探析單組分硅酮密封膠硫化速率對性能的影響因素

中圖分類號：TQ436+.6 文獻標志碼：A 文章編號：1001-5922（2025）10-0021-03

To explore the influencing factors of the vulcanization rate ofone-component silicone sealant on its performance

GUO Yuting'，CHENBingqiang2，YANG Shangjie3，WU Jiantao4， GUO Shichuan， CHEN Gang2

（1. Guangdong Sanvo Holdings Co.，Ltd.，Zhongshan 528429，Guangdong China;2. Guangdong Fuvo Industrial Co.，Ltd.，Zhongshan 528434，Guangdong China;3.Guangdong Shunde Sanvo Chemical Industry Co.，Ltd.，Foshan 528325，Guangdong China;4. Guangdong Sanvo Chemical Industry Technology Co.，Ltd.，Zhongshan 528429，Guangdong China;5.SANVO FineChemicals（Guangdong）Technology Co.，Ltd.，Zhongshan 528441，Guangdong China）

Abstract：In the experiment， α，ω -dihydroxy polydimethylsiloxane （commonly known as 1O7 rubber） was used as the basic material，calcium carbonate fillr was used for reinforcement，and various functional additives were aded todevelop a silicone sealant with fast vulcanization speedand highconstruction eficiency.During thetest，theeffects of filler，additive selection and construction environment on the vulcanization rate of sealant were analyzed. The results showed that the silicone sealant prepared according to the formula had excellent vulcanization performance at standard room temperature and wascompletely cured in24 hours when thereinforcing filer nano-calcium carbonate was 80phr ，the crossinking agent was 3.5phr and the catalyst was 0.2phr

Key words ： single component;silicone sealant;vulcanization rate;standard room temperature environment

單組分硅酮密封膠具有施工便捷、粘接性能好、防水及耐候等特點，目前在家裝密封、交通防水、石材粘掛等民用、工業領域深受歡迎[12。隨著經濟條件的改善及密封膠技術的進步，目前建材市場對硅酮密封膠的個性需求日益多樣化，單組分硅酮密封膠想在市場上博取發展空間，不僅要在粘接、彈性及耐候等方面進行突破，在密封膠表干時間、硫化性能方面也要引起足夠的重視，旨在提升施工打膠工作效率]

1試驗部分

1.1 試驗原料

α，ω -羥基聚二甲基硅氧烷（俗稱107膠）：（黏度5000～80000mPa?s ，山東東岳有機硅材料股份有限公司）；甲基三丁酮肟基硅烷：D-30、二月桂酸二丁基錫（D-80，杭州硅寶化工有限公司）；納米碳酸鈣（KS-80，恩平燕怡新材料有限公司）；穩定劑與固化促進劑（市售）。

1.2 儀器與設備

10L雙行星攪拌機（上海世赫機電設備有限公司）；KMH溫濕度環境試驗箱（科明環境儀器工業有限公司）；ES-J系列電子分析天平（天津市德安特傳感技術有限公司）；固化深度楔形槽（市售）。

1.3 密封膠制備

半成品制備：根據工藝配方將107膠、硅油、填料等分步加入動力混合機中，開啟中高速攪拌，并開啟真空脫水。待物料溫度達到 110^qC 后開始計時，脫水2.5h 后即可停機出料；

成品制備：在冷卻后的基料中加入交聯劑、偶聯劑以及催化劑等溶助劑，抽真空攪拌分散 20min ，直至物料充分混合均勻后即可在充氮保護下出料密封備用。

1.4性能測試

硫化深度：參照GB/T13477—2017《建筑密封材料試驗方法》要求制樣，將密封膠膠料樣品填充到楔形凹槽中，在恒溫恒濕的試驗箱中溫度（ 23±2 ） C ，相對濕度 （55±5）% RH放置 24h，24h 后開始測量密封膠硫化深度。

2 結果與分析

2.1填料工藝量對密封膠性能的影響

納米碳酸鈣成本低、補強效果好，市場上大部分硅酮密封膠均選用碳酸鈣作為補強填料4。碳酸鈣添加工藝量對硅酮密封膠硫化性能的影響，結果如表1所示。

表1填料工藝量對密封膠硫化性能的影響

Tab.1 Effectof filler processquantity on the vulcanizationperformanceofsealant

由表1可知，隨著補強填料碳酸鈣工藝量的增大，單組分硅酮密封膠的硫化深度迅速降低。這是因為密封膠體系中碳酸鈣填料成分越多，密封膠交聯反應后的網狀結構更密集，從而隔絕空氣中水汽分子的滲入，最后降低了密封膠的硫化性能[]。

2.2催化劑工藝量對密封膠性能的影響

催化劑在單組分硅酮密封膠體系中，起到加快膠料硫化固化的作用。試驗采用二月桂酸二丁基錫為催化劑，分析其工藝量對密封膠硫化性能的影響，試驗結果如表2所示。

表2催化劑工藝量對密封膠硫化性能的影響 Tab.2Effect of catalyst processquantityon the vulcanizationpropertiesofsealant

由表2可知，催化劑二月桂酸二丁基錫工藝量的增大有效加速了密封膠的硫化速率，其用量越大硫化深度越大。這是因為催化劑工藝量的增加，降低了反應活化能，促進107基膠與交聯劑間的交聯反應，所以硫化深度隨著催化劑工藝量增大顯著提升[7]。

2.3交聯劑用量對密封膠硫化性能的影響

交聯劑用量對密封膠硫化性能的影響，結果如表3所示。

表3交聯劑用量對密封膠硫化深度的影響 Tab.3 Effect of crosslinking agent dosage on the vulcanizationdepthofsealant

由表3可知，在密封膠配方中交聯劑含量越大，密封膠室溫硫化后硫化深度會迅速下降。這是因為交聯劑用量增加后，單組份硅酮密封膠內部體系中形成的交聯反應更激烈、網狀結構更緊密，阻擋了空氣中水汽分子滲透到密封膠內部，所以密封膠硫化時間會逐漸增長、硫化深度下降[8]。

2.4環境溫/濕度對密封膠性能的影響

單組分硅酮密封膠膠料主要通過借助空氣中的水汽水分由表及里的硫化。不同作業區域、施膠時間，周邊環境的溫濕度都有很大的變化，所有密封膠膠料的表干時間、硫化深度等性能也有明顯差異[9]。

經過試驗過程考察分析發現，環境溫/濕度對密封膠的硫化性能有很大的影響，其中濕度是因素密封膠硫化深度的關鍵因素、溫度主要影響密封膠表干時間長短。隨著模擬試驗環境溫度及濕度的逐漸增大，密封膠樣品的表干時間縮短、硫化深度增大。因此，通過改變施膠環境溫度和濕度值，可以迅速提升單組分硅酮密封膠的硫化性能。改善密封膠的施工效率[10-1]

3結語

單組分硅酮密封膠硫化性能影響因素是多方面的，一方面其配方體系中填料、交聯劑、催化劑工藝量會影響到密封膠的硫化速率，不同配方用量制備的硫化深度有很大區別；同時我們還發現，單組分硅酮密封膠主要是通過吸收空氣中的水分，達到烯烴基團和水分產生交聯反應而變得固化和堅硬。當密封膠配方、膠料樣品一樣情況下，施工場所周邊環境溫度、濕度越大，其膠料中的膠中的烯烴基團和空氣水分反應更劇烈，密封膠的表干時間、硫化速度也迅速縮短。因此，適當地增加施膠環境的溫濕度，可以有效改善密封膠的硫化性能，縮短施工養護時間。

【參考文獻】

[1]幸松民，王一路.有機硅合成工藝及產品應用[M].北京：化學工業出版社，2006.

[2]張虎極，韓勝利，王翠花，等.改性硅烷密封膠固化性能的研究[J].粘接，2011（10）：49-53.

[3]周波雄，戴飛亮，溫子巍，等.有機硅密封膠室溫硫化速率影響因素探討[J].有機硅材料，2021，35（2）：20-24.

[4]高志田，余康華，黎德瑩，等.納米碳酸鈣復配對有機硅密封膠性能的影響[J].有機硅材料，2023，37（3）：42-46..

[5]童榮柏，彭婭，王柯，等.納米碳酸鈣含量對室溫硫化硅橡膠熱穩定性的影響[J].彈性體，2010，20（5）：20-22.

[6]彭小琴，李世晶，陳炳耀，等.偶聯劑和催化劑對醇型耐候密封膠性能的影響[J].粘接，2020，43（7）：9-12.

[7]龐文武，陳炳耀，陳德啟，等.脫醇型貯存穩定快干密封膠的研制[J].粘接，2021，48（11）：20-23.

[8]楊永強，陳炳耀，彭小琴，等.交聯劑和穩定劑對幕墻硅酮密封膠性能的影響[J].粘接，2021，47（9）：28-30.

[9]武慶民，鐘志紅.淺析環境溫濕度對硅酮密封膠性能的影響[C]//2017年中國玻璃行業年會暨技術研討會論文集.北京：中國建材工業出版社，2017：199-212.

[10]周福維，黃俊聰，李艷相對濕度對單組分室溫硫化有機硅密封膠硫化性能的影響[J].有機硅材料，2006，20（3）：108-110.

[11]鄧映禮，陳炳耀，楊善杰，等.影響單組分室溫硫化硅橡膠固化性能的因素探討[J].化學與粘合，2024，46（4）：356-358.