白油添加量对脱醇型硅酮密封胶的性能影响

欧佳丽，陈炳耀，全文高，杨永强，陈煜阳

（1.广东三和控股有限公司，广东 中山 528325；2.广东三和化工科技有限公司，广东 中山 528429）

引言

脱醇型硅酮密封胶属于单组分室温硫化硅橡胶分类的一种，其主要原料是α,ω 二羟基聚二甲基硅氧烷（107 胶），再加上交联剂、填料、偶联剂、增塑剂、催化剂在真空搅拌机的搅拌下混合而成[1]。脱醇型硅酮密封胶的应用范围广，市场上主要有脱甲醇型胶和脱乙醇型两类,脱甲醇型胶主要用于建筑、照明、消费电子、汽车电子等领域，在有机锡催化剂作用下，硫化过程释放甲醇小分子的单组分硅酮胶;在建筑行业上主要用于玻璃幕墙粘接密封、镜子镀膜玻璃粘接、室内装修工程等；因有机钛化合物相对于有机锡化合物具有更环保、无污染、更有通用性的特点，因此使得其拥有更广的市场应用。有机钛醇型胶主要是以杂色形式存在，在建筑行业主要用于玻璃幕墙、采光顶、石材粘接密封等[2]。近期，有机硅原材料轮番暴涨且货源紧缺，面对天价及一货难求的严峻市场，很多有机硅企业为了降低成本，不顾产品性能，大量填充劣质矿物油，以求降低有机硅基础聚合物的含量，烷烃增塑剂由硅油被白油代替。这类密封胶往往使用一段时间后，填充的白油就会迁移、扩散出来，最终导致密封胶自身变硬、开裂，甚至出现不粘接的问题[3,4]。

本实验在107 胶、交联剂、填料、偶联剂和催化剂条件都固定的基础上，探究白油添加量对脱醇型硅酮密封胶的性能影响。

1 实验部分

1.1 实验主要原材料

α,ω,-二羟基聚二甲基硅氧烷(107 硅橡胶):黏度(25℃，下同)20000mPa·s，瓦克化学(中国)有限公司；气相白炭黑，广州市新稀冶金化工有限公司；硅烷偶联剂，广州双桃精细化工有限公司；交联剂，临安市富能树脂有限公司；催化剂，上海绮禾化工有限公司。

1.2 实验主要仪器

双行星分散搅拌机，东莞市泰睿机械设备有限公司；CTM2100 微机控制电子万能试验机，协强仪器制造(上海)有限公司；LX-A 邵氏硬度计，东莞市科锐仪器科技有限公司；稳定气源控制仪，沧州中亚试验仪器有限公司等。

1.3 脱醇型密封胶的制备|

取100 份107 胶加入行星分散搅拌机，加入5～35 份白油，在-0.085MPa 的真空环境下搅拌5min；加入10 份交联剂在-0.085MPa 的负压下搅拌12min；加入10 份气相二氧化硅填料在高速搅拌均匀；再加入5 份的偶联剂和0.5 份的催化剂，在-0.085MPa 的真空环境下搅拌22min，物料搅拌均匀后关掉搅拌和卸掉真空，即可装瓶密封待用。

1.4 性能测试

表干时间：按GB/T 13477.5-2002 测试。

挤出性：按GB/T 13477.3-2017 中8.2 的规定进行测试。

邵氏A 硬度：按GB/T 531-1999 测试。

拉伸强度：按GB/T 528-2009 测试。

2 结果与讨论

2.1 白油不同添加量对脱醇型硅酮密封胶表干性能的影响

表干时间为室温条件下将单组份室温硫化硅橡胶暴露在大气环境里固化过程中，用手指触摸表面，黏性消失，不黏手所需要的时间[5]。硅酮胶的固化过程是由表面向内发展的，不同特性的硅胶表干时间和固化时间都不尽相同。本次探究了5 组不同的白油添加量对密封胶表干时间的影响，结果如下表1：

由表1 可看出，不加白油的表干时间最短，随着白油的加入量越多，硅酮密封胶的表干时间越长，表明加入的白油越多，密封胶越难干。这是因为白油是矿物质油，容易挥发，与基料不发生反应，白油的量越多，基料与交联剂的接触变少，从而使表干时间变长。

2.2 白油不同添加量对脱醇型硅酮密封胶挤出性的影响

挤出性以密封胶材料在单位时间内挤注的体积(容量)表示，可以用来评判和反映密封胶挤注的施工性能[6]。挤出性的大小可以表示施工密封材料挤出的难易程度，数值高比较好，表示胶体容易挤出和施工。本实验探究了5 组不同的白油添加量对密封胶挤出性的影响，结果如表2 所示：

由表2 可看出，随着白油量的增加，密封胶的挤出性逐渐变大，这是因为加入的白油越多，胶料稠度变稀，越容易挤出，因此挤出性会越来越大。根据实际使用情况来选择白油用量，避免出现胶条塌陷的情况。

2.3 白油不同添加量对脱醇型硅酮密封胶邵氏硬度的影响

表3 是添加了不同白油份数的硅酮密封胶制样，在室温条件下存放7d 和14d 后，用邵氏硬度计测出的邵氏硬度值。硬度是物质受压变形程度或抗刺穿能力的一种物理度量方式。绝对硬度一般在科学界使用，生产实践中很少用到。我们通常使用硬度体系为相对的硬度，制成的硅酮密封胶养护后一般手感弹性比较大或者说偏软，所以此实验用邵氏A 硬度计测试。结果如表3 所示：

从表3 可以看出，在室温条件下养护7d 后，随着白油加入的份数越多，硅酮密封胶的硬度呈下降趋势，这是因为加入的白油越多，整个体系就会变稀，聚合物的相互作用减弱，从而导致密封胶变软；随着放置的时间变长，密封胶硬度均变大，养护14d后密封胶的硬度比养护7d 的硬度值大。但是由表3也可知，养护了14d 后，随着白油量的增加，硬度值并不会相差太大，这可能是因为白油具有挥发性，大部分的白油已经挥发出去所导致的。

2.4 白油不同添加量对脱醇型硅酮力学性能的影响

表4 分别为添加0 份、5 份、15 份、25 份、35 份的白油5 组实验样品按标准要求制做哑铃状试件，在拉力试验机上测试拉伸强度和断裂伸长率的数据。

白油为饱和的环烷烃与烷烃混合物，由表4 可知，随着白油的增加，拉伸强度逐渐变小，能力随着拉伸强度的减小而减弱，断裂伸长率随着白油添加量的增加而减小。这是因为白油量越多，聚二甲基硅氧烷分子链之间的距离越大，聚合物分子链之间的相互作用力就越小，因此拉伸强度会随着白油的增加而减小[7,8]。为满足施工性能的要求，又达到降低成本的效果，白油的建议添加量最佳为25 份，此份数方可保证综合性能达到最好。

3 结语

脱醇型硅酮密封胶相对于酸性硅酮密封胶来说更环保，不会释放出刺激性气味，是适用于家居装修、绿色环保的密封胶。是否添加白油和添加不同量的白油都会影响硅酮密封胶的物理性能及力学性能，这些性能都可以用来评判施工性的好坏。尽管加了白油可以降低硅酮密封胶的制作成本，但是加入量绝对不能太多，过多的白油可能会出现开裂、粉化、脱落等问题。综合以上实验探究，脱醇型密封胶的白油加入量份数建议在5～35 份为宜，在这个添加量的条件下，既不会对密封胶的施工性能有影响，又能降低生产成本。