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    業界資訊

    新型粘結陽光板的中性硅酮密封膠

    2012-12-13 11:49:52 王川

    新型粘結陽光板的中性硅酮密封膠 

     

    這是一種在無需底涂或者清洗的條件下可以很好地粘結陽光板的中性硅酮密封膠,破壞情況為密封膠的100%內聚破壞。

     

    1.前言

     

      建筑陽光板,主要成分是PC(化學名:聚碳酸酯)是一種無定型的熱塑性工程塑料。它具有極為優良的綜合性能,尺寸穩定性好,電性能優良,透明性優異,在機械工業,電器及光學器件方面均有廣范的應用 。 

     

      聚碳酸酯(polycarbonate )是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子化合物的總稱,包括有脂肪族,脂環族,芳香族及脂肪族—芳香族類聚碳酸酯 ,直1958 年有德國Bayer 公司實現工業化以來 ,由于它具有綜合均衡的良好的性能而得到快速發展。聚碳酸酯穩定于水,礦物和有機酸中,部分溶于芳香族碳水化合物中,溶于氯化物;在強堿條件下分解。由于聚碳酸酯的以上特殊性質,故脫酸型的硅酮密封膠是由于脫肟型硅酮密封膠交聯時放出的丁酮肟呈堿性,對陽光板有腐蝕性,當施工固化后會導致陽光板的開裂。因此急需研發一種可以很好地粘接陽光板的中性硅酮密封膠。廣州市白云化工實業有限公司經過長時間的探索和開發,終于開發出一種100%粘結陽光板的脫醇型中性硅酮密封膠。本文主要對其配方和工藝進行了闡述和分析。 

     

    2.實驗部分

    2.1 原料以及基本配方 

    表1原料與基本配比 

    中文名稱

    簡稱或牌號

    等級

    配比/份 

    羥基封端液體甲基硅橡膠

    107硅橡膠 

    工業級 

    100 

    表面處理過的活性碳酸鈣

     

    工業級 

    50~150 

    聚二甲基硅氧烷 

    201硅油 

    工業級 

    0~20 

    甲基三甲氧基硅烷 

     

    化學級

    5~40 

    有機鈦絡合物 

     

    化學級

    2~10 

    自制偶聯劑G 

     

     

    1~4 

    有機錫催化劑 

     

    化學級

    0.1~1 

     

    2.2 主要設備與型號 

    表2設備的型號和用途 

    設      備 

    型      號 

    用     途 

    捏合機 

    MX-2型

    制備基料

    真空行星攪拌機

    ZK-J型

    配制脫醇型RTV

    電子拉力機

    TDL-1型

    粘結強度,伸長率等的測定

    橡膠硬度計

    LX-A型

    測定硬度

    電熱恒溫干燥箱

    101-2S型

    儲存期的測定

    老化試驗箱

    401-B型

    用來做老化試驗 

     

    2.3 配制工藝 

    2.3.1 基料的制備 

    將 107 硅橡膠和活性碳酸鈣投入捏合機中攪拌, 當攪拌均勻后升溫至20℃。抽真空攪拌 2h,冷卻直室溫后出料。 

    2.3.2 脫醇型 RTV 的配制工藝 

    將基料和二甲基硅油投入行星機中,抽真空攪拌 25min。將所有助劑投入行星機中,氮氣保護下攪拌 5min 后緩慢抽真空攪拌 30min 后,出料,密封包裝。 

    2.4 性能測試 

    2.4.1 儲存期的測定 

    將所要測試的樣品放入 70℃恒溫烘箱中,測試放置 2 天﹑3 天﹑4 天﹑5 天﹑6 天﹑7 天后膠的表干時間和固化情況(70℃恒溫烘箱中放置 7 天相當于室溫下存放 1 年)

    2.4.2 下垂度,擠出性的測定 

    按 GB/T13477 中規定,將密封膠注入一槽中(150mm×19mm×20mm),然后垂直放入 50℃±2℃的烘箱中,5min后測試其下垂度。 按 GB/T13477 中規定,將膠放入標準擠出器中,測試擠出 310mL 膠料所用的時間。 

    2.4.3 拉伸粘結強度,zui大強度伸長率,破壞情況的測定 

    按 GB/T13477 中規定,將膠打入截面為 12mm×12mm 試片中,常溫下放置 21 天后,測試其拉伸粘結強度,zui大強度伸長率,破壞情況。 

    3.結果與討論 

    3.1.偶聯劑對體系的影響 

    脫醇型 RTV 本身對各類基材的粘結性很差,必須使用偶聯劑來提高其粘結性,國內脫醇型 RTV 體系常常使用鈦絡合物體系,該體系的增粘作用比較強,也能延長密封膠的儲存期,但也有其體系致命的弱點,就是對基材的粘結穩定性較差。作者對幾種偶聯劑或互配進行了

    對比試驗。做了如下幾組試驗:

    A(A-1100) ;B(A-1120) ;C(A-187) ;D(A-1100:A-187=1:1) ;E(A-1120  :A-187=1:1) ;F(A-1100  :A-1120=1:1) ;G(自制偶聯劑),做相容性實驗(測試標準為 GB/T13477)。得到的結果(均為膠完全固化后)如圖 1 所示 

    圖1.粘結情況與時間的關系 

    PC板

    從圖中可以說明加入 A∽F偶聯劑是可以粘接陽光板,但是不能長時間的粘接,長時間后會導致漏水等現象。而自制偶聯劑 G 則可以長時間很好地粘結陽光板, 不會出現A∽F偶聯劑所出現的漏水等問題。  

    3.2.催化劑對體系的影響 

    脫醇型 RTV 在固化性能方面有一大缺點,表現出表干時間太長,內部固化慢。為了解決這一問題,可使用適量的催化劑。催化劑一般選用有機錫,常用的有二月桂酸二丁基錫,二丁基二醋酸錫,辛酸亞錫等,有機錫的用量對密封膠的表干速度,儲存期等有一定的影響。本配方采用的是二月桂酸二丁基錫(牌號:SD-L-101)做催化劑。對SD-L-101 做變量試驗,結果見表 3 

    表 3    SD-L-101 加入量對體系的影響

    加入量/份 

    表干時間/min

    結皮時間/h

    儲存期/月

    0.1

    30

    30

    11

    0.3

    20

    18

    9

    0.5

    15

    15

    6

    0.8

    10

    12

    6

    1

    5

    8

    3

     

    從表 3 可見,隨著 SD-L-101 的加入量的加大,表干和消粘時間縮短,但是儲存期也隨之縮短。綜合從成本和性能考慮,SD-L-101 的zui佳加入量為 0.1~0.3 份. 

    3.3 儲存穩定性 

    從固化機理研究中(5),可以知道膠料在無水環境中,可以儲存相當長的一段時間。 因此填料的含水量對有機硅密封膠儲存穩定性有很大的影響,所以制備基料時加熱 120℃抽真空攪拌 2h 的目的就是盡量將基料中的水分去除干凈。 

    另外,在配方中適當加大交聯劑的用量,也有利于儲存穩定性。 

    圖 2 是交聯劑(甲基三甲氧基硅烷)的加入量與儲存穩定性的關系。 

    圖2.交聯劑加入量與儲存穩定性的關系

    PC板

    從圖 2 中可知,適當加大交聯劑的用量可以將儲存期延長,但是當交聯劑的用量加入到 20 份時儲存期為 9 個月,再加大交聯劑的用量,儲存期卻沒有很明顯的延長,從成本和性能方面考慮,交聯劑的zui佳用量為 20 份。 

    3.4 性能指標 

    本文通過對偶聯劑,交聯劑以及催化劑等的研究,制備出一種在無需底涂或者清洗的條件下可以很好地粘結陽光板的中性硅酮密封膠。 其主要性能指標如表 4。 

    表4. 主要的性能指標 

    性能

    指標

    測 試 結 果

    測試方法

    表干時間  min 

    ≦180 

    20 

    GB/T13477 

    擠出性  s

    ≦5

    2.1

    GB/T13477 

    下垂度  mm 

    ≦3 

    1.0

    GB/T13477 

    硬度  HsA

    20~60

    42

    GB/T531

    拉伸粘結強度 MPa

     

    1.16

    GB/T13477 

    zui大強度伸長率  %

     

    244 

    GB/T13477 

    破壞情況 

     

    100%內聚破壞 

    GB/T13477 

    加熱失重  % 

    ≦5

    2.0

    GB/16776 

    老化試驗

    合格

    合格

    ASTMC793

     

    注:測試粘結強度和zui大強度伸長率,破壞情況時,均采用陽光板做試片. zui佳配比組成的 RTV 進行對陽光板,玻璃,鋁,銅等材料的粘接性和腐蝕性試驗發現,拉斷粘接是均為硅橡膠 100%內聚破壞,并為出現對基材的腐蝕現象。

     

     

     

     

    參 考 文 獻 

    1.王海濤等,熱處理對聚碳酸酯環境應力開裂性能的影響, 工程塑料應用, 2003.31(12),27-28。 

    2.李復生等,聚碳酸酯應用與合成工藝進展,化工進展,2002,21(6),395-398。  

    3.  Schnell  H.Chemistry  and  physics  of  polycarbonates,New  York:Interscience publishers,1964 

    4.蘧建星,透明脫醇型單組分室溫硫化硅橡膠,有機硅材料和應用,1997,(6)。  

    5.Clarson Stephen J.Siloxane Ploymers.N J:Englewood cliffs,1993.567.   

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