触变剂在低模量硅烷改性建筑密封胶中的应用研究

张引弟，万伟伟，王 洵

（泰州瑞洋立泰新材料科技有限公司，江苏 南京 201136）

触变剂在低模量硅烷改性建筑密封胶中的应用研究

张引弟，万伟伟，王 洵

（泰州瑞洋立泰新材料科技有限公司，江苏 南京 201136）

以建筑用低模量硅烷改性聚醚密封胶为基础，分别讨论了疏水气相白炭黑、氢化蓖麻油、聚酰胺蜡和改性有机膨润土4类触变剂对密封胶下垂度和模量的影响。结果表明，采用聚酰胺蜡或氢化蓖麻油作为触变剂，较疏水气相白炭黑和改性有机膨润土作触变剂，密封胶性能更好，且对模量的影响小。

硅烷改性聚醚树脂；低模量；触变剂

硅烷封端聚醚聚合物被广泛应用于建筑领域以及汽车、航天航空等工业领域。硅烷封端聚合物也叫有机硅改性聚醚聚合物，主链是聚醚结构，具有良好的柔顺性和延伸性以及耐水性能；2端用硅氧烷封端，经湿气固化后形成Si-O-Si的交联结构，给予硅烷改性聚醚密封胶优异的耐候和耐老化的性能。

在建筑工程上，不仅要求密封胶有很好的粘接性和耐候性，还应有良好的施工性能，能满足凹槽、倾斜或垂直面施工要求。胶粘剂应具备不拉丝、不流淌和触变性等性能。应用于建筑领域的密封胶可以分为高、中、低模量等3类，其中低模量密封胶要满足施工性能要求，就必须使用触变剂。目前常用的触变剂有气相白炭黑、聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、有机膨润土等。本文以建筑用低模量硅烷改性聚醚密封胶为基础，分别讨论了疏水气相白炭黑H18，R202、氢化蓖麻油、聚酰胺蜡SLX，D680和改性有机膨润土BYK7303等6种触变剂对低模量建筑密封胶下垂度和模量的影响。

1 实验部分

1.1 主要原料

硅烷封端聚醚树脂（STP）30000T，泰州瑞洋立泰新材料科技有限公司；纳米碳酸钙，广西华纳新材料科技有限公司；重质碳酸钙，广西贺州市科隆粉体有限公司；邻苯二甲酸二异壬酯（DINP），工业级，德国BASF；乙烯基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，南京联硅化工有限公司；抗氧剂1076、UV稳定剂，工业级，德国BASF；疏水气相白炭黑H18，德国Wacker；疏水气相白炭黑R202，德国Evonik；聚酰胺蜡SLX，法国Arkema；聚酰胺蜡D680，上海核心新材料科技有限公司；触变剂BYK7303，德国毕克化学；氢化蓖麻油，工业级，市售；二月桂酸二丁基锡，常州凯瑞化学科技有限公司。

1.2 试验步骤

将增塑剂DINP、填料纳米钙和重钙以及触变剂真空脱水，降温后加入除水剂、树脂30000T、抗氧剂和紫外吸收剂等助剂搅拌真空脱泡，待胶体冷却至30～40 ℃后，加入催化剂充分搅拌一定时间后成品包装（其中触变剂为变量）。表1为实验基本配方，表2为各种触变剂的活化条件。

1.3 测试方法

表干时间、100%定伸模量：按GB/T13477—2002测试；

邵A硬度：按GB/T531—92测试；

流挂性：按照标准ASTM D2202测试；

拉伸强度和伸长率：按GB/T528—1998用小哑铃试样测试。

2 结果和讨论

2.1 触变剂的种类和添加量对下垂度的影响

由于施工部位和环境的多样性，比如缝隙比较宽，立面施工等，所以建筑密封胶下垂度不能大于3 mm。图1为触变剂种类和添加量对下垂度的影响。

表1 实验基本配方Tab.1 Experimental basic formulation

表2 各种触变剂的活化条件Tab.2 Activation conditions of various thixotropic agents

图1 触变剂的种类和添加量对下垂度的影响Fig.1 Effects of type and amount of thixotropic agents on sag

从图1可知当触变剂的添加量为5份时，氢化蓖麻油、SLX和BYK7303都可以满足下垂度的要求，当添加量为10份时，下垂度都变小。综合成本考虑，建议触变剂的添加量为5～7份。

2.2 触变剂的种类和添加量对拉伸强度的影响

图2为触变剂种类和添加量对密封胶拉伸强度的影响。从图2可以看出，整体的趋势都是随触变剂用量的增加，拉伸强度都有所提高。其中，改性有机膨润土BYK7303对胶的力学性能影响最明显，拉伸强度提高更为显著，断裂伸长率下降；随着疏水气相白炭黑的添加量逐渐增多，拉伸强度也呈直线上升，相比而言氢化蓖麻油和聚酰胺蜡对拉伸强度的影响就比较小。

图2 触变剂的种类和添加量对拉伸强度的影响Fig.2 Effects of types and amount of thixotropic agents on tensile strength

2.3 触变剂的种类和添加量对100%定伸模量的影响

由表3可见，触变剂种类对100%定伸模量的影响与对拉伸强度的影响一致，即随触变剂用量的增加，100%定伸模量提高。当触变剂的添加量为2.5份时，改性有机膨润土的100%定伸模量为0.42 MPa，已经高于国标＜0.4 MPa的规定。疏水气相白炭黑用量的增加，对模量的影响也比较大，而且由于纳米粒子的尺寸效应，使其容易团聚，不易分散，影响外观。氢化蓖麻油和聚酰胺蜡对100%定伸模量的影响较小。

表3 触变剂的种类和添加量对100%定伸模量的影响Tab.3 Effects of types and amount of thixotropic agents on modulus at 100% elongation

3 结语

在制备单组分硅烷改性聚醚密封胶的过程中，采用聚酰胺蜡或氢化蓖麻油较疏水气相白炭黑和改性有机膨润土作为触变剂，密封胶性能更好。其中氢化蓖麻油在比较低的温度（10 ℃以下）时表现出良好的抗下垂性，当温度超过40 ℃时则不具备抗下垂性，所以应根据使用环境温度谨慎选用。当采用聚酰胺蜡为触变剂时建议其添加量为5～10份。

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Application of thixotropic agents in low modulus silane modified polyether sealant for building

ZHANG Yin-di, WAN Wei-wei, WANG Xun
(Risun Polymer International Co., Ltd., Nanjing, Jiangsu 201136, China)

Based on the low modulus silane modified polyether building sealant, this paper discussed the effects of four thixotropic agents, including hydrophobic fumed silica, hydrogenated castor oil, polyamide wax and modified organobentonite, on the sag and modulus of the low modulus polyether building sealant. The results show that compared to the hydrophobic fumed silica and modified organobentonite, when the polyamide wax or hydrogenated castor oil is used as the thixotropic agent, the sealant has better performance and smaller influence on the sealant modulus .

modified silane sealant; low modulus; thixotropic agent

TQ437+.1

A

1001-5922（2017）06-0052-03

2017-03-14

张引弟（1988-），女，目前主要从事研究硅烷改性密封胶的研究。E-mail：zyd@risunpolymer.com。