中空玻璃硅酮密封胶的配制

发布时间：2008年04月22日　查看次数：126

　作者：郦华兴　郭庆时　郦昊　刘丹丹　任少平

　中空玻璃在市场上的应用得到广泛的普及。对中空玻璃周边密封胶条的质量以及性能要求也就越来越高。近年中空玻璃密封胶的发展经历了一个逐步完善的过程，从早期使用氯丁橡胶密封胶到后来使用的丁基橡胶密封胶，再到现在广泛使用的脱丙酮型室温硫化(RTV)　硅橡胶(俗称硅酮胶)和聚硫橡胶。
　　本文介绍的是脱丙酮型室温硫化硅橡胶密封胶，这是目前市场上广泛使用的两种新型中空玻璃密封胶之一，用这两种密封胶密封的中空玻璃不仅具有良好的节能、保温、隔热、隔音以及防震等性能，并且还具有极好的抗结霜结露以及防灰尘污染等效果，是一种有很好经济效益和社会效益的新技术产品。
　　　　　　　　　　　　　硅酮胶的结构和反应机理
　　普通的硅橡胶就是指分子主链为—Ｓｉ—Ｏ—无机结构，侧基为有机基团(主要为甲基)的一类弹性体，是聚硅氧烷最重要的产品之一。按产品形态及混配方式可分为混炼硅橡胶和液体硅橡胶两类；硅橡胶在硫化前为高分子质量的线型聚硅氧烷，硫化后成为网状结构的弹性体。硅橡胶的硫化按硫化温度，可分为高温(加热)硫化(ＨＴＶ)和室温硫化(ＲＴＶ)两类；按其交联反应机理又可分为有机过氧化物引发自由基交联型(热硫化型)、缩聚反应型室温硫化型及加成反应型。
　　硅酮胶是缩合型液体硅橡胶类产品，它是从端羟基聚二有机基硅氧烷最常用的是HO(Me2Ｓio)ｎＨ羟端基二甲基硅橡胶　为基础聚合物，以三官能度的有机异丙烯氧基硅烷，(如ＭｅＳｉ－(ＯＣＭｅ＝ＣＨ２)３)为交联剂，在催化剂的作用下，按性能再添加其它一些助剂，在室温下经过缩合反应，交联固化而成。由于在反应过程中脱去了小分子丙酮，故又称为脱丙酮型室温硫化硅橡胶。
　　硅酮胶的反应机理可用反应式示意右栏：
　　硅酮胶除具有优良的耐高低温、耐老化、耐紫外线，室温下柔软，较强的粘结性能以及优越的吸震和防水性能外，更可贵的是有比其它室温硫化硅橡胶更高的耐热性。

　　硅酮胶的这些特性使它成为一种很好的中空玻璃密封胶。目前广泛使用的几种硅酮结构胶的性能如表１：

　　表１几种硅酮结构胶的性能比较

项　目	GB16776-97指标值	测　试　值
项　目	GB16776-97指标值	SS621	JS6000	MF881
下重度/mm	≤3	0	0	2.0
适用性/min	≤20	1	1	1
硬度/邵A	30～60	40	32	39.1
拉伸强度/Mpa 标准条件 90℃ -30℃ 老化试验后	0.45 0.45 0.45 0.45	1.0 0.8 1.4 0.8	1.01 0.76 1.16 0.82	1.29 0.78 1.43 1.19
粘接破坏面积/％	≤5	0	0	0

　　　　　　　　　硅酮结构密封胶的配方与配制
　　１、中空玻璃密封胶用硅酮胶的基础配方如表２：

　　表２脱丙酮型室温硫化硅橡胶基础配料

物料名称

作用

物料用量(份)

A组份

　羟端基二甲基硅橡胶

　甲基三(二烷基二肪)硅烷

　二酰氧庚烷二丁基锡

　r-缩水甘油醚氧丙基三甲氧

　基硅烷

　气相法白炭黑

基础聚合物

交联剂

催化剂

增粉剂

补强剂

100

0.1

B组份

　羟端基二甲基硅橡胶

　丁胺

　气相法白炭黑

基础聚合物

促进剂

补强剂

　　２、中空玻璃密封胶用硅酮胶的配制方法
　　①基础聚合物ＨＯ(Ｍｃ２ＳｉＯ)ｎＨ的制备：
　　在１６００ｇＭｅ２ＳｉＣｌ２水解物(内含ＨＯ(Ｍｅ２ＳｉＯ)ｍＨ２０％，余为(Ｍｅ２ＳｉＯ)ｍ等　中加入０．２ｇ５０％的ＫＯＨ，在１３５℃及２０ＫＰａ下反应２０ｍｉｎ，之后加０．２８ｇ８５％的Ｈ３ＰＯ４以中和ＫＯＨ，并在１８０℃及０．２８ＫＰａ下分流低沸点物，回收得到２０％的(Ｍｅ２ＳｉＯ)ｍ，同时得到粘度２０℃　为５０．１Ｐａ·Ｓ平均摩尔质量为１０．９万ｇ／ｍｏｌ的聚合物ＨＯ(Ｍｅ２ＳｉＯ)ｎＨ。
　　②交联剂ＭｅＳｉ（ＯＣＭｅ＝ＣＨ２）３的制备：
　　ＭｅＳｉ（ＯＣＭｅ＝ＣＨ２）主要由ＭｅＳｉＣＩ３与丙酮在ＨＣＩ吸收剂存在下反应而得

　　具体制法：在２Ｌ的搪玻璃高压釜中加入１００ｇ苯，２５０ｇ(２．４７mol)Ｅｔ３Ｎ，２３２ｇ(４．０ｍｏｌ) ，１．０ｇ无水ＺｎＣＩ２及１２０ｇ (０．８ｍｏｌ)ＭｅＳｉＣＩ３开动搅拌，慢慢升温，保持１１０℃左右，反应１６ｈ。冷却后在氮气保护下滤去胺盐(３２０ｇ)。将滤液减压分馏，并收集７３℃／２．６６ＫＰａ的馏分，得８３ｇ粗产品，然后加入８ｇ活性炭，于５０～６０℃下除去ＨＣＩ，４ｈ后再蒸馏一次，所得产物即为ＭｅＳｉ(ＯＣＭｅ＝ＣＨ２)３。
　　　　　　　　　　　　　硅酮结构密封胶的生产
　　由于液体硅橡胶基础聚合物的黏度(≤１０４ＭＰａ·Ｓ)大大低于混炼型硅橡胶的基础聚合物(生胶)，因而与填料、交联剂、催化剂及添加剂的混配可以使用捏合机，三辊机行星式搅拌混合器，单螺或双螺杆混合挤出机等。但基于室温硫化硅橡胶主要用作粘接剂及密封剂，而且是通过湿气硫化的特性，因而对原料，混配工艺及环境条件有一些特殊要求。一般说，单组分室温硫化硅橡胶应满足以下要求：
　　①胶料细腻，各组分分散均匀；
　　②包装容器密封性好，胶料贮存期长超过半年　，既不发生凝胶化，也无不硫化或硫化慢等；
　　③作为密封胶使用的产品应有良好的触变性，既有足够的挤出速度，容易从封筒挤出施工，又不能从密封部位甚至是垂直部位流淌或下垂；
　　④遇湿气后消黏触干　快，硫化速度也较快；
　　⑤硫化后的密封胶应有符合要求的模量。
　　为了达到上述要求，在配制室温硫化硅橡胶过程中必须严格控制所用原料的品质与含量，并且在干燥环境中混配，以防胶料接触湿气过早硫化。
　　中空玻璃用硅酮胶密封胶的生产过程为：
　　先将１００份上述制品ＨＯ（Ｍｅ２ＳｉＯ）ｎＨ，３份ＭｅＳｉ(OCMe＝ＣＨ２)３ ０．１份Ｂｕ２Ｓｎ(ＯＣＯＣ７Ｈ１５)２,１００份及２９份白炭黑，先混成胶料Ａ；再将５０份ＨＯ(Ｍｅ２ＳｉＯ)ｎＨ，２０份丁胺及２９份白炭黑，混成胶料Ｂ；然后将等量的Ａ、Ｂ均匀混合，在２０℃的空气中硫化７天，就可得到。

　　　　　　　　　　　 硅酮结构密封胶的优缺点
　　用硅酮胶作中空玻璃密封胶是中空玻璃生产上的一大突破，它与传统的铝条法中空玻璃相比，有以下优点；
　　①由于硅酮胶本身就有很强的粘结性能，所以使用硅酮胶作中空玻璃密封条不需要再涂底胶，直接升温便可与玻璃很好地粘接在一起。
　　②它有很好的耐热性和耐候性，在很宽的温度范围内可以长期使用，３０～５０年而不变质。
　　③由于硅酮胶比较柔软，四角不需弯角栓连接，自然成型，从而避免了角部漏气的问题，所以有良好的密封性能。
　　④由于它的柔软，也使得这种密封胶具有良好的减振作用和隔音效果。
　　但是由于硅酮胶的结构与性能上的缺点，使它作为中空玻璃密封胶时还存在一些不足：
　　①强度不够。由于其太柔软，所以根本不能承受外界压力，改善的方法就是在胶条中间夹一条铝带以增加其强度。
　　②硅酮密封胶的气体渗透系数较大(约为１０～１５ｇ／ｍ２·ｄ·ｃｍ)，这样气体容易通过密封胶层向中空玻璃中空层渗透扩散，时间一长，就会出现起雾现象，从而影响中空玻璃的使用寿命。改善的方法就是在中空玻璃的装配过程中使用双道密封操作，第一道先用丁基橡胶密封胶，外面再用一道硅酮胶密封胶，或者来用复合胶条密封技术。

　　中空玻璃的使用寿命，并不完全是由密封胶的抗老化性能决定的，透气量也是一个非常重要的因素，这是因为中空玻璃在制作过程中，夹层空腔是经过密封和除湿处理的，一旦透气量达到一定程度，在较低温度时，就会结霜结露，中空玻璃的使用性能也就失效。实验结果表明：硅酮密封胶抗老化性能很好，使用寿命长，但它的透气量比聚硫橡胶密封胶要大，抗结霜结露性较差，所以在长时间范围内，它的使用效果没有聚硫橡胶密封胶好，但是聚硫胶粘接性能较差，必须使用双道密封。

　　参考文献
　　［１］幸松民，王一王路，有机硅合成工艺及产品应用［Ｍ］，北京化学工业出版社，2000：615～648
　　［２］崔永峰，决定中空玻璃使用寿命的关键因素探讨，新型建筑材料［Ｌ］2000(10):28～29
　　［３］张芹，硅酮结构密封胶的胶缝与胶接，上海建材［Ｌ］，1998(6):22～24
　　［４］杨庆福，胶肟型单组分室温硫化硅橡胶的制备，特种橡胶制品［Ｌ］，1999(9):38～39
　　［５］叶春葆，编译，建筑用密封材料，上海建材［Ｌ］，1998(3):34～36
　　［６］郭立瑛，孙湘涛，ＭＦ８８１硅酮结构密封胶的工程应用，上海建材［Ｌ］，2000(5):25～26

频道新闻

精彩推荐

注册网络4S店	登录网络4S店
发布产品供求	发布招商代理

铝母线	工业型材
方管	工业型材