雙組分硅烷改性聚醚密封膠的制備及研究

王翠花　劉鵬　趙瑞　韓勝利　趙勇剛

摘要：以MS聚合物、鄰苯二甲酸二異癸酯、碳酸鈣、紫外吸收劑、光穩(wěn)定劑、炭黑、吸水穩(wěn)定劑、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、二醋酸二丁基錫、表面活性劑、水為原料，制備了一種雙組分硅烷改性聚醚密封膠，并討論了N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷用量、二醋酸二丁基錫用量、鄰苯二甲酸二異癸酯用量、水用量對(duì)雙組分硅烷改性密封膠性能的影響。

關(guān)鍵詞：雙組分；硅烷改性；密封膠；剪切強(qiáng)度；

中圖分類號(hào)：TQ436+.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2014）09-0050-03

1 前言

單組分硅烷改性聚醚密封膠由于綜合了有機(jī)硅與聚氨酯的特點(diǎn)[1～3]，具有不含異氰酸酯、無(wú)需底涂、可噴涂、耐候等性能，近年來(lái)國(guó)內(nèi)發(fā)展迅速，在汽車制造、建筑、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域開(kāi)始批量使用，技術(shù)也日趨成熟。但隨著用膠廠家生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，對(duì)膠粘劑的需求也不斷變化，例如，當(dāng)四季溫度變化時(shí)，膠的固化性能要求保持一致，對(duì)提高生產(chǎn)節(jié)奏的要求越來(lái)越迫切。

本文研制了一種在低溫下也可快速固化的雙組分硅烷改性聚醚密封膠（以下簡(jiǎn)稱雙組分密封膠），并且具有良好的施膠工藝性和貯存穩(wěn)定性。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)原料

硅烷改性聚醚（簡(jiǎn)稱MS聚合物），日本KANEKA公司；鄰苯二甲酸二異癸酯（DIDP），美國(guó)埃克森美孚石油公司；納米碳酸鈣，山西芮城新泰納米材料有限公司；輕質(zhì)碳酸鈣1250目，江西一環(huán)礦產(chǎn)有限公司；紫外吸收劑Tinuvin326、光穩(wěn)定劑Tinuvin770DF，瑞士汽巴精化股份公司；炭黑，德固賽；Additive-TI吸水穩(wěn)定劑，朗盛；N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷（JH-A112），湖北新藍(lán)天新材料股份有限公司；二醋酸二丁基錫，上海和氏璧；表面活性劑，自制；去離子水。

2.2 密封膠的制備

雙組分硅烷改性聚醚密封膠A組分制備：將MS聚合物，納米碳酸鈣，增塑劑，紫外吸收劑，光穩(wěn)定劑加入行星攪拌釜中高溫真空脫水1.5 h。待預(yù)混料降溫至50 ℃以下，加入硅烷偶聯(lián)劑及有機(jī)錫催化劑，攪拌0.5 h，出料裝入高密度聚乙烯塑料200 mL+200 mL的雙管中。

雙組分硅烷改性聚醚密封膠B組分制備：MS聚合物或增塑劑，納米碳酸鈣，表面活性劑、蒸餾水加入行星攪拌釜中，真空攪拌1h，控制攪拌過(guò)程中物料溫度不超過(guò)40 ℃，出料裝入高密度聚乙烯塑料200 mL+200 mL雙管中。

2.3 密封膠的混合

A組分為黑色，B組分為白色。A、B組分制備分裝于200 mL+200 mL雙管中，體積比為1∶1，使用靜態(tài)混合膠嘴以及雙組分膠槍，可進(jìn)行手動(dòng)、氣動(dòng)施膠。

2.4 密封膠性能測(cè)試

表干時(shí)間：在5 ℃，相對(duì)濕度為（55±5）%RH條件下，在干凈的玻璃板上涂上適量的密封膠，厚度約2 mm，每隔1 min用手指輕觸膠面，至不粘手的時(shí)間即為表干時(shí)間。

剪切強(qiáng)度測(cè)試：在低溫5 ℃，相對(duì)濕度為（55±5）%RH的條件下，按GB/T 7124方法測(cè)試固化4 h與24 h的剪切強(qiáng)度。

貯存穩(wěn)定性能：A組分本身為可固化的單組分密封膠，其穩(wěn)定性測(cè)試方法為：將密封的A組分在70 ℃老化7 d，對(duì)比老化后是否有增稠、凝膠現(xiàn)象。

施膠工藝性：包裝于雙管中的產(chǎn)品，使用氣動(dòng)膠槍，在0.4 MPa的壓力下，配合靜態(tài)混合膠嘴，比較施膠難易性，并測(cè)試60 s內(nèi)出膠體積。

2.5 雙組分MS密封膠基礎(chǔ)配方

A組分 質(zhì)量份

MS聚合物 100

增塑劑DIDP 20

納米碳酸鈣 100

紫外吸收劑 0.5

光穩(wěn)定劑 0.5

炭黑 2

吸水穩(wěn)定劑 0.1

交聯(lián)劑JH-A112 3

二醋酸二丁基錫 2

B組分

增塑劑DIDP 100

輕質(zhì)碳酸鈣 80

表面活性劑 3

水 8

3 結(jié)果與討論

3.1 交聯(lián)劑JH-A112對(duì)雙組分密封膠性能的影響

JH-A112對(duì)雙組分密封膠性能的影響見(jiàn)表1。

在基礎(chǔ)配方中，當(dāng)交聯(lián)劑添加量從2份逐步增加到3份時(shí)，表干時(shí)間縮短，剪切強(qiáng)度增加，穩(wěn)定性較好；從3份繼續(xù)增加時(shí)，表干時(shí)間仍有縮短，但貯存性能明顯下降，出現(xiàn)了輕微凝膠。主要原因是自催化及交聯(lián)反應(yīng)越來(lái)越明顯。由于JH-A112含有雙氨基與烷氧基結(jié)構(gòu)，在密封膠中既是交聯(lián)劑，也是一種偶聯(lián)劑，并且有自催化的作用，其添加量對(duì)表干時(shí)間、剪切強(qiáng)度及貯存穩(wěn)定性影響明顯。

3.2 二醋酸二丁基錫對(duì)雙組分密封膠性能的影響

二醋酸二丁基錫對(duì)密封膠性能的影響見(jiàn)表2。

在基礎(chǔ)配方中，隨著二醋酸二丁基錫添加量增加，表干時(shí)間和剪切強(qiáng)度上升，5 ℃/4 h固化剪切強(qiáng)度達(dá)到0.5 MPa，24 h達(dá)到1.0 MPa。由于二醋酸二丁基錫為活性高，當(dāng)添加量從2份繼續(xù)增加時(shí)，表干時(shí)間略有增加，強(qiáng)度基本不變，但A組分老化后出現(xiàn)增稠，穩(wěn)定性下降。

3.3 B組分中增塑劑對(duì)雙組分密封膠性能的影響

增塑劑對(duì)雙組分密封膠性能的影響見(jiàn)表3。

增塑劑的加入，可以改善密封膠的施膠工藝性，但也削弱了聚合物分子鏈間的作用力，增加了聚合物分子鏈間的移動(dòng)性，使聚合物分子的規(guī)整性降低，結(jié)晶度降低。表3為增塑劑DIDP對(duì)表干時(shí)間、剪切強(qiáng)度及工藝性的影響，當(dāng)其添加量為100份時(shí)，既能獲得較好剪切強(qiáng)度，也能滿足施膠工藝性。

3.4 水對(duì)雙組分密封膠固化性能的影響

水對(duì)雙組分密封膠固化性能的影響見(jiàn)表4。