双组分硅酮结构密封胶不同混合比例性能对比

    摘要：通过调节双组分硅酮结构密封胶的混合比例，测试其拉断时间、硬度和拉伸粘结强度等主要性能，观察变化趋势，论证双组分硅酮结构密封胶厂家推荐混合比例的科学性。实验结果表明硅宝双组份硅酮结构密封胶在推荐的混合比例范围内具有最佳的表现性能，为现场施工提供一定的参考依据。

    关键词：硅酮结构密封胶、双组分、混合比例

    1.前言

    硅酮结构密封胶因其优越的耐高低温性能、卓越的耐候性能、良好的粘结性能已被现代建筑广泛使用。双组分硅酮结构密封胶固化速度快，可以提高生产效率，目前已在幕墙结构性装配和中空玻璃二道密封上得到广泛应用。

    一般来说，双组分硅酮结构密封胶厂家提供的混合比例是一个范围参考值。主要是基于以下两个方面的考虑：一方面，考虑使用的环境不同和气候条件的变化，从而导致双组分胶固化反应的快慢不同，为达到理想、适度的固化速度，所以混合比例不可能是一成不变的，要有一个适度的范围，以便使产品具有一定的环境适应性；另一方面，在保持胶的性能变化不大的情况下，可适度调整固化速度的快慢，给予用户适度的生产效率调控空间，以便使产品具有一定的用户适应性[1]。但客户经常会咨询一个问题，双组分结构胶的混合比例在厂家推荐混合比例之外使用，对产品性能有多大影响？

    硅宝硅酮结构密封胶推荐的A/B混合质量比为11/1~13/1，为研究不同混合比例硅酮结构密封胶的性能变化，实验将质量混合比例范围拓宽到A/B=8/1~16/1。

    2.实验

    2.1参考标准：

    GB16776-2005建筑硅酮结构密封胶

    GB/T531.1-2008硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法

    2.2实验室环境：

    温度（23±2）℃，相对湿度（50±5）%（即标准条件）

    2.3实验设备：

    双轴行星搅拌机XSJ-2，成都硅宝科技股份有限公司；INSTRON-3365拉伸试验机；

SZW-3水紫外线辐照控制仪，郑州惠晟材料科技有限公司及河南建材研究设计院；邵氏橡胶硬度计：IN-A，上海六菱仪器厂；TST101A-2B电热鼓风干燥箱，成都特恩特仪器有限公司；FA2204B电子天平，上海精密科学仪器有限公司：精度0.1mg。

    2.4实验材料: 

    硅宝硅酮结构密封胶（以下简称硅宝结构胶）

    2.5样品制备及测试

    所有样品在（23±2）℃，相对湿度（50±5）%的标准条件下，放置24h。硅宝结构胶A、B组分的混合比例为8/1~16/1（质量比），在负压0. 095 MPa以下真空条件下进行混合，时间为5min。

    2.5.1拉断及表干试样

    取适量混合后的产品到塑料杯中，从Ａ、Ｂ组分开始混合计时，测试其拉断时间及表干时间。

    2.5.2硬度试样

    将混合好的硅宝结构胶填充在硬度模具中，模具内框尺寸为130mm×40mm×6.5mm，放在标准条件下进行养护，按照GB/T531.1-2008测试其18h，7d，14d，21d的硬度。

    2.5.3拉伸粘结试样

    按照GB16776-2005将混合好的硅宝结构胶填充在H型模具中（图1）。制备好的试样在标准条件下养护14天后，分别测试试样在 23℃、90℃、-30℃、浸水7d、水紫外300h后的拉伸粘结强度及23℃时最大拉伸强度时伸长率。

    2.5.4热失重试样

    取3块洁净的铝板（150mm×80mm×1.5mm），在铝板上平放金属模框，将混合均匀的硅宝结构胶刮涂在模框内并用刮刀刮平，除去模框制成试样，立即称量后迅速放入(90±2)℃鼓风干燥箱中，恒温24h后，取出放在标准条件下，冷却1h后称量[2]。

    2.6实验结果与分析

    2.6.1拉断时间及表干时间

    拉断时间是指双组分密封胶混合后可以操作的时间，当混合胶体超过拉断时间后，体系呈半固化状态，无法继续施工修整。表干时间是指胶体暴露在固化环境中，用手指触摸表面，黏性消失，不粘手的时间，胶体表干后，无法再进行表面修整。两种测试一般都应当指出固化环境的温度与相对湿度。我们研究了拉断时间和表干时间随双组分混合比例的变化而变化的曲线。

    硅宝结构胶拉断时间和表干时间随A/B比例的增大而延长。这是因为硅宝结构胶A组分主要由基础聚合物和补强填料组成，B组分主要由交联剂、催化剂等组成；随着A组分含量增多，交联剂、催化剂相对于基础聚合物减少，减缓了硅宝结构胶的固化速度。硅宝结构胶不同混合比例的表干时间和拉断时间皆符合GB 16776-2005的要求。由于硅宝结构胶拉断时间比表干时间稍短，建议施工可操作时间参照拉断时间。在实际应用中，根据各厂家生产工艺的要求，双组分结构胶的可操作时间一般控制在40~50分钟为好，因此硅宝结构胶A/B混合比例选择11/1~13/1为最合适。

    2.6.2硬度

    硬度是结构胶的重要技术指标，它表征了结构胶的抗永久变形能力和弹性。本测试研究了不同混合比例硅宝结构胶的硬度随着养护时间延长的变化趋势，分别检测了18h、7d、14d、21d的硬度，实验结果如下：

    随着养护时间的增加，硅宝结构胶硬度逐渐上升，到14d时趋于平稳。14d与21d的硬度测试结果基本重合，说明硅宝结构胶在养护到14d时已基本固化完全，这与GB16776-2005中所要求的“双组分硅酮结构胶的试件在标准条件下放置14d”的养护条件相吻合。

    2.6.3拉伸粘结性能

    拉伸粘结性能主要检测结构胶拉伸粘结强度。硅酮结构密封胶良好的拉伸粘结强度可以将幕墙板片牢牢的粘结在附框上，抵抗风压和板片自重。参考GB16776-2005的测试要求，检测了不同混合比例硅宝结构胶在各种环境条件下的拉伸粘结性能，实验结果如下：

    硅宝结构胶不同混合比例的拉伸粘结强度呈现中间高，两边低的变化趋势，B组分过多、过少都会使拉伸粘结强度降低。从图4中看到A/B在11/1~13/1时，拉伸粘结强度值最大、最稳定； 

    2.6.4热失重

    硅酮结构密封胶在固化时伴随着质量的变化，质量变化情况与结构胶性能密切相关。实验测试了硅宝结构胶不同混合比例的热失重，

    随A/B减小，热失重增大。这是由于B组分是由交联剂、催化剂等小分子化合物组成，，随着B组分含量增加，交联剂与基础聚合物反应，反应放出的小分子也越多，因此热失重表现为随着A/B比例增加，热失重逐渐降低。各混合比例的热失重均符合在GB 16776-2005中热失重≤10%的要求。

    3.结论

    综合以上拉断时间、硬度和拉伸粘结强度、热失重的实验结果可以得出，硅宝结构胶推荐的混合比例11/1~13/1（质量比）是非常科学的，在推荐混合比例范围内硅宝结构胶的施工性能、力学性能非常优异。超出推荐混合比例后，胶体力学性能有所衰减，虽然仍能满足部分标准要求，但胶体不能发挥到最佳性能，不建议超出推荐混合比例应用。以上分析及结论基于硅宝一家产品，并不代表所有双组分建筑硅酮结构密封胶，仅供参考。

 

 

参考文献

[1]刘正伟，蒋金博，张冠琦，陈文浩.混合比例对双组分硅酮结构胶性能影响的探讨[J].中国建筑防水，2015（06）

[2]马金花，黄孝辉，胡刚，李步春，王有治.快速检测RTV-2硅橡胶热失重方法探讨[J].有机硅材料，2011，25（5）：330~332