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混合比例对双组份结构胶性能影响探讨

来源:广州市白云化工实业有限公司  作者:刘正伟 蒋金博 张冠琦 陈文浩  日期:2015-4-9
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  摘要:本文根据GB16776-2005从硬度、拉断时间、常温拉伸粘接性和浸水后拉伸粘接性等方面探讨了混合比例与双组份结构胶性能之间的对应关系。试验结果证明,在推荐比例时产品性能最优,超出厂家允许比例范围时混合比例对胶性能影响大,有安全隐患,并建议在使用双组份结构胶时,要严格质量管理,不要超出允许比例范围。
  关键词:双组份结构胶;混合比例;性能

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  由以上分析可以认为:双组份结构胶在厂家推荐混合比例时最大强度值最大,在允许比例范围内时,所测得最大强度值下降幅度较小;超出比例范围后,最大强度值下降幅度急剧增大。

  2.3.2 常温拉伸粘结性的最大强度时伸长率

  2.3.1所测试的三个试样的拉伸粘结性,拉伸粘结性中最大强度时伸长率,见图5。

  图4所示三个试样的最大强度时伸长率与混合比例的对应关系。如图4所示,随着B组分含量的增加,最大强度伸长率逐渐下降。如果超过推荐的混合比例,B组分过多,胶固化后的最大强度伸长率会降低,影响胶的弹性

  2.3.3 常温拉伸粘结性的粘结破坏面积

  2.3.1所测试的三个试样的拉伸粘结性,拉伸粘结性的粘结破坏面积,见表2。

  如表2所示,三种试样在推荐比例范围内,均粘接良好。而超出允许比例范围,均出现小面积粘接破坏,分别为A试样2%,B试样8%和C试样2%及5% 。

  由以上分析可认为:双组分结构胶的常温拉伸粘结性破坏面积,在允许混合比例范围内,粘结良好;超出允许比例范围,有可能会出现部分不粘的现象。

  2.4浸水后的拉伸粘接性

  2.4.1浸水后的拉伸粘接性的最大强度值

  按GB16776-2005测试了三个试样浸水后的拉伸粘结性,最大强度值见图5。

  图5所示,三个试样浸水后的最大强度受混合比例的影响明显。三个试样均在推荐混合比例时最大强度值最大,其中试样A为1.35MPa、试样B为1.23MPa、试样C为1.33MPa。在允许比例范围内强度的下降幅度较小,其中试样A为3%、试样B为4.9%和试样C为3%。超出比例范围后,最大强度值下降趋势明显,分别为A试样7.4%、B试样12.2%和C试样13.5%。

  由上述分析可以认为:双组份结构胶浸水后最大强度值在推荐混合比例时最大强度值相对最优。大于或小于推荐比例,最大强度均有下降,在允许比例范围内最大强度相对不明显;超出允许比例范围,最大强度下降较为明显。

  2.4.2 浸水后拉伸粘接性的粘接破坏面积

  2.4.1 ,所测试的三种试样的浸水后拉伸粘接性的粘结破坏面积,见表3

  如表3所列,三种试样的浸水后拉伸粘结性破坏面积在推荐比例时均为0,粘接良好,;在允许比例范围内B试样和C试样出现小面积粘接破坏,其中B试样为3%和5%,C试样5%,但粘接破坏面积在国家标准要求范围内。当混合比例超出允许比例范围时,粘接破坏面积显著增大,分别为A试样10%及15%,B试样30%及35%,C试样10%和20%。

  由以上分析可以认为:双组分结构胶浸水后的粘接性受混合比例影响较为明显。在允许比例范围内时,浸水后粘接性符合都能符合国家标准要求;但超出允许比例范围时,浸水后粘接性明显变差,不能符合国家标准要求。

  2.5 双组份硅酮结构胶混合比例对性能影响机理浅析

  双组份硅酮结构胶通常由有机硅聚合物(词条“聚合物”由行业大百科提供)交联剂、固化催化剂填料(词条“填料”由行业大百科提供)和其他添加剂组成。双组份硅酮结构胶的硫化反应是靠催化剂来引发的。常用的催化剂有有机锡化合物(词条“有机锡化合物”由行业大百科提供)、铂化合物及其配合物,交联剂正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷或他们的部分水解缩合物。其硫化反应是α,ω—二羟基聚硅氧烷和交联剂在在催化剂的作用下,交联成三维结构的硅橡胶弹性体

  双组分硅酮结构胶A组分主要由有机硅聚合物和填料组成,B组分主要由交联剂和固化催化剂组成。随着B组份用量的增加,交联剂的用量也相应增加,胶料的硫化速度加快,交联密度增加,使得胶片变得硬而脆,伸长率下降,强度相应降低。不同的混合比例,主要是影响混合后胶体中的交联剂和固化催化剂及其他添加剂的量。交联剂和固化催化剂量的差异就会导致胶体固化后的胶体的交联密度不一样,进而导致其三维立体交联网状结构也会有明显差异,所以其各项性能均会有相应的差异。

  双组份结构密封胶生产厂家提供的混合比例和最佳混合比,均是严格按照双组份胶的固化机理和大量的实验数据及实践经验得出来的科学参考标准。在最佳混合比例时,胶体的硫化速度适中,其交联密度去在最优性能范围,胶体的各项性能才能得到最可靠的保证。交联密度过大,胶的适用期过短且胶体变脆,强度下降,伸长率变短。交联密度过小,胶的适用期过长且胶体过软,强度偏低,伸长率偏长,固化不好,出现不粘带来安全隐患。

  生产厂家开发双组分产品通常是在推荐混合比例基础上,确认产品的最佳性能数据,同时在允许混合比例内确认其相应性能数据以适应用户。允许混合比例范围是基于用户在使用环境条件变化的情况下,有一定调整的范围以便环境条件一定变化范围内,双组分胶仍有较为理想的固化速度。但偏离推荐混合比例范围,性能会有一定的变化,因此,双组分生产厂家给出的允许混合比例范围不宜过宽;同时,考虑到用户在使用过程中双组分混胶设备计量波动等因素,生产厂家给出的允许混合比例范围不能给到明显影响到产品使用性能的极端值。

  3 结论

  1) 在生产厂家允许混合比例范围内,三个双组分试样测试的各项性能指标均能符合国家标准要求;但相比之下,试样A的拉伸粘结性和浸水后的拉伸粘结性中最大强度和粘结破坏面积数据最好;最大强度和粘结性是结构胶两项重要指标,因此笔者认为,试样A性能较为突出。

  2) 虽然三个试样厂家各自允许的混合比例不同,但所测得各项性能随胶的混合比例的变化趋势基本一致。随着混合比例变大,胶的硬度变小,拉断时间变长;常温拉伸粘接性在允许比例范围内时比超出比例范围性能更优:其中最大强度伸长率随混合比例的增大而增大,在推荐比例时最大强度值最大,粘接破坏面积最少;浸水后拉伸粘接性也在允许比例范围内比超出比例范围性能更好:其中在推荐比例时最大强度值最大,粘接破坏面积最少。

  3) 用户施工过程中,用户可以考虑季节变化及环境温度湿度进行在厂家允许混合比例范围内调整,在允许的混合比例范围进行调整比例,对胶的总体性能影响不大。如果混合比例超出厂家允许混合比例范围,对常温拉伸粘性和浸水后拉伸粘结性性能影响明显,最大强度值均有较明显下降,粘结破坏面积会明显增加超过5%,不再符合GB16776-2005的性能指标要求,会带来安全隐患。

  4) 基于双组分结构胶的特性,施工过程中应严格质量管理;使用双组分结构胶时不能超出厂家允许的混合比例范围。

  参考文献

  【1】廖宏.粘接特种炸药的双组份室温硫化硅橡胶的研究,硕士学位论文.成都:四川大学,2003[D]

  【2】李婷婷,胡新嵩,陈精华.双组份室温硫化硅橡胶的研究进展[J].有机硅材料,2010,24(6):391-393

  【3】王跃林,伍青,刘莉,周易生.有机硅结构胶硫化性能的研究[J].有机硅材料,2003,17(6):7-10

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专家介绍

 张冠琦

铝门窗幕墙委员会专家组

工作单位:广州市白云化工实业有限公司

技术职称:高级工程师

专业:长期从事密封胶的开发和应用研究

专长:密封胶的开发和应用研究

原文地址:http://www.52mqw.com/info/2015-4-9/38983-1.htm
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