混合比例對雙組份結(jié)構(gòu)膠的影響

-.z.混合比例對雙組份構(gòu)造膠的影響硅酮構(gòu)造膠由于優(yōu)異的耐候性成為幕墻的首選材料。雙組份硅酮構(gòu)造膠因為具有固化時間短、深層固化快的特點，可大幅提高施工效率、加快施工速度，所以目前已在幕墻和中空玻璃上大量應(yīng)用。但是，雙組分硅酮構(gòu)造膠一般需要專門的打膠設(shè)備將A、B組分混合好才能使用，混合不好或混合比例不當容易出質(zhì)量問題;因此，雙組份硅酮構(gòu)造膠的混合問題值得我們關(guān)注。一般的，雙組份硅酮構(gòu)造密封膠廠家提供的混合比例是一個圍。主要是基于以下兩個方面的考慮：一方面，考慮使用的環(huán)境不同和氣候條件的變化，從而導(dǎo)致雙組份膠固化反響的快慢不同，為到達理想、適度的固化速度，所以混合比例不可能是一成不變的，要有一個適度的圍，以便使產(chǎn)品具有一定的環(huán)境適應(yīng)性;另一方面，在保持膠的性能變化不大的情況下，可適度調(diào)整固化速度的快慢，給予用戶適度的生產(chǎn)效率調(diào)控空間，以便使產(chǎn)品具有一定的用戶適應(yīng)性。本文通過對目前工程上使用的雙組分產(chǎn)品白云牌SS622、國*品牌產(chǎn)品和進口*品牌產(chǎn)品作為代表性試樣進展試驗，探討其不同混合比例對其性能的影響，為雙組分構(gòu)造膠同類產(chǎn)品的使用提供參考。1試驗局部1.1試樣制備及測試方法1)試樣雙組份硅酮構(gòu)造膠：試樣A：白云牌SS622雙組份構(gòu)造膠(混合體積比圍9:1~11:1，推薦體積比A:B=10:1)、試樣B：國*品牌雙組份構(gòu)造膠(混合體積比圍7.6:1~10.6:1，推薦體積比A:B=9:1)、試樣C：進口*品牌雙組份構(gòu)造膠(混合體積比圍7.2:1~8.7:1，推薦體積比A:B=8:1)?；模宏枠O氧化外表處理鋁型材，普通浮法玻璃;用異丙醇溶液處理，不抹底涂;2)測試工程及標準拉伸粘接性測試、硬度和拉斷時間按：GB16776-2005"建筑用硅酮構(gòu)造密封膠"1.2實驗設(shè)備萬能拉力實驗機：CMT4304，三思縱橫科技股份邵氏硬度計：L*-A型橡膠硬度計,市六菱儀器廠1.3實驗方案每個試樣按照其生產(chǎn)廠家分別推薦的A、B組分混合比例以及允許的混合比例的上下限和超出上下限比例進展混膠，試樣混膠方案，見表1。已混合好的試樣按標準GB16776-2005相關(guān)要求進展制樣、養(yǎng)護和測試。2結(jié)果與討論2.1拉斷時間按GB16776-2005測試了三個試樣分別在不同混合比例下的拉斷時間變化，見圖1。用戶在使用前調(diào)試過程中，拉斷時間是判斷混合比例是否正常的重要標志。拉斷時間過短，固化過快不利于使用和修整，拉斷時間過長，固化過慢，影響幕墻和中空玻璃的養(yǎng)護時間，延長工期。在已確定混合比例下，拉斷時間是確定混膠設(shè)備是否正常及產(chǎn)品穩(wěn)定性的指標。雙組分膠混合后的時間一旦超過拉斷時間，就會急劇增稠，呈半固化狀，無法繼續(xù)施工修整。如圖1所示：試樣A，在比例圍，混合比為10:1時拉斷時間為55min，11:1時拉斷時間延長到63min，拉斷時間較為適宜，而超出比例圍為12:1時拉斷時間大大延長為85min，8:1時急劇縮短為30min。試樣B，在比例圍，混合比例為9:1時為40min，10.6:1時延長到57min，而在超出圍為12:1時拉斷時間急劇延長為93min，8:1時迅速縮短為27min。試樣C，在比例圍，混合比為8:1時拉斷時間為42min，在比例上限8.7:1時拉斷時間緩慢延長到50min，超出比例圍后，混合比為10:1時，拉斷時間大大延長為79min。經(jīng)以上分析可認為：在允許比例圍，雙組份的拉斷時間變化不是非常明顯;低于允許比例下限時，即B組分添加過多，拉斷時間明顯變短;高于允許比例上限，即B組分過少，拉斷時間明顯延長。拉斷時間過短不利于使用和修整，施工過程中打膠槍容易出現(xiàn)“堵槍〞現(xiàn)象，拉斷時間過長可能會導(dǎo)致固化時間大大延長。2.2硬度硬度是GB16776-2005中的一個指標，GB16776-2005要求硬度圍為20~60HsA。按GB16776-2005測試了三個試樣不同混合比例對膠的硬度的影響，見圖2。如圖2所示，雙組份構(gòu)造膠的硬度受混合比例的影響較明顯。試樣A在推薦比例10:1時，硬度為40HsA，在允許比例上限時硬度為39HsA，在允許比例下限時硬度41HsA，硬度變化較緩慢;而超出圍混合比為12:1時硬度急劇變小為37HsA，混合比為8:1時硬度增大為43HsA。試樣B，在推薦比例9:1時，硬度為39HsA，在允許比例上限時硬度為37HsA，在允許比例下限時硬度為41HsA，硬度變化小。試樣C，在推薦比例8:1時，硬度為38HsA，在允許比例上限時硬度為38HsA，在允許比例下限時硬度為39HsA，硬度變化不明顯，而超出圍混合比為6:1時硬度值大大提高到42HsA。由以上分析可以認為：上述硬度變化圍雖然仍在標準GB16776-2005要求圍，但是混合比例超出廠家允許的比例圍時，硬度的變化的趨勢更為明顯：高于上限時，B組分過少，硬度明顯變低，低于下限時，B組分過多，硬度明顯偏高。2.3常溫拉伸粘接性常溫拉伸粘接性的最大強度值按照GB16776-2005分別測試了三個試樣不同混合比例的常溫拉伸結(jié)性，其中拉伸粘結(jié)性最大強度值見圖3。圖3所示三個試樣的拉伸粘結(jié)性中最大強度值與混合比例的對應(yīng)關(guān)系。試樣A，在推薦混合比10:1時，強度到達最大值為1.49MPa;在推薦圍，混合比為9:1時強度為1.44MPa，11:1時強度為1.45MPa，強度有小幅度下降，下降幅度在3%左右;超出比例圍時，混合比為12:1強度為1.35MPa，強度值下降幅度較大，超過9%。B試樣和C試樣均在推薦混合比時最大強度值到達最大，試樣B為1.23MPa，試樣C為1.36MPa;在比例圍強度值均有降低趨勢，試樣B降低幅度為7%試樣，C降低幅度為3%;而超出比例圍后，強度均急劇下降，下降幅度均超過10%。由以上分析可以認為：雙組份構(gòu)造膠在廠家推薦混合比例時最大強度值最大，在允許比例圍時，所測得最大強度值下降幅度較小;超出比例圍后，最大強度值下降幅度急劇增大。2.3.2常溫拉伸粘結(jié)性的最大強度時伸長率所測試的三個試樣的拉伸粘結(jié)性，拉伸粘結(jié)性中最大強度時伸長率，見圖5。圖4所示三個試樣的最大強度時伸長率與混合比例的對應(yīng)關(guān)系。如圖4所示,隨著B組分含量的增加，最大強度伸長率逐漸下降。如果超過推薦的混合比例，B組分過多，膠固化后的最大強度伸長率會降低，影響膠的彈性。2.3.3常溫拉伸粘結(jié)性的粘結(jié)破壞面積所測試的三個試樣的拉伸粘結(jié)性，拉伸粘結(jié)性的粘結(jié)破壞面積，見表2。如表2所示，三種試樣在推薦比例圍，均粘接良好。而超出允許比例圍，均出現(xiàn)小面積粘接破壞，分別為A試樣2%，B試樣8%和C試樣2%及5%。由以上分析可認為：雙組分構(gòu)造膠的常溫拉伸粘結(jié)性破壞面積，在允許混合比例圍，粘結(jié)良好;超出允許比例圍，有可能會出現(xiàn)局部不粘的現(xiàn)象。2.4浸水后的拉伸粘接性浸水后的拉伸粘接性的最大強度值按GB16776-2005測試了三個試樣浸水后的拉伸粘結(jié)性，最大強度值見圖5。圖5所示，三個試樣浸水后的最大強度受混合比例的影響明顯。三個試樣均在推薦混合比例時最大強度值最大，其中試樣A為1.35MPa、試樣B為1.23MPa、試樣C為1.33MPa。在允許比例圍強度的下降幅度較小，其中試樣A為3%、試樣B為4.9%和試樣C為3%。超出比例圍后，最大強度值下降趨勢明顯，分別為A試樣7.4%、B試樣12.2%和C試樣13.5%。由上述分析可以認為：雙組份構(gòu)造膠浸水后最大強度值在推薦混合比例時最大強度值相對最優(yōu)。大于或小于推薦比例，最大強度均有下降，在允許比例圍最大強度相對不明顯;超出允許比例圍，最大強度下降較為明顯。2.4.2浸水后拉伸粘接性的粘接破壞面積2.4.1,所測試的三種試樣的浸水后拉伸粘接性的粘結(jié)破壞面積，見表3如表3所列，三種試樣的浸水后拉伸粘結(jié)性破壞面積在推薦比例時均為0，粘接良好,;在允許比例圍B試樣和C試樣出現(xiàn)小面積粘接破壞，其中B試樣為3%和5%，C試樣5%，但粘接破壞面積在國家標準要求圍。當混合比例超出允許比例圍時，粘接破壞面積顯著增大，分別為A試樣10%及15%，B試樣30%及35%，C試樣10%和20%。由以上分析可以認為：雙組分構(gòu)造膠浸水后的粘接性受混合比例影響較為明顯。在允許比例圍時，浸水后粘接性符合都能符合國家標準要求;但超出允許比例圍時，浸水后粘接性明顯變差，不能符合國家標準要求。2.5雙組份硅酮構(gòu)造膠混合比例對性能影響機理淺析雙組份硅酮構(gòu)造膠通常由有機硅聚合物、交聯(lián)劑、固化催化劑、填料和其他添加劑組成。雙組份硅酮構(gòu)造膠的硫化反響是靠催化劑來引發(fā)的。常用的催化劑有有機錫化合物、鉑化合物及其配合物，交聯(lián)劑正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷或他們的局部水解縮合物。其硫化反響是α，ω—二羥基聚硅氧烷和交聯(lián)劑在在催化劑的作用下，交聯(lián)成三維構(gòu)造的硅橡膠彈性體。雙組分硅酮構(gòu)造膠A組分主要由有機硅聚合物和填料組成，B組分主要由交聯(lián)劑和固化催化劑組成。隨著B組份用量的增加，交聯(lián)劑的用量也相應(yīng)增加，膠料的硫化速度加快，交聯(lián)密度增加，使得膠片變得硬而脆，伸長率下降，強度相應(yīng)降低。不同的混合比例，主要是影響混合后膠體中的交聯(lián)劑和固化催化劑及其他添加劑的量。交聯(lián)劑和固化催化劑量的差異就會導(dǎo)致膠體固化后的膠體的交聯(lián)密度不一樣，進而導(dǎo)致其三維立體交聯(lián)網(wǎng)狀構(gòu)造也會有明顯差異，所以其各項性能均會有相應(yīng)的差異。雙組份構(gòu)造密封膠生產(chǎn)廠家提供的混合比例和最正確混合比，均是嚴格按照雙組份膠的固化機理和大量的實驗數(shù)據(jù)及實踐經(jīng)歷得出來的科學(xué)參考標準。在最正確混合比例時，膠體的硫化速度適中，其交聯(lián)密度去在最優(yōu)性能圍，膠體的各項性能才能得到最可靠的保證。交聯(lián)密度過大，膠的適用期過短且膠體變脆，強度下降，伸長率變短。交聯(lián)密度過小，膠的適用期過長且膠體過軟，強度偏低，伸長率偏長，固化不好，出現(xiàn)不粘帶來平安隱患。生產(chǎn)廠家開發(fā)雙組分產(chǎn)品通常是在推薦混合比例根底上，確認產(chǎn)品的最正確性能數(shù)據(jù)，同時在允許混合比例確認其相應(yīng)性能數(shù)據(jù)以適應(yīng)用戶。允許混合比例圍是基于用戶在使用環(huán)境條件變化的情況下，有一定調(diào)整的圍以便環(huán)境條件一定變化圍，雙組分膠仍有較為理想的固化速度。但偏離推薦混合比例圍，性能會有一定的變化，因此，雙組分生產(chǎn)廠家給出的允許混合比例圍不宜過寬;同時，考慮到用戶在使用過程中雙組分混膠設(shè)備計量波動等因素，生產(chǎn)廠家給出的允許混合比例圍不能給到明顯影響到產(chǎn)品使用性能的極端值。3結(jié)論1)在生產(chǎn)廠家允許混合比例圍，三個雙組分試樣測試的各項性能指標均能符合國家標準要求;但相比之下，試樣A的拉伸粘結(jié)性和浸水后的拉伸粘結(jié)性中最大強度和粘結(jié)破壞面積數(shù)據(jù)最好;最大強度和粘結(jié)性是構(gòu)造膠兩項重要指標，因此筆者認為，試樣A性能較為突出。2)雖然三個試樣廠家各自允許的混合比例不同，但所測得各項性能隨膠的混合比例的變化趨勢根本一致。隨著混合比例變大，膠的硬度變小，拉斷時間變長;常溫拉伸粘接性在允許比例圍時比超出比例圍性能更優(yōu)：其中最大強度伸長率隨混合比例的增大而增大，在推薦比例時最大強度值最大，粘接破壞面積最少;浸水后拉伸粘接性也在允許比例圍比超出比例圍性能更好：其中在推薦比