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盐边改性聚硫密封胶的不同之处以及填料对基膏储存期的影响

双林密封胶  2020/9/21 14:18:18  6384
内容摘要:盐边聚硫密封胶是以聚硫橡胶为骨架材料,配以增塑剂、补强填料、触变剂制成的一类密封材料,固化后呈橡胶状弹性体,具有优异的耐油、耐溶剂、耐疲劳和耐寒性,极低的透气性、透水性以及长期贮存稳定性。聚硫密封胶被广泛...

盐边聚硫密封胶是以聚硫橡胶为骨架材料,配以增塑剂、补强填料、触变剂制成的一类密封材料,固化后呈橡胶状弹性体,具有优异的耐油、耐溶剂、耐疲劳和耐寒性,极低的透气性、透水性以及长期贮存稳定性。聚硫密封胶被广泛应用于航空航天、汽车和船舶制造、电器仪表、建筑、中空玻璃等领域”。

随着科技的发展,一些与普通液体聚硫橡胶主链结构不同、含有其他结构单元、端基为巯基的新型聚合物也在不断的发展和出现18。1310这些新的聚合物在一定程度上提高了聚硫密封胶的耐候性能、耐紫外线性能;由于在主链中引入特定的官能团也提高了密封胶与基材的粘接性能。但是由于主链结构的变化,使得其使用性能和贮存稳定性与聚硫密封胶存在一定的差异。本文以自制的改性聚硫液体橡胶为骨架材料制备了双组分改性聚硫密封胶,用MnO:作为固化剂,考查了其力学性能与传统聚硫密封胶的区别,以及改性聚硫密封胶A组分的贮存稳定性。

1、改性聚硫密封胶性能与传统聚硫密封胶的性能对比

分别以LP一55和改性聚硫橡胶为原胶,采用相同的基膏和固化剂配方,配制密封胶并观察密封胶的表干时间及对混凝土的粘接性能。可以看出,改性聚硫密封胶的表干时间比传统聚硫密封胶的短,对混凝土的拉伸粘接强度和断裂伸长率均高于传统聚硫密封胶。原因是改性聚硫密封胶主链结构中引入了吸电子基团,在一定程度上增强了一SH的活性,使其更容易发生氧化反应而形成交联结构;另外,改性聚硫密封胶在分子设计中引入含有容易形成氢键的官能团,从而增加了密封胶和混凝土界面形成氢键的几率,故粘接强度明显增强。

2、改性聚硫密封胶的原胶含量对粘接性能的影响

随着原胶含量的增加,改性聚硫密封胶对混凝土的粘接强度和断裂仲长率都是先增加后减小。密封胶是依靠橡胶的长链结构问进行互穿,形成三维网络结构,提供良好的弹性,在三维网络结构间填充一定的补强填料提供强度。当原胶含量较低时,密封胶固化形成弹性体后作为三维两络结构骨架的高分子橡胶不能充分的贯穿整个密封胶体系,致使局部结构以填料为主,形成较多的应力集中点,在外力作用下很容易发生破坏;随着原胶含量的提高,密封胶的三维交联网络结构逐渐完善,而且随着原胶含量的增加密封胶与混凝土界面间形成氢键的机会增加,使密封胶结构更加均匀,粘接强度和断裂伸长率逐渐增大;当原胶含量继续增加,补强填料的比例偏少时,导致密封胶与混凝土的粘接强度降低。在原胶质量分数为40%左右,粘接强度和断裂伸长率均出现最大值。

3、改性聚硫密封胶基膏贮存稳定性的影响因素

3.1硬脂酸对基膏贮存期的影响

改性聚硫液体橡胶的主链引入吸电子基团导致一SH活性增加,因此密封胶在贮存过程中很容易与环境中的氧化剂发生反应,造成密封胶的基膏出现表面失粘现象。为了使基膏有较长的贮存期,选择在基膏中加入适当的硫化延迟剂硬脂酸。由图2可见,随着硬脂酸含量的增加,基膏的贮存期逐渐增加。当不添加硬脂酸时,基膏的贮存期只有10dE右,当硬脂酸的质量分数为0.5%时,贮存期即达6个月以上。这是因为,聚硫密封胶的固化机理是通过一SH的氧化交联形成三维网状结构的弹性体,基膏的表面失粘即是一SH被氧化形成交联结构,从而失去加工性。为了延缓基膏表面失粘就需要抑制一SH与环境中的氧化剂发生氧化还原反应。

聚硫密封胶

3.2填料对基膏贮存期的影响

填料在密封胶中的比例较大,其主要作用是补强和降低成本。目前使用最广泛的填料是碳酸钙。碳酸钙呈碱性,在碱性环境中一SH的反应活性增大,容易被空气中的氧化剂氧化交联,严重时会出现基膏表面失粘现象。

影响基膏贮存稳定性的因素很多,凡是有利于一SH被氧化的因素都能缩短基膏的贮存期。从表2可以看出,填料的pH值是一个主要的影响因素。这是因为碳酸钙pH值越高体系中游离的【OH]一越多,【OH]一在紫外线等作用下形成的活性氧原子具有较强的氧化性,可以在室温下氧化一SH使其交联。随着时间的延长交联程度不断增大,直至表面失粘。除了pH值以外,影响基膏贮存稳定性的另一个主要因素就是填料的纯度。由于碳酸钙中含有一定量的金属氧化物,如氧化铁、氧化锰、氧化锌等杂质都能使一SH氧化交联从而缩短基膏的贮存期。从表2还可以看出,纳米活性碳酸钙虽然pH值小于轻质碳酸钙,但其基膏表面失粘时间反而比轻质碳酸钙短,这是因为纳米活性碳酸钙中加入了一些防止团聚的金属氧化物或者具有氧化性的助剂。

3.3增塑剂对基膏贮存稳定性的影响

增塑剂可以改善密封胶的施工性能。改性聚硫密封胶属于无溶剂型制品,要求增塑剂挥发分含量低、迁移率低、与密封胶其他组分有较好的相容性、增塑效果好并且价格合理。氯化石蜡一52制备的基膏贮存期最短,而且氯化石蜡颜色较重,和密封胶其他组分相容性欠佳。DOPI由于酸值较低,因此基膏贮存期明显I:I:;DBP和BBP短。

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