交联剂和稳定剂对幕墙硅酮密封胶性能的影响

杨永强 陈炳耀 彭小琴 全文高 杨育其

摘 要：在制备幕墙硅酮密封胶的过程中，探讨交联剂和稳定剂对硅酮密封胶的影响，结果表明，在基料和其他助剂用量用量一定的条件下，适当增加交联剂和稳定剂的含量，硅酮密封胶的表干时间、挤出性和力学性能均有所提升，随着交联剂和稳定剂含量不断增大，会造成硅酮密封胶最终产品质量，影响产品性能指标。

关键词：交联剂;稳定剂;稠度;力学性能

中图分类号：TQ436+.6 文献标识码：A 文章编号：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温硫化硅橡胶、以端羟基氧硅烷聚合物和多功能硅氧烷交联剂为主要成分，配以填料、增塑剂、硅烷偶联剂和催化剂混匀而成的一种膏状物，能够在室温条件下与空气中的水分发生交联反应，从而得到具有弹性和粘结力的硅橡胶。如今社会，硅酮密封胶的品种和产量得到了很大的发展，市场上出现了一大批建筑用石材密封胶、防火阻燃胶、防霉密封胶等具有功能性的硅橡胶，迅速扩展市场，占据市场份额，当然的针对幕墙用玻璃接缝粘接的需求日益扩大。

中国建筑产业经历了多年的发展变革，大型建筑外围护型结构已经从隐框或半隐框为主的玻璃幕墙逐渐的发展为现今被广泛使用的金属板幕墙、石材幕墙、点式玻璃幕墙，以及由各种新型材料组成的混成幕墙等类型[1] 。幕墙硅酮密封胶在室温条件下，因其方便硫化，在膏状状态下方便施工，以及具有较好的耐高低温性能、耐臭氧老化、耐长期大气老化等性能优势，逐渐成为胶粘剂行业中发展迅猛的一种胶类，从而在小型幕墙工程、铝塑板工程以及其他建筑领域行业中被广泛应用[2]。脱酮肟型硅酮密封胶的主要原料有基础聚合物、碳酸钙、增塑剂、交联剂、和偶联剂等，原料种类和用料会直接影响其综合性能[3-5]。

1 实验

1.1 实验原料

室温硫化硅橡胶，粘度20000 mPa·s，山东东岳化工有限公司;室温硫化硅橡胶，粘度80000 mPa·s，山东东岳化工有限公司;重质碳酸钙，河南盖尔泰实业有限公司;纳米碳酸钙，丸尾;稳定剂，河南安合化工有限公司;交联剂，宿迁志晟科技有限公司;有机锡催化剂，晔创新材料（上海）有限公司，KH792，上海凯茵化工有限公司。

1.2 实验设备

实验型强力2000L捏合机，德国林登公司;试验型真空高速分散机，上海仪驰实业有限公司;恒温真空干燥箱，北京兰贝石恒温技术有限公司;电子拉力试验机，江苏天源试验设备有限公司。

1.3 试样制备

（1）基料制备：48份107胶，10份重质碳酸钙，20份活性纳米碳酸钙，15份纳米碳酸钙， 10份硅油，在实验型动力捏合机中搅拌加热至120℃后，开始抽真空搅拌3h，待完全脱水后冷却至60℃，备用。

（2）从1%～4%不同用量的交联剂制备试样，基料2000g， 稳定剂0.5g，硅烷偶联剂4g，二月桂二丁基锡催化剂0.9g，使用实验型高速分散机，在真空条件下，强力分散混匀，密封至硬支塑料瓶中，根据交联剂用量的不同，得到是试样1#，2#，3#，4#，5#，6#，7#。

（3）从0%～0.1%不同用量的稳定剂制备试样，基料2000g，交联剂65g，KH792偶联剂4g，催化剂二月桂二丁基锡催化剂0.9g，实验型高速分散机，在真空条件下，强力分散混匀，密封至硬支塑料瓶中，根据交联剂用量的不同，得到是试样8#，9#，10#，11#，12#，13#。

2 结果与讨论

根据上述制备条件的限制，分别制备出13种硅酮密封胶的样品;对其进行外观、表干时间、挤出性、固化速度、贮存稳定性以及对应的力学性能进行测试。测试方法如下：

（1）表干时间：根据GB/T 13477.5-2002中B方法进行测定。

（2）固化深度：使用固化速度板进行测试。

（3）挤出性：根据GB/T 13477.3-2017中7.2测试方法，在试样温度23±2℃下，挤出孔直径为4mm，挤胶气压为0.2±0.0025MPa，15s内样品挤出的体积。

（4）贮存稳定性：利用热贮前后挤出性的变化表征贮存稳定性。

（5）稠度：使用腻子稠度仪，按照其说明书检测方法进行测定。

（6）拉伸強度：根据GB/T 14683-2017规定测试方法检测。

2.1 交联剂/稳定剂对密封胶表干时间的影响

如图1趋势所示，能够明显地看出，伴随着交联剂添加量的增加，硅酮密封胶的表干时间有着明显的延长趋势，反之，其表干时间有着明显缩短趋势。[6]硅酮密封胶试样在80℃下恒温箱中热柱2d和7d的表干也会随着交联剂的增加而延长。从而能够得出，交联剂的用量对硅酮密封胶的配方体系的交联反应有着不可或缺的影响，这是因为在基料和其它助剂发生交联反应时，由于交联剂的用量不断增加，交联反应完全后，过剩的交联剂存于整个配方体系中，从而导致密封胶的表干时间越来越长。

稳定剂用量对密封胶的表干时间的影响如表1所示，可以了解到，稳定剂含量的大小对密封胶的表干时间基本没有直接的影响关系。

2.2 交联剂/稳定剂对密封胶挤出性的影响

从图2趋势能够看出，交联剂的用量对密封胶的挤出性基本没有太大的影响，但是随着交联剂用量的增加，试样热贮储存的硅酮密封胶的挤出性逐渐变大，能够看出，交联剂用量的增加对密封胶的热贮稳定性有着促进的作用，从而对硅酮密封胶的挤出性简介促进的作用。

如表2结果所示，可以得出稳定剂的添加量对硅酮密封胶表干时间的影响。随着稳定剂添加量增加，硅酮密封胶的挤出性越好，交联剂的添加量越小，其挤出性越差。出现这种现象的原因可能时随着稳定剂用量的增加，提高了硅酮密封胶的触变性能，提高了硅酮密封胶的稠度，从而提高硅酮密封胶的挤出性能。稳定剂的添加量过多时，导致硅酮密封胶的稠度偏稀，从而影响硅酮密封胶的应用范围。

2.3 交联剂/稳定剂对硅酮密封胶拉伸粘接性能影响

从图3中的趋势可以看出，随着交联剂和稳定剂用量的加入，硅酮密封胶的拉伸强度呈现先上升后下降的趋势。出现这种现象的原因是硅酮密封胶中交联剂用量较少时，体系中的交联点不足，导致基料不能够彻底地发生交联，因此制备出的密封胶强度较差;但随着稳定剂用量的增加，在基料和交联剂发生交联反应完全后，有过剩的交联剂和稳定剂存在于配方体系中，导致密封胶稠度偏稀，间接的导致硅酮密封胶的力学性能有所缺陷，从而使得密封胶拉伸强度逐渐下降。

3 结论

（1）在基料和其他助剂在等量地条件下，适当增加交联剂的添加量，硅酮密封胶的表干时间有所延长，但是当交联剂添加量过多，则会造成硅酮密封胶的表干时间过长甚至不固化的现象，严重影响硅酮密封胶的使用。

（2）在基料和其他助剂在等量的条件下，随着交联剂和稳定剂添加量的增加，提高了硅酮密封胶的挤出性，但不能过多，可能会造成硅酮密封胶偏稀，影响硅酮密封胶的使用。

（3）交联剂和稳定剂添加量的不断增加时，硅酮密封胶的力学性能有着很大的影响，两者的添加量过剩或不足时，均会造成硅酮密封胶拉伸粘接强度性能的缺陷。在实际应用生产中，须根据建筑应用领域的不同，合理地使用用交联剂和稳定剂的用量。

参考文献

[1]王华，任洪青，卢海峰，等.建筑用有机硅密封胶的研究新进展[J].有机硅材料，2010，24（02）：113-119.

[2]晨光化工研究院编著.有机硅单体及聚合物[M].北京：化工出版社，1986.

[3]章基凯编著.有机硅材料[M].北京：物资出版社，1999.

[4]黄文润.缩合型室温硫化硅橡胶的配合剂（三） [J].有机硅材料，2002（03）：32-38.

[5]赵慧杰.装配式建筑用硅酮密封胶老化性能研究[D].沈阳：沈阳建筑大学，2018.

[6]陆瑜翀，苏哓哓，张敬莎.脱酮肟型硅酮密封胶位移能力的研究[J].中国建筑防水，2012（10）：20-22.