硅酮結構密封膠因其優越的耐高低溫性能、卓越的耐候性能、良好的粘結性能已被現代建筑廣泛使用。雙組分硅酮結構密封膠固化速度快,可以提高生產效率,硅酮結構密封膠是玻璃幕墻中粘結玻璃與型材的關鍵材料,其性能將直接影響玻璃幕墻的安全與耐久性,而雙組分硅酮結構密封膠的性能與其混合比例息息相關。
一般來說,雙組分硅酮結構密封膠廠家提供的混合比例是一個范圍參考值。主要是基于以下兩個方面的考慮:一方面,考慮使用的環境不同和氣候條件的變化,從而導致雙組分膠固化反應的快慢不同,為達到理想、適度的固化速度,所以混合比例不可能是一成不變的,要有一個適度的范圍,以便使產品具有一定的環境適應性;另一方面,在保持膠的性能變化不大的情況下,可適度調整固化速度的快慢,給予用戶適度的生產效率調控空間,以便使產品具有一定的用戶適應性。
但客戶經常會咨詢一個問題,雙組分硅酮結構密封膠的混合比例在廠家推薦混合比例之外使用,對產品性能有多大影響?
我們選用雙組分硅酮結構密封膠推薦的A/B混合質量比為11/1~13/1,為研究不同混合比例硅酮結構密封膠的性能變化,實驗將質量混合比例范圍拓寬到A/B=8/1~16/1。在標準實驗室條件下,參考《GB 16776-2005建筑硅酮結構密封膠》測試不同比例下各項參數的變化。
拉斷時間是指雙組分密封膠混合后可以操作的時間,當混合膠體超過拉斷時間后,體系呈半固化狀態,無法繼續施工修整。表干時間是指膠體暴露在固化環境中,用手指觸摸表面,黏性消失,不粘手的時間,膠體表干后,無法再進行表面修整。兩種測試一般都應當指出固化環境的溫度與相對濕度。拉斷時間和表干時間隨雙組分混合比例的不同而變化,反推混合比例是否合理。圖1 硅酮結構密封膠在不同質量比下的拉斷時間及表干時間從圖1中可以看出硅酮結構密封膠拉斷時間和表干時間隨A/B比例的增大而延長。這是因為硅酮結構密封膠A組分主要由基礎聚合物和補強填料組成,B組分主要由交聯劑、催化劑等組成;隨著A組分含量增多,交聯劑含量減少,減緩了硅酮結構密封膠的固化速度。由于硅酮結構密封膠拉斷時間比表干時間稍短,建議施工可操作時間參照拉斷時間。
硬度是硅酮結構密封膠的重要技術指標,它表征了硅酮結構密封膠的抗永久變形能力和彈性。本測試研究了不同混合比例硅酮結構密封膠的硬度隨著養護時間延長的變化趨勢,分別檢測了18h、7d、14d、21d的硬度,實驗結果如下:從圖2可以看到,隨著養護時間的增加,硅酮結構密封膠硬度逐漸上升,到14d時趨于平穩。14d與21d的硬度測試結果基本重合,說明硅酮結構密封膠在養護到14d時已基本固化完全,這與GB16776-2005中所要求的“雙組分硅酮結構密封膠的試件在標準條件下放置14d”的養護條件相吻合。
拉伸粘結性能主要檢測硅酮結構密封膠拉伸粘結強度和23℃時最大拉伸強度時伸長率。硅酮結構密封膠良好的拉伸粘結強度可以將幕墻板片牢牢的粘結在附框上,抵抗風壓和板片自重。適宜的彈性伸長率賦予幕墻靈活的平面變形能力,以抵抗風壓。圖4 硅酮結構密封膠在不同質量比下的23℃時最大拉伸強度時伸長率由圖3,4看出:硅酮結構密封膠不同混合比例的拉伸粘結強度呈現中間高,兩邊低的變化趨勢,B組分過多過少都會使拉伸粘結強度降低。硅酮結構密封膠23℃時最大拉伸強度時伸長率隨A/B增加而增大。雙組分硅酮結構密封膠一般交聯反應是基礎聚合物與交聯劑優先反應成預聚體,之后預聚體在催化劑作用下水解縮合形成致密的三維網狀交聯結構。B組分接觸水氣時,交聯劑自身之間會發生交聯形成脆性固體。當B組分過多時(如A/B為8/1),固化后的膠體中除了彈性交聯,還同樣存在大量的脆性交聯,容易使膠體本身發硬,拉伸時易斷裂,伸長率降低;當B組分過少時(如A/B為16/1),交聯劑與基礎聚合物充分反應,而由于基礎聚合物過多,膠體交聯密度較低,膠體本身較軟,伸長率高,強度有所下降。
硅酮結構密封膠在固化時伴隨著質量的變化,質量變化情況與硅酮結構密封膠性能密切相關。實驗測試了硅酮結構密封膠不同混合比例的熱失重,如下圖所示:如圖5所示,隨A/B減小,熱失重增大。分析其原因是交聯劑小分子在高溫下易揮發,隨著B組分含量增加,交聯劑含量增多,反應放出的小分子越多。各混合比例的熱失重均符合在GB 16776-2005中熱失重≤10%的要求。綜合以上拉斷時間、硬度和拉伸粘結強度、熱失重的實驗結果可以得出,在推薦混合比例范圍內硅酮結構密封膠的施工性能、力學性能非常優異。超出推薦混合比例后,膠體力學性能有所衰減,雖滿足標準要求,但未發揮到最佳性能,安全裕度低,不建議超出推薦混合比例應用。不同產品的推薦混合比例建議咨詢硅酮結構密封膠供貨廠家。