脫醇型室溫硫化液體硅橡膠(RTV硅橡膠)的顯著特點為無臭,無毒,對金屬基材無腐蝕。是目前硅酮結構膠主要采用的類型,硅酮結構膠是一種中性固化、專為建筑幕墻中的結構粘結裝配而設計的[1]。可在很寬的氣溫條件下輕易地擠出使用,依靠空氣中的水分固化成優異、耐用的高模量(詞條“模量”由行業大百科提供)、高彈性(詞條“高彈性”由行業大百科提供)的硅酮橡膠。多官能性烷基硅氧烷及硅氧烷是配制脫醇型RTV硅橡膠的交聯劑,雙組份RTV硅橡膠多使用原硅酸乙酯,原硅酸丙脂和聚硅酸乙酯等,單組份RTV硅橡膠則多使用甲基三甲氧基硅烷,有時候也采用甲基三乙氧基硅烷,乙烯基三甲氧基硅烷并用體系。在常用的五大類液體硅橡膠水解活性對比中,丙酮型>酰胺型>乙酸型>酮肟型>醇型,[2]脫醇型硅橡膠水解活性偏低,需要配合催化劑促進基礎聚合物與交聯劑的縮合交聯反應,常用的催化劑主要有有機錫類催化劑和鈦酸酯及其配合物類催化劑,在配方設計中雖然催化劑投量很少,但是催化劑具有的生物毒性不容忽視,例如常用的二月桂酸二丁基錫的小鼠口服半致死量(LD50)為175-1600mg/kg 。為尋求在降低催化劑投量的基礎上保持硅橡膠性能的方法,本文采用改性的的硅烷偶聯劑(TH-550),改性RTV硅橡膠,對比采用KH-550作為偶聯劑的的硅橡膠的力學性能和粘接性能。
1 實驗部分
1.1 主要原料及設備(詞條“設備”由行業大百科提供)
α,ω-端羥基聚二甲基硅氧烷(107膠(詞條“107膠”由行業大百科提供)),新藍天化工;γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550),新藍天化工;TH-550,自制;交聯劑;有機錫催化劑,硅橡膠A組分,集泰化工。
1.2 制備工藝
將一定量的107膠與交聯劑,偶聯劑,催化劑依次混合,攪拌均勻后灌裝得結構膠B組分,在使用時按一定比例混合結構(詞條“混合結構”由行業大百科提供)膠A組分和結構膠B組分即可。
1.3 性能測試
1)拉斷時間:
混合結構膠A,B兩組份,從混合開始計時,注入燒杯中,插入木棒,間隔一定時間拉起木棒,當拉起木棒膠在內部斷裂時,即為拉斷時間,如圖1所示:
2)物理力學性能
啞鈴測試:將膠樣注入模具中,壓平,在25℃,55%RH的環境中固化7d。取出膠片,裁成標準的啞鈴型。按GB/T 528采用電子萬能試驗機測試拉伸強度。
力學性能:標準條件,浸水7d,90℃烘烤(詞條“烘烤”由行業大百科提供)1h,水紫外光照300h的力學性能測試,均按GB/T 13477方法測試。
2 結果與討論
2.1 偶聯劑對拉斷時間和催化劑投量的影響
在其他組分不變的情況下,改變兩種偶聯劑,對拉斷時間的影響如表1所示:
從表1 可以看出,在其他條件不變的情況下,相比于KH-550,采用TH-550做偶聯劑的配方大大縮短了硅橡膠的拉斷時間,而且隨著偶聯劑投量的加大,拉斷時間迅速縮短,拉斷時間從一方面反映了硅橡膠的固化速度。TH-550加入后顯著縮短硅橡膠拉斷時間的主要原因是加入TH-550與配方中的其他偶聯劑更容易產生“協同效應”,增加固化速度。
固定偶聯劑投量,改變催化劑投量對結構膠拉斷時間的影響如表2所示:
從表2 可以看出,在偶聯劑投量一定的情況下,相同的催化劑投量對以TH-550為偶聯劑的硅橡膠的拉斷時間影響更明顯,以表中數據為例,在達到40分鐘左右的拉斷時間上,TH-550做偶聯劑的配方僅需要0.04g催化劑,而以KH-550做偶聯劑的配方需要0.4g催化劑。這主要是由于TH-550在體系具有更高的活性,更容易與107基膠的末端羥基發生作用。
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