雙組分硅烷改性聚醚密封膠的制備及研究

王翠花　劉鵬　趙瑞　韓勝利　趙勇剛

摘要：以MS聚合物、鄰苯二甲酸二異癸酯、碳酸鈣、紫外吸收劑、光穩定劑、炭黑、吸水穩定劑、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、二醋酸二丁基錫、表面活性劑、水為原料，制備了一種雙組分硅烷改性聚醚密封膠，并討論了N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷用量、二醋酸二丁基錫用量、鄰苯二甲酸二異癸酯用量、水用量對雙組分硅烷改性密封膠性能的影響。

關鍵詞：雙組分；硅烷改性；密封膠；剪切強度；

中圖分類號：TQ436+.6 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2014）09-0050-03

1 前言

單組分硅烷改性聚醚密封膠由于綜合了有機硅與聚氨酯的特點[1～3]，具有不含異氰酸酯、無需底涂、可噴涂、耐候等性能，近年來國內發展迅速，在汽車制造、建筑、風力發電等領域開始批量使用，技術也日趨成熟。但隨著用膠廠家生產工藝的優化，對膠粘劑的需求也不斷變化，例如，當四季溫度變化時，膠的固化性能要求保持一致，對提高生產節奏的要求越來越迫切。

本文研制了一種在低溫下也可快速固化的雙組分硅烷改性聚醚密封膠（以下簡稱雙組分密封膠），并且具有良好的施膠工藝性和貯存穩定性。

2 實驗部分

2.1 實驗原料

硅烷改性聚醚（簡稱MS聚合物），日本KANEKA公司；鄰苯二甲酸二異癸酯（DIDP），美國埃克森美孚石油公司；納米碳酸鈣，山西芮城新泰納米材料有限公司；輕質碳酸鈣1250目，江西一環礦產有限公司；紫外吸收劑Tinuvin326、光穩定劑Tinuvin770DF，瑞士汽巴精化股份公司；炭黑，德固賽；Additive-TI吸水穩定劑，朗盛；N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷（JH-A112），湖北新藍天新材料股份有限公司；二醋酸二丁基錫，上海和氏璧；表面活性劑，自制；去離子水。

2.2 密封膠的制備

雙組分硅烷改性聚醚密封膠A組分制備：將MS聚合物，納米碳酸鈣，增塑劑，紫外吸收劑，光穩定劑加入行星攪拌釜中高溫真空脫水1.5 h。待預混料降溫至50 ℃以下，加入硅烷偶聯劑及有機錫催化劑，攪拌0.5 h，出料裝入高密度聚乙烯塑料200 mL+200 mL的雙管中。

雙組分硅烷改性聚醚密封膠B組分制備：MS聚合物或增塑劑，納米碳酸鈣，表面活性劑、蒸餾水加入行星攪拌釜中，真空攪拌1h，控制攪拌過程中物料溫度不超過40 ℃，出料裝入高密度聚乙烯塑料200 mL+200 mL雙管中。

2.3 密封膠的混合

A組分為黑色，B組分為白色。A、B組分制備分裝于200 mL+200 mL雙管中，體積比為1∶1，使用靜態混合膠嘴以及雙組分膠槍，可進行手動、氣動施膠。

2.4 密封膠性能測試

表干時間：在5 ℃，相對濕度為（55±5）%RH條件下，在干凈的玻璃板上涂上適量的密封膠，厚度約2 mm，每隔1 min用手指輕觸膠面，至不粘手的時間即為表干時間。

剪切強度測試：在低溫5 ℃，相對濕度為（55±5）%RH的條件下，按GB/T 7124方法測試固化4 h與24 h的剪切強度。

貯存穩定性能：A組分本身為可固化的單組分密封膠，其穩定性測試方法為：將密封的A組分在70 ℃老化7 d，對比老化后是否有增稠、凝膠現象。

施膠工藝性：包裝于雙管中的產品，使用氣動膠槍，在0.4 MPa的壓力下，配合靜態混合膠嘴，比較施膠難易性，并測試60 s內出膠體積。

2.5 雙組分MS密封膠基礎配方

A組分 質量份

MS聚合物 100

增塑劑DIDP 20

納米碳酸鈣 100

紫外吸收劑 0.5

光穩定劑 0.5

炭黑 2

吸水穩定劑 0.1

交聯劑JH-A112 3

二醋酸二丁基錫 2

B組分

增塑劑DIDP 100

輕質碳酸鈣 80

表面活性劑 3

水 8

3 結果與討論

3.1 交聯劑JH-A112對雙組分密封膠性能的影響

JH-A112對雙組分密封膠性能的影響見表1。

在基礎配方中，當交聯劑添加量從2份逐步增加到3份時，表干時間縮短，剪切強度增加，穩定性較好；從3份繼續增加時，表干時間仍有縮短，但貯存性能明顯下降，出現了輕微凝膠。主要原因是自催化及交聯反應越來越明顯。由于JH-A112含有雙氨基與烷氧基結構，在密封膠中既是交聯劑，也是一種偶聯劑，并且有自催化的作用，其添加量對表干時間、剪切強度及貯存穩定性影響明顯。

3.2 二醋酸二丁基錫對雙組分密封膠性能的影響

二醋酸二丁基錫對密封膠性能的影響見表2。

在基礎配方中，隨著二醋酸二丁基錫添加量增加，表干時間和剪切強度上升，5 ℃/4 h固化剪切強度達到0.5 MPa，24 h達到1.0 MPa。由于二醋酸二丁基錫為活性高，當添加量從2份繼續增加時，表干時間略有增加，強度基本不變，但A組分老化后出現增稠，穩定性下降。

3.3 B組分中增塑劑對雙組分密封膠性能的影響

增塑劑對雙組分密封膠性能的影響見表3。

增塑劑的加入，可以改善密封膠的施膠工藝性，但也削弱了聚合物分子鏈間的作用力，增加了聚合物分子鏈間的移動性，使聚合物分子的規整性降低，結晶度降低。表3為增塑劑DIDP對表干時間、剪切強度及工藝性的影響，當其添加量為100份時，既能獲得較好剪切強度，也能滿足施膠工藝性。

3.4 水對雙組分密封膠固化性能的影響

水對雙組分密封膠固化性能的影響見表4。