交聯劑和穩定劑對幕墻硅酮密封膠性能的影響

楊永強 陳炳耀 彭小琴 全文高 楊育其

摘 要：在制備幕墻硅酮密封膠的過程中，探討交聯劑和穩定劑對硅酮密封膠的影響，結果表明，在基料和其他助劑用量用量一定的條件下，適當增加交聯劑和穩定劑的含量，硅酮密封膠的表干時間、擠出性和力學性能均有所提升，隨著交聯劑和穩定劑含量不斷增大，會造成硅酮密封膠最終產品質量，影響產品性能指標。

關鍵詞：交聯劑;穩定劑;稠度;力學性能

中圖分類號：TQ436+.6 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2021）09-0028-03

The Influence of Cross-linking Agent and Stabilizer on the Performance of Curtain Wall Silicone Sealant

Yang Yongqiang， Chen Bingyao， Peng Xiaoqin， Quan Wengao， Yang Yuqi

（Guangdong Sanhe Holdings Co.， Ltd.， Zhongshan 528429， China）

Abstract：In the process of preparing curtain wall silicone sealant， the influence of cross-linking agent and stabilizer on silicone sealant was discussed. The results showed that under the condition of certain amount of base material and other additives， appropriately increase the content of crosslinking agent and stabilizer， and the surface drying time， extrudability and mechanical properties of the silicone sealant have been improved. With the continuous increase of the amount of crosslinking agent and stabilizer， it will cause the quality of the final product of the silicone sealant and affect the product performance index..

Key words：crosslinking agent;stabilizer;consistency;mechanical properties

0 前言

硅酮密封膠的是以室溫硫化硅橡膠、以端羥基氧硅烷聚合物和多功能硅氧烷交聯劑為主要成分，配以填料、增塑劑、硅烷偶聯劑和催化劑混勻而成的一種膏狀物，能夠在室溫條件下與空氣中的水分發生交聯反應，從而得到具有彈性和粘結力的硅橡膠。如今社會，硅酮密封膠的品種和產量得到了很大的發展，市場上出現了一大批建筑用石材密封膠、防火阻燃膠、防霉密封膠等具有功能性的硅橡膠，迅速擴展市場，占據市場份額，當然的針對幕墻用玻璃接縫粘接的需求日益擴大。

中國建筑產業經歷了多年的發展變革，大型建筑外圍護型結構已經從隱框或半隱框為主的玻璃幕墻逐漸的發展為現今被廣泛使用的金屬板幕墻、石材幕墻、點式玻璃幕墻，以及由各種新型材料組成的混成幕墻等類型[1] 。幕墻硅酮密封膠在室溫條件下，因其方便硫化，在膏狀狀態下方便施工，以及具有較好的耐高低溫性能、耐臭氧老化、耐長期大氣老化等性能優勢，逐漸成為膠粘劑行業中發展迅猛的一種膠類，從而在小型幕墻工程、鋁塑板工程以及其他建筑領域行業中被廣泛應用[2]。脫酮肟型硅酮密封膠的主要原料有基礎聚合物、碳酸鈣、增塑劑、交聯劑、和偶聯劑等，原料種類和用料會直接影響其綜合性能[3-5]。

1 實驗

1.1 實驗原料

室溫硫化硅橡膠，粘度20000 mPa·s，山東東岳化工有限公司;室溫硫化硅橡膠，粘度80000 mPa·s，山東東岳化工有限公司;重質碳酸鈣，河南蓋爾泰實業有限公司;納米碳酸鈣，丸尾;穩定劑，河南安合化工有限公司;交聯劑，宿遷志晟科技有限公司;有機錫催化劑，曄創新材料（上海）有限公司，KH792，上海凱茵化工有限公司。

1.2 實驗設備

實驗型強力2000L捏合機，德國林登公司;試驗型真空高速分散機，上海儀馳實業有限公司;恒溫真空干燥箱，北京蘭貝石恒溫技術有限公司;電子拉力試驗機，江蘇天源試驗設備有限公司。

1.3 試樣制備

（1）基料制備：48份107膠，10份重質碳酸鈣，20份活性納米碳酸鈣，15份納米碳酸鈣， 10份硅油，在實驗型動力捏合機中攪拌加熱至120℃后，開始抽真空攪拌3h，待完全脫水后冷卻至60℃，備用。

（2）從1%～4%不同用量的交聯劑制備試樣，基料2000g， 穩定劑0.5g，硅烷偶聯劑4g，二月桂二丁基錫催化劑0.9g，使用實驗型高速分散機，在真空條件下，強力分散混勻，密封至硬支塑料瓶中，根據交聯劑用量的不同，得到是試樣1#，2#，3#，4#，5#，6#，7#。

（3）從0%～0.1%不同用量的穩定劑制備試樣，基料2000g，交聯劑65g，KH792偶聯劑4g，催化劑二月桂二丁基錫催化劑0.9g，實驗型高速分散機，在真空條件下，強力分散混勻，密封至硬支塑料瓶中，根據交聯劑用量的不同，得到是試樣8#，9#，10#，11#，12#，13#。

2 結果與討論

根據上述制備條件的限制，分別制備出13種硅酮密封膠的樣品;對其進行外觀、表干時間、擠出性、固化速度、貯存穩定性以及對應的力學性能進行測試。測試方法如下：

（1）表干時間：根據GB/T 13477.5-2002中B方法進行測定。

（2）固化深度：使用固化速度板進行測試。

（3）擠出性：根據GB/T 13477.3-2017中7.2測試方法，在試樣溫度23±2℃下，擠出孔直徑為4mm，擠膠氣壓為0.2±0.0025MPa，15s內樣品擠出的體積。

（4）貯存穩定性：利用熱貯前后擠出性的變化表征貯存穩定性。

（5）稠度：使用膩子稠度儀，按照其說明書檢測方法進行測定。

（6）拉伸強度：根據GB/T 14683-2017規定測試方法檢測。

2.1 交聯劑/穩定劑對密封膠表干時間的影響

如圖1趨勢所示，能夠明顯地看出，伴隨著交聯劑添加量的增加，硅酮密封膠的表干時間有著明顯的延長趨勢，反之，其表干時間有著明顯縮短趨勢。[6]硅酮密封膠試樣在80℃下恒溫箱中熱柱2d和7d的表干也會隨著交聯劑的增加而延長。從而能夠得出，交聯劑的用量對硅酮密封膠的配方體系的交聯反應有著不可或缺的影響，這是因為在基料和其它助劑發生交聯反應時，由于交聯劑的用量不斷增加，交聯反應完全后，過剩的交聯劑存于整個配方體系中，從而導致密封膠的表干時間越來越長。

穩定劑用量對密封膠的表干時間的影響如表1所示，可以了解到，穩定劑含量的大小對密封膠的表干時間基本沒有直接的影響關系。

2.2 交聯劑/穩定劑對密封膠擠出性的影響

從圖2趨勢能夠看出，交聯劑的用量對密封膠的擠出性基本沒有太大的影響，但是隨著交聯劑用量的增加，試樣熱貯儲存的硅酮密封膠的擠出性逐漸變大，能夠看出，交聯劑用量的增加對密封膠的熱貯穩定性有著促進的作用，從而對硅酮密封膠的擠出性簡介促進的作用。

如表2結果所示，可以得出穩定劑的添加量對硅酮密封膠表干時間的影響。隨著穩定劑添加量增加，硅酮密封膠的擠出性越好，交聯劑的添加量越小，其擠出性越差。出現這種現象的原因可能時隨著穩定劑用量的增加，提高了硅酮密封膠的觸變性能，提高了硅酮密封膠的稠度，從而提高硅酮密封膠的擠出性能。穩定劑的添加量過多時，導致硅酮密封膠的稠度偏稀，從而影響硅酮密封膠的應用范圍。

2.3 交聯劑/穩定劑對硅酮密封膠拉伸粘接性能影響

從圖3中的趨勢可以看出，隨著交聯劑和穩定劑用量的加入，硅酮密封膠的拉伸強度呈現先上升后下降的趨勢。出現這種現象的原因是硅酮密封膠中交聯劑用量較少時，體系中的交聯點不足，導致基料不能夠徹底地發生交聯，因此制備出的密封膠強度較差;但隨著穩定劑用量的增加，在基料和交聯劑發生交聯反應完全后，有過剩的交聯劑和穩定劑存在于配方體系中，導致密封膠稠度偏稀，間接的導致硅酮密封膠的力學性能有所缺陷，從而使得密封膠拉伸強度逐漸下降。

3 結論

（1）在基料和其他助劑在等量地條件下，適當增加交聯劑的添加量，硅酮密封膠的表干時間有所延長，但是當交聯劑添加量過多，則會造成硅酮密封膠的表干時間過長甚至不固化的現象，嚴重影響硅酮密封膠的使用。

（2）在基料和其他助劑在等量的條件下，隨著交聯劑和穩定劑添加量的增加，提高了硅酮密封膠的擠出性，但不能過多，可能會造成硅酮密封膠偏稀，影響硅酮密封膠的使用。

（3）交聯劑和穩定劑添加量的不斷增加時，硅酮密封膠的力學性能有著很大的影響，兩者的添加量過?；虿蛔銜r，均會造成硅酮密封膠拉伸粘接強度性能的缺陷。在實際應用生產中，須根據建筑應用領域的不同，合理地使用用交聯劑和穩定劑的用量。

參考文獻

[1]王華，任洪青，盧海峰，等.建筑用有機硅密封膠的研究新進展[J].有機硅材料，2010，24（02）：113-119.

[2]晨光化工研究院編著.有機硅單體及聚合物[M].北京：化工出版社，1986.

[3]章基凱編著.有機硅材料[M].北京：物資出版社，1999.

[4]黃文潤.縮合型室溫硫化硅橡膠的配合劑（三） [J].有機硅材料，2002（03）：32-38.

[5]趙慧杰.裝配式建筑用硅酮密封膠老化性能研究[D].沈陽：沈陽建筑大學，2018.

[6]陸瑜翀，蘇嘵嘵，張敬莎.脫酮肟型硅酮密封膠位移能力的研究[J].中國建筑防水，2012（10）：20-22.