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硅酮密封膠（詞條“硅酮密封膠”由行業(yè)大百科提供）是以線性聚有機(jī)硅氧烷為基礎(chǔ)聚合物（詞條“聚合物”由行業(yè)大百科提供），通過(guò)添加補(bǔ)強(qiáng)粉體、偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、催化劑等各助劑混合后，與空氣中的濕氣接觸后，在室溫下交聯(lián)固化成彈性體（詞條“彈性體”由行業(yè)大百科提供）。由于其基本構(gòu)架由Si-O-Si組成，鍵能大于紫外輻射（詞條“輻射”由行業(yè)大百科提供）能量，因此具有優(yōu)異的耐老化性及耐高低溫性能，廣泛運(yùn)用于建筑幕墻領(lǐng)域的密封粘接（詞條“粘接”由行業(yè)大百科提供）。
目前建筑硅酮密封膠分為單組份和雙組份，單組份硅酮密封膠是通過(guò)與環(huán)境中的濕氣接觸，由表及里逐步交聯(lián)固化，因此存在表里固化程度不一致，反應(yīng)速度慢、深層固化不完全等問(wèn)題;雙組份硅酮密封膠由于A組分含水，可以實(shí)現(xiàn)表里同步固化，克服了上述單組份硅酮密封膠存在的問(wèn)題，A組分中水分含量高低對(duì)雙組份硅酮密封膠的施工性能及力學(xué)性能（詞條“力學(xué)性能”由行業(yè)大百科提供）會(huì)有一定的影響。本文研究了水分含量對(duì)雙組份硅酮密封膠的影響。
01、水分含量對(duì)A組分擠出性及外觀影響
對(duì)不同水分含量的A組分進(jìn)行擠出性測(cè)試，其性能數(shù)據(jù)如表1所示。
表1 水分含量對(duì)A組分?jǐn)D出性及外觀影響
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實(shí)驗(yàn)編號(hào) |
水分含量/ppm |
擠出性/（g/min） |
流淌性 |
|
A-1 |
485 |
77 |
流淌 |
|
A-2 |
1090 |
78 |
流淌 |
|
A-3 |
1511 |
77 |
流淌 |
|
A-4 |
1948 |
72 |
流淌 |
|
A-5 |
2560 |
58 |
流淌 |
|
A-6 |
2910 |
25 |
觸變 |
|
A-7 |
4060 |
16 |
觸變 |
|
A-8 |
4860 |
15 |
觸變 |
建筑密封膠在施工過(guò)程中，良好的擠出性往往能夠給施工人員帶來(lái)滿意的體驗(yàn)感，從表1可知，隨著水分含量增加，擠出性呈現(xiàn)平緩下降、急速下降、再至平緩現(xiàn)象，外觀由流淌轉(zhuǎn)變成具有觸變性，主要原因是水分子與改性粉體間相互作用產(chǎn)生氫鍵所致，而A組分具有流淌性有利于排出裹挾的氣泡，因此水分含量≤2500 ppm具有良好的實(shí)用價(jià)值。
02、水分含量對(duì)雙組分硅酮密封膠固化速率的影響
l 拉斷時(shí)間表征
圖1 水分含量對(duì)雙組分硅酮密封膠拉斷時(shí)間的影響
拉斷時(shí)間是衡量雙組分硅酮密封膠內(nèi)部初步形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的宏觀體現(xiàn)，間接反映出分子間的反應(yīng)速率，從圖1可知，隨著水含量逐漸提高，拉斷時(shí)間呈現(xiàn)急速下降后逐漸平緩，這是因?yàn)樗求w系中不可或缺的組分，水分的增加，促進(jìn)了交聯(lián)劑的水解，增加了硅羥基之間碰撞的機(jī)率，縮短了交聯(lián)固化時(shí)間;但是當(dāng)水分含量<1000 ppm時(shí)，出現(xiàn)了表里反應(yīng)程度不一致的現(xiàn)象，不能采用拉斷時(shí)間來(lái)衡量。
硫化儀表征
為進(jìn)一步表征水對(duì)雙組份硅酮密封膠固化速率的影響，通過(guò)硫化儀測(cè)量反應(yīng)時(shí)間與扭矩之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2。
圖2 水分含量對(duì)雙組分硅酮密封膠固化程度的影響
從圖2可知，隨著固化時(shí)間的增加，扭矩逐漸增加，表明隨著固化時(shí)間的延長(zhǎng)，膠體的交聯(lián)固化程度越來(lái)越深。對(duì)比4#、7#兩個(gè)樣品，在48 min時(shí)出現(xiàn)了交點(diǎn)，48 min前7#樣品交聯(lián)程度先優(yōu)于4#樣品，48 min后4#樣品反應(yīng)速率優(yōu)于7#樣品，原因可能是水分含量過(guò)高，水解產(chǎn)生的小分子物質(zhì)阻礙了交聯(lián)反應(yīng)，同時(shí)部分催化劑也因水分含量過(guò)高發(fā)生了水解失效，因此體系中的水分含量需要控制在合適的區(qū)間。
03、水分含量對(duì)雙組分硅酮密封膠力學(xué)性能的影響
對(duì)硬度的影響
將樣品制備成長(zhǎng)*寬*高=10*5*2 cm大小的測(cè)試片，每隔一段時(shí)間，測(cè)量中間位置的硬度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3。
圖3 水含量對(duì)不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間雙組分硅酮密封膠硬度的影響
從圖3可知，當(dāng)體系中水分量<4000 ppm時(shí)，雙組分硅酮密封膠硬度隨養(yǎng)護(hù)時(shí)間延長(zhǎng)逐漸增大;當(dāng)水分含量≥4000 ppm時(shí)，雙組分硅酮密封膠硬度隨養(yǎng)護(hù)時(shí)間延長(zhǎng)先增大后降低再增大，其原因在于含水量過(guò)多，交聯(lián)劑的水解速度加快，釋放出醇類小分子物質(zhì)，不能及時(shí)排放出去，增塑在體系中，減緩了進(jìn)一步交聯(lián)，當(dāng)醇類物質(zhì)緩慢釋放后，交聯(lián)程度進(jìn)一步加大。
對(duì)拉伸強(qiáng)度及100 %模量的影響
對(duì)比不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間雙組分硅酮密封膠的力學(xué)性能如圖4所示。
圖4 水分含量對(duì)雙組分硅酮密封膠拉伸強(qiáng)度的影響
從圖4可知，當(dāng)水分含量>1000 ppm時(shí)，養(yǎng)護(hù)5天后強(qiáng)度傾向于平緩，養(yǎng)護(hù)14天后拉伸強(qiáng)度無(wú)明顯差距;當(dāng)水分含量≤1000 ppm時(shí)，隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的延長(zhǎng)，拉伸強(qiáng)度不斷增大，表明反應(yīng)還在進(jìn)行。
為了進(jìn)一步直觀的表明水分含量對(duì)力學(xué)性能的影響，對(duì)不同時(shí)間段100 %模量進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2。
表2 水分含量對(duì)雙組分硅酮密封膠100 %模量的影響
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樣品編號(hào) |
養(yǎng)護(hù)不同時(shí)間的100 %模量/MPa |
E1/E14 |
|
E1 |
E2 |
E3 |
E5 |
E7 |
E14 |
|
1# |
/ |
/ |
0.21 |
0.48 |
0.50 |
0.59 |
0% |
|
2# |
0.38 |
0.44 |
0.65 |
0.71 |
0.75 |
0.76 |
50% |
|
3# |
0.64 |
0.70 |
0.76 |
0.81 |
0.82 |
0.80 |
80% |
|
4# |
0.68 |
0.74 |
0.80 |
0.83 |
0.83 |
0.83 |
82% |
|
5# |
0.71 |
0.74 |
0.81 |
0.85 |
0.83 |
0.82 |
87% |
|
6# |
0.72 |
0.80 |
0.85 |
0.90 |
0.91 |
0.91 |
78% |
|
7# |
0.71 |
0.73 |
0.80 |
0.91 |
0.90 |
0.88 |
81% |
|
8# |
0.60 |
0.64 |
0.70 |
0.83 |
0.83 |
0.82 |
73% |
從表2可知，隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的延長(zhǎng)，模量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)后平緩，與圖4表現(xiàn)一致;同時(shí)可以得知，養(yǎng)護(hù)相同時(shí)間，隨著水分含量的提升，模量先增大后降低，其原因可能有二，一是，當(dāng)水分含量過(guò)高時(shí)，交聯(lián)劑水解釋放出大量醇類物質(zhì)及水分降低了體系的反應(yīng)活性;二是，反應(yīng)水分含量過(guò)高，體系中的偶聯(lián)劑傾向于自聚，降低了交聯(lián)密度。
根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，對(duì)于組裝大部件進(jìn)行密封粘接性時(shí)，雙組分硅酮密封膠在施膠一天后進(jìn)行搬運(yùn)等操作，這需要密封膠養(yǎng)護(hù)一天后具有一定的交聯(lián)，來(lái)抵抗外力對(duì)密封膠的破壞。從表2可以看出，當(dāng)水分含量≥1000 ppm時(shí)，養(yǎng)護(hù)一天模量占比大于50 %，能夠達(dá)到較好的固化程度，因此養(yǎng)護(hù)一天后的模量占比(E1/E14)能有效表達(dá)出該配方中水分含量是否合適。
因此，適當(dāng)?shù)乃趾磕軌蚴巩a(chǎn)品具有良好施工性能，同時(shí)也能加快前期反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率，但水分含量在一定范圍內(nèi)的差異對(duì)產(chǎn)品最終的力學(xué)性能無(wú)明顯影響。
總體而言，密封膠的施工需要合適的環(huán)境條件，在極端潮濕或干燥的區(qū)域，需要施工人員多加觀察，使用正確的施工手法。BAIYUN，作為中國(guó)硅酮密封膠行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，始終堅(jiān)持為每一位客戶提供更好的粘接密封解決方案，為安全站崗，為美好賦能!
