觸變劑在低模量硅烷改性建筑密封膠中的應用研究

張引弟，萬偉偉，王 洵

（泰州瑞洋立泰新材料科技有限公司，江蘇 南京 201136）

觸變劑在低模量硅烷改性建筑密封膠中的應用研究

張引弟，萬偉偉，王 洵

（泰州瑞洋立泰新材料科技有限公司，江蘇 南京 201136）

以建筑用低模量硅烷改性聚醚密封膠為基礎，分別討論了疏水氣相白炭黑、氫化蓖麻油、聚酰胺蠟和改性有機膨潤土4類觸變劑對密封膠下垂度和模量的影響。結果表明，采用聚酰胺蠟或氫化蓖麻油作為觸變劑，較疏水氣相白炭黑和改性有機膨潤土作觸變劑，密封膠性能更好，且對模量的影響小。

硅烷改性聚醚樹脂；低模量；觸變劑

硅烷封端聚醚聚合物被廣泛應用于建筑領域以及汽車、航天航空等工業領域。硅烷封端聚合物也叫有機硅改性聚醚聚合物，主鏈是聚醚結構，具有良好的柔順性和延伸性以及耐水性能；2端用硅氧烷封端，經濕氣固化后形成Si-O-Si的交聯結構，給予硅烷改性聚醚密封膠優異的耐候和耐老化的性能。

在建筑工程上，不僅要求密封膠有很好的粘接性和耐候性，還應有良好的施工性能，能滿足凹槽、傾斜或垂直面施工要求。膠粘劑應具備不拉絲、不流淌和觸變性等性能。應用于建筑領域的密封膠可以分為高、中、低模量等3類，其中低模量密封膠要滿足施工性能要求，就必須使用觸變劑。目前常用的觸變劑有氣相白炭黑、聚酰胺蠟、氫化蓖麻油、有機膨潤土等。本文以建筑用低模量硅烷改性聚醚密封膠為基礎，分別討論了疏水氣相白炭黑H18，R202、氫化蓖麻油、聚酰胺蠟SLX，D680和改性有機膨潤土BYK7303等6種觸變劑對低模量建筑密封膠下垂度和模量的影響。

1 實驗部分

1.1 主要原料

硅烷封端聚醚樹脂（STP）30000T，泰州瑞洋立泰新材料科技有限公司；納米碳酸鈣，廣西華納新材料科技有限公司；重質碳酸鈣，廣西賀州市科隆粉體有限公司；鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP），工業級，德國BASF；乙烯基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，南京聯硅化工有限公司；抗氧劑1076、UV穩定劑，工業級，德國BASF；疏水氣相白炭黑H18，德國Wacker；疏水氣相白炭黑R202，德國Evonik；聚酰胺蠟SLX，法國Arkema；聚酰胺蠟D680，上海核心新材料科技有限公司；觸變劑BYK7303，德國畢克化學；氫化蓖麻油，工業級，市售；二月桂酸二丁基錫，常州凱瑞化學科技有限公司。

1.2 試驗步驟

將增塑劑DINP、填料納米鈣和重鈣以及觸變劑真空脫水，降溫后加入除水劑、樹脂30000T、抗氧劑和紫外吸收劑等助劑攪拌真空脫泡，待膠體冷卻至30～40 ℃后，加入催化劑充分攪拌一定時間后成品包裝（其中觸變劑為變量）。表1為實驗基本配方，表2為各種觸變劑的活化條件。

1.3 測試方法

表干時間、100%定伸模量：按GB/T13477—2002測試；

邵A硬度：按GB/T531—92測試；

流掛性：按照標準ASTM D2202測試；

拉伸強度和伸長率：按GB/T528—1998用小啞鈴試樣測試。

2 結果和討論

2.1 觸變劑的種類和添加量對下垂度的影響

由于施工部位和環境的多樣性，比如縫隙比較寬，立面施工等，所以建筑密封膠下垂度不能大于3 mm。圖1為觸變劑種類和添加量對下垂度的影響。

表1 實驗基本配方Tab.1 Experimental basic formulation

表2 各種觸變劑的活化條件Tab.2 Activation conditions of various thixotropic agents

圖1 觸變劑的種類和添加量對下垂度的影響Fig.1 Effects of type and amount of thixotropic agents on sag

從圖1可知當觸變劑的添加量為5份時，氫化蓖麻油、SLX和BYK7303都可以滿足下垂度的要求，當添加量為10份時，下垂度都變小。綜合成本考慮，建議觸變劑的添加量為5～7份。

2.2 觸變劑的種類和添加量對拉伸強度的影響

圖2為觸變劑種類和添加量對密封膠拉伸強度的影響。從圖2可以看出，整體的趨勢都是隨觸變劑用量的增加，拉伸強度都有所提高。其中，改性有機膨潤土BYK7303對膠的力學性能影響最明顯，拉伸強度提高更為顯著，斷裂伸長率下降；隨著疏水氣相白炭黑的添加量逐漸增多，拉伸強度也呈直線上升，相比而言氫化蓖麻油和聚酰胺蠟對拉伸強度的影響就比較小。

圖2 觸變劑的種類和添加量對拉伸強度的影響Fig.2 Effects of types and amount of thixotropic agents on tensile strength

2.3 觸變劑的種類和添加量對100%定伸模量的影響

由表3可見，觸變劑種類對100%定伸模量的影響與對拉伸強度的影響一致，即隨觸變劑用量的增加，100%定伸模量提高。當觸變劑的添加量為2.5份時，改性有機膨潤土的100%定伸模量為0.42 MPa，已經高于國標＜0.4 MPa的規定。疏水氣相白炭黑用量的增加，對模量的影響也比較大，而且由于納米粒子的尺寸效應，使其容易團聚，不易分散，影響外觀。氫化蓖麻油和聚酰胺蠟對100%定伸模量的影響較小。

表3 觸變劑的種類和添加量對100%定伸模量的影響Tab.3 Effects of types and amount of thixotropic agents on modulus at 100% elongation

3 結語

在制備單組分硅烷改性聚醚密封膠的過程中，采用聚酰胺蠟或氫化蓖麻油較疏水氣相白炭黑和改性有機膨潤土作為觸變劑，密封膠性能更好。其中氫化蓖麻油在比較低的溫度（10 ℃以下）時表現出良好的抗下垂性，當溫度超過40 ℃時則不具備抗下垂性，所以應根據使用環境溫度謹慎選用。當采用聚酰胺蠟為觸變劑時建議其添加量為5～10份。

[1]黃應昌,呂正蕓.彈性密封膠于膠黏劑[M].北京:化學工業出版社,2003,435-440.

[2]王文鵬,王向宇,郗洪源,等.密封膠用高效觸變劑的研究[J].粘接,2015,36(4):57-60.

[3]李桂妃,王宇旋,吳朝森.低模量高觸變單組分聚氨酯密封膠的研制及應用[J].中國建筑防水,2010,(14):20-23. [4]趙瑞,王翠花,韓勝利,等.一種低模量硅烷改性密封膠的研制[J].粘接,2015,36(4):56-58.

[5]段先健,朱紅浩,申士和.氣相二氧化硅增稠觸變性及其在密封膠中的應用[J].有機硅氟咨,2007,(5):38-40.

[6]李斌,程發.制備條件對聚酰胺蠟觸流變劑性能的影響[J].化學工業與工程,2013,30(5):48-51.

Application of thixotropic agents in low modulus silane modified polyether sealant for building

ZHANG Yin-di, WAN Wei-wei, WANG Xun
(Risun Polymer International Co., Ltd., Nanjing, Jiangsu 201136, China)

Based on the low modulus silane modified polyether building sealant, this paper discussed the effects of four thixotropic agents, including hydrophobic fumed silica, hydrogenated castor oil, polyamide wax and modified organobentonite, on the sag and modulus of the low modulus polyether building sealant. The results show that compared to the hydrophobic fumed silica and modified organobentonite, when the polyamide wax or hydrogenated castor oil is used as the thixotropic agent, the sealant has better performance and smaller influence on the sealant modulus .

modified silane sealant; low modulus; thixotropic agent

TQ437+.1

A

1001-5922（2017）06-0052-03

2017-03-14

張引弟（1988-），女，目前主要從事研究硅烷改性密封膠的研究。E-mail：zyd@risunpolymer.com。