白油添加量對脫醇型硅酮密封膠的性能影響

歐佳麗，陳炳耀，全文高，楊永強(qiáng)，陳煜陽

（1.廣東三和控股有限公司，廣東 中山 528325；2.廣東三和化工科技有限公司，廣東 中山 528429）

引言

脫醇型硅酮密封膠屬于單組分室溫硫化硅橡膠分類的一種，其主要原料是α,ω 二羥基聚二甲基硅氧烷（107 膠），再加上交聯(lián)劑、填料、偶聯(lián)劑、增塑劑、催化劑在真空攪拌機(jī)的攪拌下混合而成[1]。脫醇型硅酮密封膠的應(yīng)用范圍廣，市場上主要有脫甲醇型膠和脫乙醇型兩類,脫甲醇型膠主要用于建筑、照明、消費(fèi)電子、汽車電子等領(lǐng)域，在有機(jī)錫催化劑作用下，硫化過程釋放甲醇小分子的單組分硅酮膠;在建筑行業(yè)上主要用于玻璃幕墻粘接密封、鏡子鍍膜玻璃粘接、室內(nèi)裝修工程等；因有機(jī)鈦化合物相對于有機(jī)錫化合物具有更環(huán)保、無污染、更有通用性的特點(diǎn)，因此使得其擁有更廣的市場應(yīng)用。有機(jī)鈦醇型膠主要是以雜色形式存在，在建筑行業(yè)主要用于玻璃幕墻、采光頂、石材粘接密封等[2]。近期，有機(jī)硅原材料輪番暴漲且貨源緊缺，面對天價(jià)及一貨難求的嚴(yán)峻市場，很多有機(jī)硅企業(yè)為了降低成本，不顧產(chǎn)品性能，大量填充劣質(zhì)礦物油，以求降低有機(jī)硅基礎(chǔ)聚合物的含量，烷烴增塑劑由硅油被白油代替。這類密封膠往往使用一段時(shí)間后，填充的白油就會遷移、擴(kuò)散出來，最終導(dǎo)致密封膠自身變硬、開裂，甚至出現(xiàn)不粘接的問題[3,4]。

本實(shí)驗(yàn)在107 膠、交聯(lián)劑、填料、偶聯(lián)劑和催化劑條件都固定的基礎(chǔ)上，探究白油添加量對脫醇型硅酮密封膠的性能影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)主要原材料

α,ω,-二羥基聚二甲基硅氧烷(107 硅橡膠):黏度(25℃，下同)20000mPa·s，瓦克化學(xué)(中國)有限公司；氣相白炭黑，廣州市新稀冶金化工有限公司；硅烷偶聯(lián)劑，廣州雙桃精細(xì)化工有限公司；交聯(lián)劑，臨安市富能樹脂有限公司；催化劑，上海綺禾化工有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)主要儀器

雙行星分散攪拌機(jī)，東莞市泰睿機(jī)械設(shè)備有限公司；CTM2100 微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)，協(xié)強(qiáng)儀器制造(上海)有限公司；LX-A 邵氏硬度計(jì)，東莞市科銳儀器科技有限公司；穩(wěn)定氣源控制儀，滄州中亞試驗(yàn)儀器有限公司等。

1.3 脫醇型密封膠的制備|

取100 份107 膠加入行星分散攪拌機(jī)，加入5～35 份白油，在-0.085MPa 的真空環(huán)境下攪拌5min；加入10 份交聯(lián)劑在-0.085MPa 的負(fù)壓下攪拌12min；加入10 份氣相二氧化硅填料在高速攪拌均勻；再加入5 份的偶聯(lián)劑和0.5 份的催化劑，在-0.085MPa 的真空環(huán)境下攪拌22min，物料攪拌均勻后關(guān)掉攪拌和卸掉真空，即可裝瓶密封待用。

1.4 性能測試

表干時(shí)間：按GB/T 13477.5-2002 測試。

擠出性：按GB/T 13477.3-2017 中8.2 的規(guī)定進(jìn)行測試。

邵氏A 硬度：按GB/T 531-1999 測試。

拉伸強(qiáng)度：按GB/T 528-2009 測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 白油不同添加量對脫醇型硅酮密封膠表干性能的影響

表干時(shí)間為室溫條件下將單組份室溫硫化硅橡膠暴露在大氣環(huán)境里固化過程中，用手指觸摸表面，黏性消失，不黏手所需要的時(shí)間[5]。硅酮膠的固化過程是由表面向內(nèi)發(fā)展的，不同特性的硅膠表干時(shí)間和固化時(shí)間都不盡相同。本次探究了5 組不同的白油添加量對密封膠表干時(shí)間的影響，結(jié)果如下表1：

由表1 可看出，不加白油的表干時(shí)間最短，隨著白油的加入量越多，硅酮密封膠的表干時(shí)間越長，表明加入的白油越多，密封膠越難干。這是因?yàn)榘子褪堑V物質(zhì)油，容易揮發(fā)，與基料不發(fā)生反應(yīng)，白油的量越多，基料與交聯(lián)劑的接觸變少，從而使表干時(shí)間變長。

2.2 白油不同添加量對脫醇型硅酮密封膠擠出性的影響

擠出性以密封膠材料在單位時(shí)間內(nèi)擠注的體積(容量)表示，可以用來評判和反映密封膠擠注的施工性能[6]。擠出性的大小可以表示施工密封材料擠出的難易程度，數(shù)值高比較好，表示膠體容易擠出和施工。本實(shí)驗(yàn)探究了5 組不同的白油添加量對密封膠擠出性的影響，結(jié)果如表2 所示：

由表2 可看出，隨著白油量的增加，密封膠的擠出性逐漸變大，這是因?yàn)榧尤氲陌子驮蕉?，膠料稠度變稀，越容易擠出，因此擠出性會越來越大。根據(jù)實(shí)際使用情況來選擇白油用量，避免出現(xiàn)膠條塌陷的情況。

2.3 白油不同添加量對脫醇型硅酮密封膠邵氏硬度的影響

表3 是添加了不同白油份數(shù)的硅酮密封膠制樣，在室溫條件下存放7d 和14d 后，用邵氏硬度計(jì)測出的邵氏硬度值。硬度是物質(zhì)受壓變形程度或抗刺穿能力的一種物理度量方式。絕對硬度一般在科學(xué)界使用，生產(chǎn)實(shí)踐中很少用到。我們通常使用硬度體系為相對的硬度，制成的硅酮密封膠養(yǎng)護(hù)后一般手感彈性比較大或者說偏軟，所以此實(shí)驗(yàn)用邵氏A 硬度計(jì)測試。結(jié)果如表3 所示：

從表3 可以看出，在室溫條件下養(yǎng)護(hù)7d 后，隨著白油加入的份數(shù)越多，硅酮密封膠的硬度呈下降趨勢，這是因?yàn)榧尤氲陌子驮蕉啵麄€(gè)體系就會變稀，聚合物的相互作用減弱，從而導(dǎo)致密封膠變軟；隨著放置的時(shí)間變長，密封膠硬度均變大，養(yǎng)護(hù)14d后密封膠的硬度比養(yǎng)護(hù)7d 的硬度值大。但是由表3也可知，養(yǎng)護(hù)了14d 后，隨著白油量的增加，硬度值并不會相差太大，這可能是因?yàn)榘子途哂袚]發(fā)性，大部分的白油已經(jīng)揮發(fā)出去所導(dǎo)致的。

2.4 白油不同添加量對脫醇型硅酮力學(xué)性能的影響

表4 分別為添加0 份、5 份、15 份、25 份、35 份的白油5 組實(shí)驗(yàn)樣品按標(biāo)準(zhǔn)要求制做啞鈴狀試件，在拉力試驗(yàn)機(jī)上測試?yán)鞆?qiáng)度和斷裂伸長率的數(shù)據(jù)。

白油為飽和的環(huán)烷烴與烷烴混合物，由表4 可知，隨著白油的增加，拉伸強(qiáng)度逐漸變小，能力隨著拉伸強(qiáng)度的減小而減弱，斷裂伸長率隨著白油添加量的增加而減小。這是因?yàn)榘子土吭蕉?，聚二甲基硅氧烷分子鏈之間的距離越大，聚合物分子鏈之間的相互作用力就越小，因此拉伸強(qiáng)度會隨著白油的增加而減小[7,8]。為滿足施工性能的要求，又達(dá)到降低成本的效果，白油的建議添加量最佳為25 份，此份數(shù)方可保證綜合性能達(dá)到最好。

3 結(jié)語

脫醇型硅酮密封膠相對于酸性硅酮密封膠來說更環(huán)保，不會釋放出刺激性氣味，是適用于家居裝修、綠色環(huán)保的密封膠。是否添加白油和添加不同量的白油都會影響硅酮密封膠的物理性能及力學(xué)性能，這些性能都可以用來評判施工性的好壞。盡管加了白油可以降低硅酮密封膠的制作成本，但是加入量絕對不能太多，過多的白油可能會出現(xiàn)開裂、粉化、脫落等問題。綜合以上實(shí)驗(yàn)探究，脫醇型密封膠的白油加入量份數(shù)建議在5～35 份為宜，在這個(gè)添加量的條件下，既不會對密封膠的施工性能有影響，又能降低生產(chǎn)成本。