彭小琴 李世晶 陳炳耀 楊育其 全境湖
商要:主要研究了不同用量的偶聯(lián)劑-KH550、KH560和催化劑-二月桂二有機(jī)錫對單組份脫醇RTV-1硅橡膠性能的影響。研究表明,醇型硅酮密封膠配方中加入基料量0.1%以下的KH550有較好的熱老化性能;醇型硅酮密封膠配方中加入偶聯(lián)劑對粘接強(qiáng)度影響不明顯;配方中加入基料量0.1-0.2%的KH560有較好的綜合性能;催化劑用量在0.02%膠漿的綜合性能優(yōu)良,有較好的儲存穩(wěn)定性和粘接強(qiáng)度。
關(guān)鍵字偶聯(lián)劑;催化劑;硅橡膠.
中圖分類號:TO314.24+2;TQ436+.6
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
文章編號:1001-5922(2020)07-0009-04
脫醇型RTV-1耐候密封膠相比較于酮肟型RTV-1耐候密封膠,無刺激性氣味,對金屬無腐蝕,粘接性好,價格較為低廉的特點(diǎn),是一類綜合性能較好的RTV-1耐候密封膠。實(shí)際運(yùn)用中,醇型膠存在一些缺點(diǎn),其中最為明顯的缺點(diǎn)是儲存穩(wěn)定性差,熱加速老化后的性能,與未加速老化的性能相差較大。
本文通過試驗(yàn),對比了各種用量的KH550、KH560和催化劑對脫醇型單組份RTV-1硅橡膠性能的影響。
1試驗(yàn)
1.1主要原材料
a,w二羥基聚二甲基硅氧烷,粘度20000mPa.s,江西藍(lán)星星火有機(jī)硅有限公司;a,o二羥基聚二甲基硅氧烷,粘度80000mPa.s,唐山三友化工股份有限公司;勢通306-1納米碳酸鈣,江西勢通鈣業(yè)有限公司重質(zhì)碳酸鈣,江西廣源化工有限責(zé)任公司;KS80納米碳酸鈣,連州市凱恩斯納米材料有限公司;801納米碳酸鈣,恩平燕怡新材料有限公司;3#白礦油,茂名市永嘉化工有限公司;甲基三甲氧基硅烷,湖北新藍(lán)天新材料有限公司;鈦絡(luò)合物催化劑,湖南羅斯化工有限公司;KH550,湖北新藍(lán)天新材料有限公司;KH560,湖北新藍(lán)天新材料有限公司;二月桂二有機(jī)易,湖北新藍(lán)天新材料有限公司。
1.2主要試驗(yàn)設(shè)備
實(shí)驗(yàn)型動力混合機(jī),佛山市金銀河智能裝備有限公司QF-5型;電熱鼓風(fēng)干燥箱,天津市泰斯特儀器有限公司101-2AB型;電子萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī),東莞市力控儀器科技有限公司LK-103B型;水分測定儀,上海市安亭電子儀器廠ZSD-2型。
1.3試樣制備
1)基料制備:25份107膠,5份硅油,5份3#白油,10份活性重鈣,20份KNS80活性納米碳酸鈣,20份燕怡活性納米碳酸鈣,15份勢通納米碳酸鈣,在實(shí)驗(yàn)型動力混合機(jī)中攪拌加熱到125C,真空超過-0.09MPa下脫水150min,冷卻到70C,加人6份3#白油,攪拌30min??栙M(fèi)休水分測定儀測定水分含量小800ppm.
2)從0-0.25%不同用量的偶聯(lián)劑KHS50制樣,基料2500g,甲基三甲氧基硅烷55g,鈦絡(luò)合物25g,二月桂二丁基錫0.5g,使用實(shí)驗(yàn)型動力混合機(jī),在真空度-0.09MPa的狀態(tài)下混合均勻,密封在PE塑料瓶中,依據(jù)KH550用量的不同,得到1#、2#、3#、4#、5#、6#樣品。
3)以0-0.25%不同用量的偶聯(lián)劑KH560制樣,基料2500g,甲基三甲氧基硅烷55g,鈦絡(luò)合物25g,二月桂二丁基錫0.5g,使用實(shí)驗(yàn)型動力混合機(jī),在真空度-0.09MPa的狀態(tài)下混合均勻,密封在PE塑料瓶中,依據(jù)KH560用量的不同,得到7#、8#、9#10#、11#、12#樣品。
4)從0~0.1%不同用量的二月桂二有機(jī)錫制樣,基料2500g,甲基三甲氧基硅烷55g,鈦絡(luò)合物25g,二月桂二丁基錫0.5g,使用實(shí)驗(yàn)型動力混合機(jī),在真空度-0.09MPa的狀態(tài)下混合均勻,密封在PE塑料瓶.中,依據(jù)KH560用量的不同,得到13#、14#、15#、16#、17#、18#樣品。
2結(jié)果和討論
本實(shí)驗(yàn)分別采用不同用量的偶聯(lián)劑KH550制備了密封膠樣品1#、2#、3#、4#、5#、6#;采用不同用量的偶聯(lián)劑KH560制備了密封膠樣品7#、8#、9#、10#、11#、12#樣品;采用不同用量的催化劑制備了密封膠樣品13#、14#、15#、16#、17#、18#樣品;測試膠條的表千時間,深層固化速度、儲存性能——熱加速老化,鋁材-玻璃拉伸粘接強(qiáng)度。試樣的測試和養(yǎng)護(hù)在恒溫恒濕(23+22C,濕度50+2%)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行。深層固化是將密封膠填充到硬質(zhì)PE瓶中,用膠槍將膠擠成直徑為6mm的膠條,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下放置24h,觀察密封膠從表面到內(nèi)部的固化厚度。儲存性能-熱加速老化,是將未硫化d的密封膠密閉放置在80C烘箱中老化2*24h,4*24h和7*24h后在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下放置24h,再測試膠條的固化性能。將密封膠粘接玻璃和鋁材,制成“工”字件,在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)28d,按照GB/T13477-8的要求,測試密封膠的最大拉伸粘接強(qiáng)度。熱儲存性能按合格與不合格區(qū)分,合格的又按好壞程度以“+”的多少數(shù)量來區(qū)分,性能越好“+”數(shù)量越多,不合格按“-”區(qū)分。
由圖1可見,隨著偶聯(lián)劑KH550量的增加,膠漿的表干時間延長,老化后表千時間延長,當(dāng)KHS50的用量增加到一定程度時,老化的的表千時間已大幅增加,本試驗(yàn)顯示,當(dāng)KH550的用量超過0.1%時,膠漿的表千和消粘時間已大幅延長,不具備商業(yè)價值;由圖2可以看出,隨著偶聯(lián)劑KH560量的增加,膠漿的表千時間呈增加趨勢,變化幅度不明顯,當(dāng)KH560用量增加到0.1~0.2%區(qū)間時,膠漿的表干時間縮短并保持了穩(wěn)定;由圖3可以出,隨著催化劑用量的增加,醇型膠的表千時間縮短,過短的表千時間對加工過程產(chǎn)品外觀有較大影響;隨著催化劑用量的增加醇型膠的老化表千時間大幅延長,增加到一定程度時,膠漿的已很難表千消粘。本實(shí)驗(yàn)顯示,合適的催化劑添加量為0.02%。
2.2KH550、KH560、催化劑用量對醇型密封膠老化性能的影響
由表1可以看出,隨著KH550用量的增加,醇型密封膠老化性能逐步下降,當(dāng)KH550用量增加到一定程度時,密封膠的老化性能喪失;隨著KH560用量的增加,醇型密封膠老化性能變化不明顯,當(dāng)KH560用量增加到0.1%~0.2%時,密封膠的老化性能呈現(xiàn)了向好的趨勢;隨著催化劑用量的增加,醇型密封膠老化性能明顯變差,強(qiáng)度明顯下降明顯,本實(shí)驗(yàn)顯示催化劑的用量不超過0.02%為宜。
2.3KH550、KH560/催化劑用量對醇型密封膠拉伸粘接性能的影響
由圖4可以顯示,催化劑和偶聯(lián)劑加人的量對醇型膠的拉伸粘接強(qiáng)度影響的幅度不明顯,原因是醇型膠配方體系中鈦絡(luò)合物就是偶聯(lián)劑,加入的量已經(jīng)取到偶聯(lián)效果,再加人其他的偶聯(lián)劑就富余了,對粘接強(qiáng)度的提高沒有明顯作用。
2.4KH550/KH560/催化劑用量對密封膠深層固化速度的影響
從圖5可以看出,KH550的量增加,深層固化速度減慢;KH560的量增加,深層固化速度合適,變化不明顯;催化劑的用量增加,膠漿深層固化速度加快明顯,老化性能明顯變差,這是因?yàn)槟z料中的游離醇在有機(jī)金屬催化劑的存在下與聚硅氧烷發(fā)生了平衡反.應(yīng),形成了無交聯(lián)功能的(CH3O)(CH3)2SiO1/2
端基,體系有機(jī)金屬催化劑用量越大,有機(jī)金屬的濃度越高,生成的無交聯(lián)功能的端基越多,產(chǎn)品保質(zhì)期越差。
2.5KH550/KH560/催化劑用量對密封膠邵氏硬度的影響
由圖6可以看出,偶聯(lián)劑和催化劑的用量對醇型密封膠的邵氏硬度數(shù)值影響較小,原因是偶聯(lián)劑和催化劑用量對醇型膠交聯(lián)密度影響較小,從而對邵氏硬度的影響不明顯。
3結(jié)語
1)在醇型膠中,加人的KH550的量越多,拉伸粘接強(qiáng)度強(qiáng)度度變化不明顯,膠漿深層固化變慢,表千時間延長,熱儲存期明顯下降,醇型膠配方體系中加人KH550的量不宜超過0.1%。
2)在醇型膠中,加人的KH560的量越多,拉伸粘接強(qiáng)度變化不明顯,膠漿深層固化保持了穩(wěn)定,表千時間和熱儲存期變化在用量0.1~0.2%時較為合適。建議醇型膠配方體系中加入KH560用量為0.1~0.2%。
3)二月桂二有機(jī)錫的加入大幅地影響了醇型膠的熱儲存期,配方體系中加入的有機(jī)錫越多,影響的幅度越大,為了得到最好的綜合性能,建議配方體系中加人的有機(jī)錫的量為0.02%。
參考文獻(xiàn)
[1]黃文潤.液體硅橡膠[M].成都:四川科學(xué)技術(shù)出版社,2009.
[2]黎耀鐘,屈哲輝,羅偉,何藝文,陳耀根,胡新嵩.脫醇型單組份RTV-1密封膠的制備[A].2017年第八屆國際密封材料技術(shù)研討會論文.