岩棉憎水剂的秘密
发布日期:2014年04月17日    编辑:佚名

    岩棉行业蓬勃发展是近几年的事,主要的驱动力来自北京、上海、沈阳三次火灾后公安部发的(2011)65号文件:要求民用建筑外保温材料须使用A级不燃材料。
    由于岩棉本质是岩石纤维,原料来自玄武岩,所以不是易不易燃,而是根本不燃,可以达到A级标准。因此全国各地岩棉厂如雨后春笋般建立起来。
    岩棉确实不燃烧,但易吸收水分,吸水、吸潮后的岩棉板除了体积膨胀易使外墙表面变形外,还会导致墙体发霉、风化、受冻开裂,更严重的是绝热效果的下降,这种不憎水的岩棉板保温效果会大打折扣。
    为保持岩棉优良的保温绝热性能,生产中使用憎水剂成为必然。国家也为此颁布岩棉憎水标准:GB/T10299-2011
    为了使岩棉憎水,生产厂家想了各种办法,例如尝试在岩棉酚醛树脂胶粘剂中加二甲基硅油等憎水成分,但由于酚醛树脂是水溶性,使用时也要加水稀释,所以这些油很难加进去,用上搅拌等附加设备后虽然能勉强加入,但憎水效果并不好。
技术发展到今天,基本都是在用乳化有机硅的方法解决加入问题,产品特征上形成3类:
1. 非反应型有机硅乳液
2. 半反应型有机硅乳液
3. 反应型有机硅乳液

        非反应型憎水剂本质上就是普通二甲基硅油的乳液,生产方法分二甲基硅油加乳化剂再加水直接乳化法以及用D4(八甲基环四硅氧烷)等有机硅单体开环乳液聚合的方法。这种憎水剂由于硅氧(Si-O)主链上仅有甲基(- CH3),整个分子链上没有反应基团,所以非常容易分散在酚醛树脂水溶液中,相容性很好,而且初始的憎水效果也相当好。类似应用与洗发水中加硅油乳液非常相似,各位去看漂柔、潘婷、海飞丝等品牌的成分说明,都可以看到硅油成分(或称聚二甲基硅氧烷,与二甲基硅油是一回事),洗发后这些硅油成分会附着在发丝上,使头发变得柔软、光亮、易梳理,但由于没有反应基团,所以也仅是附着,没有办法锚牢在头发上,时间一长,柔软、光亮、易梳理等效果也就丧失了,但头发上要求不能累积,所以这样非持久的效果也不错。同样道理,这类非反应型有机硅憎水剂也没有办法保持长久的憎水性,原因是没有办法与岩棉表面反应形成牢固的共价键锚牢上去,一旦脱落,就会影响憎水性。2012年华东地区先后有几家知名岩棉厂家遭遇到类似的产品质量问题:用这种非反应性憎水剂刚生产的岩棉板憎水还可以,但偏偏安装到墙上后出了问题,很麻烦。上述二甲基硅油乳液产品最普遍的用途其实是脱模剂,利用的正是非反应性,可防止制品粘在模具上下不来。近期某北美有机硅公司的代理商在岩棉行业推荐的产品属于此类,本是橡胶脱模剂,在厂家官网上可查询到。这类产品的有效成分在40%左右
半反应型憎水剂其实是含氢硅油乳液,也就是用含氢硅油加乳化剂再加水乳化的产品。含氢硅油的分子链上有氢基团,具有反应性。但这种与硅(Si)直接相连的氢很不稳定,产品一直在脱氢气过程中,所以包装桶总是鼓鼓的,打开桶盖会有氢气冲出。脱氢后的硅油分子链之间会自交联(也就是自己与自己反应),使反应性逐渐消失的同时体系粘度会越来越大。由于碱性环境下会加快脱氢速度,这种憎水剂产品一般都调成酸性(PH值小于7),然而几乎所有的岩棉酚醛胶粘剂都呈碱性,所以当这种含氢硅油乳液加入后可以看到氢气泡冒出。
    综上所述,使用这种含氢硅油乳液作憎水剂,关键是要注意保质期以及加入酚醛树脂后的适用期,时机把握不当会丧失反应性,也就是丧失了憎水的持久性。当然使用过程中也要注意安全,防止明火以及氢气的累计。
由于粘度会不断变大,这类产品的有效成分一般做到50%左右
        反应型憎水剂以某欧洲公司的产品为代表,这不是个新产品,估计在欧洲岩棉行业应用有几十年了,憎水以及憎水持久性都很好,唯一缺憾是与有的酚醛树脂胶粘剂不相容,两者混合后会立即出现白色析出物或漂浮物,严重时会经常堵住喷嘴,憎水性也随之下降,需要增大加入量以确保憎水性。最近不得已推出相容性好些的新产品,奇怪的是有效成分仅能作到50%,价格也不便宜。
    其实岩棉憎水剂并不是什么大生意,国内大部分岩棉厂家是1.5-2.5万吨/年的生产线,以岩棉干重0.1%的加入量,每月用量也就1-2吨左右,仅有为数不多的几个大厂可用到3-4吨/月。但由于是节能行业,非常符合我们公司的战略定位 – 专注节能、环保;所以尽管生意量没法与其它行业比,我们还是在保持原有反应型岩棉憎水剂FE6042、FE6137高效、环保、憎水持久的基础上,开发出全相容岩棉憎水剂产品FE6138 ,彻底解决了反应型憎水剂与部分岩棉酚醛树脂胶粘剂不相容的问题。而且有效成分含量仍然保持在60%,性价比非常高。
    我们公司的两位有机硅老法师:一位上世纪八十年代入行,20多年来历经研发、生产等各环节,专利申请18项,7项已经授权。并长期生产产品出口和给老外作OEM;另一位1995年入行,至今也有18年了,其中的16年是在国际前三名的老外有机硅公司工作。依仗两位老法师的多年积累,公司做出FE6138这样可以与老外比肩、甚至超过并能稳定生产的东西并不稀奇。
愿与国内外同行共同努力,如我公司愿景所述:以独特的产品在节能、环保等诸多领域为可持续发展贡献力量!

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