. Đặc tính điển hình ở 3 cấp độ như mô tả tại Bảng 3.

Bảng 2: công thức keo trám MS sealant cải tiến một thành phần

cong thuc MS

Bảng 3: Đặc tính điển hình của các dạng keo trám MS sealant cải tiến so với keo trám gốc PU 

SS PU MS

Calcium carbonate ( đá vôi) thường được chọn làm vật liệu độn nhờ đặc tính đàn hồi, độ bền kéo và độ giãn dài. Nhiều loại chất hóa dẻo cũng được sử dụng làm phụ gia ức chế. Hợp chất bột mực và amin được sử dụng làm chất xúc tác để tăng tốc độ phản ứng đóng rắn. Các chất khử ẩm đôi khi cũng được bổ sung vào công thức. Phụ gia tăng bám dính có thể được bổ sung cho dù bản thân nhóm silane cũng đã có chức năng tăng bám dính.

Keo trám khe MS sealant – mở rộng định vị giá trị

Keo trám MS sealant ngày càng được sử dụng phổ biến là nhờ tính linh hoạt và ưu điểm vượt trội, phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau. Các dòng keo trám MS sealant thường có độ cứng Shore A khoảng 40, độ giãn dài tới hạn khoảng 150-350%, khả năng đàn hồi trên 70%, độ bền kéo 1MP và modulus 0,8 MPa. Độ đàn hồi của mối nối xây dựng thông thường là +/- 25%. Nhờ có các tính năng này, keo trám MS sealant cải tiến được xếp vào nhóm “keo trám hiệu suất cao”.

Keo trám khe MS sealant đáp ứng tiêu chuẩn ASTM CC920 Class 25 và Federal Specification TT-S-00230C Type II, Class A là keo trám một thành phần, ISO Standard 11600G, Class 25HM (high modulus).

Bảng 4 dưới đây so sánh đặc tính của các dòng keo trám gốc silicon, PU và MS sealant. So với 2 dòng keo trám gốc PU và gốc silicon, MS sealant có đặc tính và ưu điểm vượt trội.

Một số tính năng riêng của keo trám khe MS sealant như:
  • Thân thiện với môi trường (không chứa dung môi và không chứa isocyanate)
  • Dễ thi công ngay ở trong điều kiện nhiệt độ thấp: độ nhớt của keo cải tiến ít lệ thuộc vào sự thay đổi của nhiệt độ
  • Tính ổn định chất lượng trong quá trình lưu kho: tuổi thọ dài nhưng cần chống ấm khi lưu kho
  • Chống chịu thời tiết tốt và bền: keo MS cải tiến không bị nứt, không bị tách lớp, không bị phai màu hoặc giảm độ bám dính sau 7 năm thử nghiệm trong điều kiện khí hậu sa mạc.
  • Chống loang bẩn: keo MS cải tiến không gây loang bẩn như các dòng keo gốc silicon gây loang bẩn từ bề mặt khe, mối nối.
  • Cho phép sơn phủ lên bề mặt keo: keo MS sealant cho phép sơn phủ lên bề mặt, không giống như các dòng keo gốc silicon.
  • Độ bám dính: keo MS sealant bám dính tốt với bề mặt của hầu hết các loại vật liệu bao gồm kim loại, nhựa, gỗ và sứ.

Bảng 4: so sánh tính năng giữa keo trám khe MS sealant, keo trám gốc PU và gốc silicone

SS MS PU Silicone 1

Keo trám MS sealant có nhiều đặc tính tốt giống với keo trám gốc urethane. Tuy nhiên, Keo trám MS sealant cải tiến một thành phần đóng rắn nhanh hơn keo trám gốc urethane một thành phần và được sử dụng phổ biến trong ngành xây dựng cần tốc độ phát triển cường độ. Thời gian khô mặt (15-20 phút) của Keo trám MS sealant cải tiến nhanh hơn keo trám gốc silicon và urethane nhờ đó ít bị bám bụi bẩn trên bề mặt hơn.Mức độ đánh giá: 10=rất tốt; 1 = kém

Điểm nổi bật của dòng keo MS sealant là không chứa isocyanate. Keo trám MS sealant cải tiến có gốc sealant, không chứa isocyanate.

1 Silyl-Terminated Polyether Sealants and Adhesives of a New Generation, Kaneka Corporation.

2 Hashimoto, K., “Silyl-Terminated Polyethers for Sealant Use: Performance Updates”, Adhesives Age, August 1998.

3 US Patent Application 2002/0198308, December 26, 2002.

Isocyanates là chất hóa học phản ứng mạnh, có hiệu quả trong nhiều ứng dụng keo trám ở góc độ khác nhau. Do đó, các loại keo trám có thành phần isocyanates phải được bảo vệ không cho tiếp xúc với các chất mà có thể kết hợp với nhóm isocyanate, trong đó có hơi ẩm vì điều này sẽ làm giảm tuổi thọ của keo nhanh. Isocyanate tạo ra bóng khí trong quá trình đóng rắn. Isocyanate cũng bị coi là vật liệu nguy hại. Cần phải lưu ý khi sử dụng vật liệu có chứa isocyanate trong đó có việc đảm bảo thông gió và rửa sạch các vùng tiếp xúc với hóa chất này.

Tài liệu tham khảo:

1 Silyl-Terminated Polyether Sealants and Adhesives of a New Generation, Kaneka Corporation.

2 Hashimoto, K., “Silyl-Terminated Polyethers for Sealant Use: Performance Updates”, Adhesives Age, August 1998.

3 US Patent Application 2002/0198308, December 26, 2002.

 

Tags: , ,

© 2019 Vinats. All rights reserved.