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摘要：本文通过实验和测试分析了填充高沸硅油对中空玻璃硅酮结构胶性能的影响。分别采用二甲基硅油与高沸硅油制备的中空玻璃硅（词条“玻璃硅”由行业大百科提供）酮结构胶进行对比试验，考察了其加速老化（词条“老化”由行业大百科提供）后的粘结性能、硬度、曝晒老化性能、泡水性能。实验结果表明：填充高沸硅油会对中空玻璃硅酮结构胶的使用寿命和粘结稳定性造成不利影响。
关键词：硅酮结构密封胶;高沸硅油;老化性能
1.前言
中空玻璃其大方美观的装饰效果，普遍为商业和办公楼建筑所青睐[1]。用于中空玻璃间起密封粘接作用的中空玻璃硅酮结构胶经过产业界研究者的共同努力，我国中空玻璃硅酮结构胶产业现已初具规模，但是，长期以来快速粗放的发展也产生了一些问题[2-3]。有部分企业为了降低生产成本，在中空玻璃硅酮结构胶配方中使用价格较低的高沸硅油替代二甲基硅油，使其耐候性、力学性能及老化性等均受到很大的影响，给建筑玻璃幕墙的工程质量埋下隐患，不利于此行业长期稳定的发展。
高沸硅油是甲基氯硅烷单体合成过程中产生的高沸点混合物，通常是酱色、带有刺激性气味并具有强烈腐蚀性的混合液体，包含大约30多种硅烷混合物，这类高沸硅油产品中仍含有氯原子，产品呈酸性，残余有多种可反应基团，同时还含有大量的有机硅小分子等[4]。二甲基硅油则是一种化学性质稳定，具有生理惰性，耐高低温性能良好，常被作为硅酮密封胶（词条“硅酮密封胶”由行业大百科提供）的增塑剂 [5]。
为了规定高沸硅油的技术指标及应用，中国氟硅有机材料工业协会提出了团体标准T/FSI 007-2017，此标准未提及高沸硅油可以用于硅酮结构胶领域。高沸硅油主要用于制备硅油、有机硅防水剂、有机硅树脂、及有机氯硅烷单体的混合物等 [6]。部分企业受利益驱使，采用价格相对低廉的高沸硅油制备硅酮结构胶，但未对高沸硅油添加后对中空玻璃硅酮结构胶的影响进行系统测试，缺乏可靠性验证、耐老化性能的研究等。对此，本文对中空玻璃硅酮结构胶中填充高沸硅油后的基本力学性能及老化性能进行了相应研究。
2. 实验部分
2.1主要原材料
α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(107胶)，10000 mPa•s，内蒙古恒业成有机硅有限公司;二甲基硅油(PDMS)，350m Pa•s，唐山三友硅业有限责任公司;纳米碳酸钙，山西兰花华明纳米材料有限公司;重质碳酸钙，广西科隆粉体有限公司;二月桂酸二丁基锡，吉林华信化工;高沸硅油，市售。
2.2仪器及设备
实验型捏合机（词条“捏合机”由行业大百科提供）：NHZ-5，佛山市金银河机械设备有限公司;万能拉力试验机：CMT4304型，深圳三思纵横科技股份有限公司;行星分散搅拌机，ZKJ-2，江阴市双叶机械有限公司;双离心混合机：DACC 600.2V，上海均值进出口有限公司;水-紫外线辐照试验箱，河南建材研究设计院;橡胶硬度计：LX-A型，上海市六菱仪器厂。
2.3实验部分
A组分制备：将107胶100份，活性纳米碳酸钙70份，活性重质碳酸钙60份，二甲基硅油10份加入捏合机并升温至90℃，充分混合60min，制得A组分。保持其它条件不变将二甲基硅油替换为高沸硅油得到填充高沸硅油的A组分。
B组分制备：将适量的炭黑，硅油混合，120 ℃反应60min形成基料，再将混合好的复配偶联剂，复配交联剂，催化剂投入行星机中，真空条件下充分混合，制得B组分，密封储存。
制得的A、B组分按照体积比10:1于真空下混合均匀制成样胶，按GB/T 13477.8-2003标准制备成H型试片。本文将以上填充二甲基硅油的硅酮结构胶命名为试样A，填充高沸硅油制备的硅酮结构胶命名为试样B。
2.4 测试
2.4.1 拉伸粘结性测试
试片在标准条件(温度:23 ℃±2 ℃，相对湿度: 50 %±5 %)养护28天后按GB 16776中6.8.4规定进行测试。
2.4.2 水-紫外线光照测试
水-紫外线光照后的拉伸（词条“拉伸”由行业大百科提供）粘结性测试按照GB 16776中6.8.8进行测试。
2.4.3 加速老化测试
取制备的试片放置于70 ℃烘箱保持14天，取出后置于试片在标准条件(温度:23 ℃±2 ℃，相对湿度: 50 %±5 %)养护24小时后进行拉伸粘结性测试。
2.4.4 曝晒测试
制备的试片养护结束后置于户外试验暴晒场(广州，典型亚热带湿热气候特征)进行自然老化6个月曝晒测试。曝晒结束后分别选取一组进行拉伸粘结性测试，另一组对其进行2.4.2中水-紫外线光照测试。
3. 结果与讨论
3.1填充高沸硅油对中空玻璃硅酮结构胶常温拉伸粘结性影响
目前GB 24266-2009对中空玻璃硅酮结构胶各项性能指标有明确规定，从表1可知高沸硅油的添加对中空玻璃硅酮结构胶初始拉伸粘结强度、粘结性、硬度影响很小，其拉伸强度分别为0.83和0.82Mpa，且粘结面积均为全粘结，硬度基本一致。但填充高沸硅油会使中空玻璃硅酮结构胶最大强度伸长率降低，最大强度伸长率由125%降低至98%。通过上述结果分析，填充高沸硅油的样品B测试结果能符合GB 24266-2009的要求，用户在前期使用时很难发现差异，为了考察填充高沸硅油的中空玻璃硅酮结构胶长期使用情况，本文对其进行了加速老化后的相关应用性能进行了研究。
3.2填充高沸硅油对中空玻璃硅酮结构胶水-紫外线光照影响
中空玻璃硅酮结构胶在实际工程使用中会长期面临紫外线照射、雨水侵蚀。为了模拟试样A和试样B在室外环境下老化后性能变化情况，对两组试样进行了水-紫外线光照测试，从图1可得经过水-紫外线光照300h测试后，试样A的粘结面积测试结果前后均为100 %粘结，试样B的粘结面积测试结果则由100%下降至96%。
3.3填充高沸硅油对中空玻璃硅酮结构胶70 ℃加速测试影响
为了进一步研究填充高沸硅油对中空玻璃硅酮结构胶老化后性能的影响，对试样A和试样B进行70 ℃加速测试结果如图2所示：
对比可以发现，经过70 ℃热氧老化14天后，使用二甲基硅油试样A的粘结面积测试结果前后均为100 %粘结，试样B的粘结面积测试结果则由100%下降至95%。
3.4填充高沸硅油对中空玻璃硅酮结构胶常温养护后力学性能的影响
将表 2 数据与初始表 1 数据对比可得，添加二甲基硅油的试样A在长期养护后，其硬度、拉伸强度略有上升，最大强度伸长率略有下降。而对于添加高沸硅油的试样B，其强度、硬度增长均高于试样A。试样B的最大强度伸长率从98 %下降到75 %，硬度由47升至55。通过以上对比分析可得，填充高沸硅油对中空玻璃硅酮结构胶长期养护后的应用性能会造成一定影响，随着使用时间的延长，填充高沸硅油的中空玻璃硅酮结构胶更容易变硬和脆化。
3.5填充高沸硅油对中空玻璃硅酮结构胶曝晒老化性能影响
为了模拟中空玻璃硅酮结构胶在工程中的实际使用情况，将试样A和试样B进行自然曝晒实验，将表 3 数据与初始表 1 数据对比可得，自然曝晒6个月后，试样A的最大强度伸长率下降了9.4%，试样B的最大强度伸长率下降了31.1%。试样A的硬度由47增长至51，试样B的硬度则由47增长至63。且自然曝晒6个月后，使用二甲基硅油试样A的粘结面积测试结果前后均为100 %粘结，而添加高沸硅油试样B的粘结面积测试结果则由100%下降至97%。
为了模拟中空玻璃硅酮结构胶在较为严格条件下的使用情况，我们将经过自然曝晒实验后的试样A和试样B再次进行了300h的水-紫外线光照测试，结果如图3所示：
可以发现在较为严格的条件下，使用二甲基硅油试样A的粘结面积测试结果由100 %下降至88%，而添加高沸硅油试样B的粘结面积测试结果则由100%下降至45%。根据以上测试结果可得，填充高沸硅油对中空玻璃硅酮结构胶的老化性能影响很大，试样B性能下降非常明显，不粘结面积进一步扩大，长期应用中会存在很大的质量隐患。
经过以上几种加速老化测试后，填充高沸硅油后的中空玻璃硅酮结构胶对比填充二甲基硅油的中空玻璃硅酮结构胶性能均有下降，这种现象可能是高沸硅油在中空玻璃硅酮结构胶中的相容性差于二甲基硅油，并且高沸硅油中包含的多种硅烷混合物如含Si-H键等物质，也会导致密封胶耐老化性能下降[7]。因此，为了保证中空玻璃硅酮结构胶在工程中的使用质量，用户应注意不要使用填充高沸硅油的中空玻璃硅酮结构胶。
4. 结论
1. 填充高沸硅油到中空玻璃硅酮结构胶中其初始力学性能满足标准要求，但对中空玻璃硅酮结构胶的老化性能影响较大，从老化后性能的对比分析，填充高沸硅油会造成产品硬度上升，伸长率降低，粘结性下降，长期应用会有很大的安全隐患。
2. 目前行业内对填充高沸硅油到中空玻璃硅酮结构胶的影响无系统性研究，笔者在此建议用户不要选择填充高沸硅油的中空玻璃硅酮结构胶产品，也希望行业内能加强监管，对中空玻璃硅酮结构胶的性能指标提高相应的要求。
参考文献
[1] 韦远怡,陈炳耀,彭小琴,全文高,潘聪.硅酮胶在工业领域的应用研究[J].粘接,2021,46(06):21-24.
[2] 周平,邝淼,汪洋,张冠琦,蒋金博.填充矿物油对硅酮密封胶老化性能影响分析[J].合成材料（词条“合成材料”由行业大百科提供）老化与应用,2017,46(S1):33-37+46.
[3] 徐芸莉,吴东亮,王一飞,冯晓雷.建筑用单组分（词条“单组分”由行业大百科提供）硅酮胶产品质量安全风险研究 [J] 中国胶粘剂,2019,28(09):38-42
[4] 熊艳锋,宋维君,张宁.有机硅高沸物的综合利用 [J] 工业催化,2006(09):50-53.
[5] 王莹.硅酮密封胶用二甲基硅油的制备及应用性能[J].化工技术与开发,2021,50(Z1):19-21.
[6] 国庆,谷佳占,汪进.有机硅高沸物利用的研究进展 [J] 山东化工,2015,44(17):40-43.
[7] Syao O, Malysheva G V. Properties and application of rubber-based sealants[J]. Polymer Science Series D, 2014, 7(3): 222-227.
作者单位：广州市白云化工实业有限公司
