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填充礦物油對(duì)硅酮密封膠老化性能影響分析

來源:廣州市白云化工實(shí)業(yè)有限公司  作者:byonline  日期:2018-1-15
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  上一篇文章,小編為大家?guī)硖畛涞V物油的硅酮密封膠在實(shí)際工程應(yīng)用中的影響,讓大家對(duì)充油膠的危害有所了解,下面小編即將用實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)說明充油膠為什么會(huì)給幕墻門窗帶來嚴(yán)重危害。

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  上一篇文章,小編為大家?guī)硖畛涞V物油的硅酮密封膠在實(shí)際工程應(yīng)用中的影響,讓大家對(duì)充油膠的危害有所了解,下面小編即將用實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)說明充油膠為什么會(huì)給幕墻門窗帶來嚴(yán)重危害。

  硅酮密封膠,是以聚二甲基硅氧烷為主要原料,輔以交聯(lián)劑填料增塑劑偶聯(lián)劑催化劑真空狀態(tài)下混合而成的膏狀物,在室溫下通過與水分子發(fā)生縮合反應(yīng)固化形成彈性硅橡膠(詞條“硅橡膠”由行業(yè)大百科提供)。[1]硅酮密封膠的主要原料聚二甲基硅氧烷分子主鏈由Si-O-Si鍵組成,由于Si-O鍵(444kJ/mol)鍵能大于其他膠的鍵能(C-C鍵:348 kJ/mol,C-N鍵284 kJ/mol,C-O鍵:339 kJ/mol)和紫外線的能量(399 kJ/mol),使得硅酮密封膠擁有優(yōu)異的耐紫外老化和耐氣候老化性能。

  礦物油,俗稱白油(詞條“白油”由行業(yè)大百科提供)、白礦油,是石油精煉所得液態(tài)烴的混合物,主要為飽和的環(huán)烷烴與鏈烷烴混合物。硅酮密封膠優(yōu)異的耐老化性耐候性,是由于其主要由聚二甲基硅氧烷組成,這是其優(yōu)異性能的物質(zhì)基礎(chǔ),如果聚二甲基硅氧烷的含量降低,其各方面性能將受到嚴(yán)重影響。

  對(duì)于硅酮結(jié)構(gòu)膠,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG/T 475-2015《建筑幕墻硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》規(guī)定了:1)質(zhì)量變化:熱失重≤6.0%,2)烷烴增塑劑:紅外光譜檢測(cè),無烷烴增塑劑。GB/T 31851-2015《硅酮結(jié)構(gòu)密封膠中烷烴增塑劑檢測(cè)方法》,對(duì)烷烴增塑劑的檢測(cè)方法進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定。對(duì)于中空玻璃(詞條“中空玻璃”由行業(yè)大百科提供)用膠,GBT 29755-2013中空玻璃用彈性密封膠》和GB 24266-2009中空玻璃(詞條“玻璃”由行業(yè)大百科提供)用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》均對(duì)熱失重做出了小于等于6.0%的規(guī)定。

  本文通過實(shí)驗(yàn)和測(cè)試分析了填充礦物油對(duì)硅酮密封膠性能和老化性能的影響。通過配方設(shè)計(jì)分別制備了未添加礦物油的試樣A和添加礦物油的試樣B,分別測(cè)試了兩個(gè)試樣標(biāo)準(zhǔn)條件下、熱老化后、水-紫外輻照后和5000h紫外老化后的性能。

  下面就直接展示結(jié)果和相關(guān)分析,如想具體了解實(shí)驗(yàn)方法可查找《填充礦物油對(duì)硅酮密封膠老化性能影響分析》文章,由廣州市白云化工實(shí)業(yè)有限公司發(fā)表。

  1、 礦物油對(duì)硅酮密封膠標(biāo)準(zhǔn)條件下的性能的影響

  由表1數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),標(biāo)準(zhǔn)條件下,添加礦物油的硅酮密封膠試樣B與未添加礦物油的硅酮密封膠試樣A拉伸強(qiáng)度、最大強(qiáng)度(詞條“強(qiáng)度”由行業(yè)大百科提供)伸長(zhǎng)率差距不大,粘接情況良好,粘接破壞面積都為0。標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)21d后測(cè)試硬度,未添加礦物油的試樣A硬度為33,而添加礦物油的試樣B硬度為40,高于試樣A。標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)試結(jié)果,添加礦物油的試樣B與未添加礦物油的試樣A拉伸粘結(jié)性和硬度測(cè)試數(shù)據(jù)差異不大。

  2、礦物油對(duì)硅酮密封膠熱老化后性能的影響

  礦物油與有機(jī)硅聚合物相容性較差,時(shí)間長(zhǎng)了容易遷移、揮發(fā)。參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法,對(duì)試樣A、B分別進(jìn)行熱老化,對(duì)熱老化后的性能進(jìn)行了考察,結(jié)果如下:

  2.1熱老化后的硬度、拉伸粘接性對(duì)比

  將表2數(shù)據(jù)對(duì)比表1可以看出,相比熱老化前,試樣A和試樣B熱老化后拉伸強(qiáng)度、硬度均有所增加,而最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率均有所下降。然而變化幅度兩者差異明顯,添加礦物油的試樣B硬度從初始的40增加至60,而試樣A硬度僅從33增加至34。與此同時(shí),試樣B的最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率下降也非常明顯,從熱老化前的362%,下降至只有131%,而未添加礦物油的試樣A熱老化后最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率為394%。基于以上分析,熱老化之后,添加礦物油的密封膠最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率(即彈性)下降的非常明顯。

  2.2熱老化前后冷拉-熱壓后的粘接性結(jié)果對(duì)比

  上述老化前后冷拉-熱壓試驗(yàn)的結(jié)果表明,對(duì)于未添加礦物油的試樣A,老化前后冷拉-熱壓后粘接性均沒有發(fā)生破壞。而對(duì)于添加礦物油的試樣B,老化前后的冷拉-熱壓后粘接性均發(fā)生破壞。礦物油的添加,對(duì)老化前后密封膠的冷拉-熱壓后粘接性均產(chǎn)生非常大的影響。

  2.3熱老化前后定伸粘接性結(jié)果對(duì)比

  從表4定伸粘接測(cè)試結(jié)果表明,對(duì)于添加礦物油試樣B和未添加礦物油的試樣A,熱老化前定伸粘接的差異還沒有顯現(xiàn)出來,均沒有發(fā)生破壞。對(duì)于未添加礦物油的試樣A,熱老化后的定伸粘接也沒有發(fā)生破壞;而對(duì)于添加礦物油的試樣B,熱老化后的定伸粘接則發(fā)生破壞,無法通過定伸60%的測(cè)試要求。礦物油的添加,對(duì)熱老化后密封膠的定伸粘接性影響很大。

  3、填充礦物油對(duì)硅酮密封膠水-紫外輻照后性能的影響

  GB/T 14683-2003對(duì)硅酮密封膠考察紫外線輻照后粘結(jié)性。為了更嚴(yán)格地考察填充礦物油對(duì)硅酮密封膠耐紫外化性能的影響,按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法對(duì)試樣進(jìn)行水-紫外老化處理后,再分別測(cè)試硬度和拉伸粘結(jié)性,測(cè)試結(jié)果見表5。

  將表5數(shù)據(jù)與老化前的表1數(shù)據(jù)對(duì)比可得:未添加礦物油的試樣A在水-紫外照射后,硬度、拉伸強(qiáng)度略有下降,而最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率、粘接破壞面積有所提升,最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率從412%上升到460%,粘接破壞面積從0上升到20%。而對(duì)于添加礦物油的試樣B,硬度略有下降;拉伸強(qiáng)度略有上升;最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率有所提升,從362%上升到383%;與此同時(shí),粘接破壞面積明顯變大,從0增大到80%。通過以上對(duì)比分析可得,礦物油的添加對(duì)密封膠水-紫外輻照后的粘接性能影響很大。

  4、填充礦物油對(duì)硅酮密封膠5000h紫外老化后性能的影響

  為了進(jìn)一步考察填充礦物油對(duì)硅酮密封膠耐紫外化老化性能和耐久性的影響,對(duì)未添加礦物油的試樣A和添加礦物油的試樣B,分別按照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM C 1184中紫外老化測(cè)試要求進(jìn)行5000h紫外老化試驗(yàn),每500h取樣測(cè)試其拉伸粘結(jié)性。測(cè)試結(jié)果見圖1。

  從圖1可見,填充礦物油的試樣B,在進(jìn)行5000小時(shí)老化試驗(yàn)之前,最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率與不添加礦物油的試樣A相差不大。但老化500小時(shí)后,其最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率就出現(xiàn)了明顯差異,添加礦物油的試樣B最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率急劇下降;老化3500小時(shí)后,拉伸粘結(jié)性測(cè)試100%粘結(jié)面積破壞,出現(xiàn)了完全不粘、嚴(yán)重脫膠的現(xiàn)象。而未添加礦物油的試樣A,在5000小時(shí)老化試驗(yàn)過程中,最大強(qiáng)度伸長(zhǎng)率變化不大,整體性能穩(wěn)定。

  以上的性能測(cè)試主要參照GB/T 14683-2003中20級(jí)相關(guān)的指標(biāo)要求進(jìn)行。添加礦物油的試樣B在未老化前具備較好的性能,但按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行老化,老化過程中填充的礦物油會(huì)遷移或揮發(fā)出去,老化后的定伸粘接性、冷拉-熱壓后粘接性是完全滿足不了20級(jí)位移能力要求的。水-紫外輻照和5000小時(shí)紫外老化后,填充礦物油的試樣B粘結(jié)性能下降非常明顯,甚至出現(xiàn)完全不粘、嚴(yán)重脫膠的現(xiàn)象。通過以上測(cè)試分析,填充礦物油對(duì)硅酮密封膠的老化性能影響很大,填充礦物油質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%的試樣B老化后完全不能滿足GB/T 14683-2003中20級(jí)的性能要求;5000小時(shí)紫外老化對(duì)比測(cè)試中,試樣B性能下降非常明顯,出現(xiàn)完全不粘現(xiàn)象。

  總結(jié):上述試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示填充礦物油對(duì)硅酮密封膠的老化性能影響非常明顯。從老化后性能的對(duì)比分析,填充礦物油的硅酮密封膠完全不能滿足應(yīng)用要求,長(zhǎng)期應(yīng)用會(huì)有嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。筆者在此再次建議用戶千萬不要選擇填充礦物油的硅酮密封膠產(chǎn)品。

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