本篇文章內(nèi)容由[中國(guó)幕墻網(wǎng)ALwindoor.com]編輯部整理發(fā)布:
觸變性是密封膠的重要性能之一,多數(shù)膏體密封膠在易于攪拌的同時(shí),往往伴隨著施工流墜的困擾,尤其是在建筑立體結(jié)構(gòu)或仰面作業(yè)時(shí),密封膠容易受重力作用而從構(gòu)件(詞條“構(gòu)件”由行業(yè)大百科提供)流出,不僅污染了基材,也造成膠體的浪費(fèi)。觸變性良好的密封膠,類(lèi)似牙膏,在施膠時(shí)容易擠出,經(jīng)過(guò)修整后能填滿膠縫,并停留在膠縫里,不流掛或流淌,保持外觀整潔與美觀。總體來(lái)看,觸變性好的密封膠能夠加速施工進(jìn)程,對(duì)提高勞動(dòng)效率,減少施工工期有明顯的良好效果。
什么是觸變性?
觸變性,是指膠體在一定的剪切速率作用下,其剪應(yīng)力隨時(shí)間延長(zhǎng)而減小的特性。
具體表現(xiàn)為:
、偈褂脭噭(dòng)時(shí),膠體粘度下降,便于攪拌和施工;
、谑┠z后,膠體粘度增大,具有良好的塑形效果,不易流淌。
通常觸變性的形成主要存在以下三種方式:
1、通過(guò)形成氫鍵而起作用,也是最常見(jiàn)的方式。該類(lèi)觸變劑通常為氣相二氧化硅,氣相二氧化硅分為單個(gè)未受干擾的自由粒子和以多個(gè)粒子連接在一起的聚集態(tài)。由于二氧化硅表面含有大量的-Si-OH,大部分通過(guò)形成氫鍵以聚集態(tài)的方式存在,硅羥基的鍵合在油性體系中極易形成三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)在剪切力(詞條“剪切力”由行業(yè)大百科提供)作用下破壞,表現(xiàn)為粘度下降,體系恢復(fù)良好的流動(dòng)性;當(dāng)剪切力消除后三維結(jié)構(gòu)會(huì)自行恢復(fù)粘度上升。
2、填料與表面改性劑的相互作用。表面改性劑除提供化學(xué)能幫助填料分散外,通過(guò)極性基團(tuán)之間的相互作用形成凝膠(詞條“凝膠”由行業(yè)大百科提供)結(jié)構(gòu)。而填料表面上的烴鏈通過(guò)其較強(qiáng)的溶劑化能力而使得體系增稠并產(chǎn)生觸變效應(yīng),在外力作用下,此結(jié)構(gòu)破壞的同時(shí)粘度降低,而外力消除則恢復(fù)原來(lái)的粘度和結(jié)構(gòu)。
、弁ㄟ^(guò)分散、活化,被溶脹的長(zhǎng)鏈相互纏繞而具有觸變性。該類(lèi)常見(jiàn)的觸變劑為聚酰胺蠟、蓖麻油衍生物等,其通過(guò)大分子鏈之間的相互纏繞形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而具有觸變性。受剪切時(shí),纏繞的分子鏈被拉開(kāi),粘度降低;當(dāng)剪切停止時(shí),大分子鏈又重新纏繞而致粘度上升。由于這種新纏繞的過(guò)程相對(duì)緩慢,因此粘度恢復(fù)的速度也較慢,有較長(zhǎng)時(shí)間給予濕膜流動(dòng)和流平,但又不會(huì)導(dǎo)致流掛失控。通常一個(gè)體系的觸變性往往是通過(guò)以上多種因素共同作用而成。
同理,觸變性在建筑硅酮密封膠中也具有非常重要的作用,它直接影響到其施工性能。良好的施工性能,在提高工作效率的同時(shí),也給施工工人帶來(lái)了美好的工作體驗(yàn)。
硅酮密封膠是以線性聚有機(jī)硅氧烷為基礎(chǔ)聚合物,通過(guò)添加補(bǔ)強(qiáng)粉體、偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、催化劑(詞條“催化劑”由行業(yè)大百科提供)等各種助劑混合制備而成,與空氣中的濕氣接觸后,在室溫下交聯(lián)固化成彈性體。其中填料質(zhì)量占比適配(約50-60%),有利于硅酮密封膠觸變性的初步調(diào)節(jié)。
硅酮密封膠行業(yè)內(nèi)最普遍使用的補(bǔ)強(qiáng)填料為改性碳酸鈣,根據(jù)顆粒大小,分為納米碳酸鈣和重鈣。本文通過(guò)分別添加相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的塊狀納米碳酸鈣、類(lèi)球形納米碳酸鈣及重鈣作為補(bǔ)強(qiáng)填料(表面形貌見(jiàn)圖1),探索其對(duì)硅酮密封膠觸變性的影響。觸變性在行業(yè)內(nèi)通常采用下垂度和擠出性來(lái)衡量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1。

圖1 塊狀納米碳酸鈣(左)、類(lèi)球形納米碳酸鈣(中)及重鈣(右)電鏡圖
表1 不同類(lèi)型碳酸鈣對(duì)硅酮密封膠下垂度和擠出性的影響
填料種類(lèi) |
下垂度 |
擠出性/s |
水平放置 |
垂直放置 |
塊狀納米碳酸鈣 |
不變形 |
<1 |
15 |
類(lèi)球形納米碳酸鈣 |
不變形 |
2 |
<10 |
重鈣 |
流淌 |
>3 |
<4 |
其中:下垂度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)參考:《GB/T 13477.6-2002建筑密封材料試驗(yàn)方法第6部分:流動(dòng)性的測(cè)定》;擠出性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)參考:GB/T 16776-2005《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》。
從表1可以看出,只有類(lèi)球形納米碳酸鈣的下垂度及擠出性同時(shí)滿足國(guó)標(biāo)要求,其中下垂度:塊狀納米碳酸鈣<類(lèi)球形納米碳酸鈣<重鈣;塑形性:塊狀納米碳酸鈣>類(lèi)球形納米碳酸鈣>重鈣。這主要是因?yàn)閴K狀納米碳酸鈣的徑厚比大于類(lèi)球形,塊狀納米碳酸鈣之間的搭接為面與面的橋接,類(lèi)球形納米碳酸鈣之間的搭接為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的接觸,以填料為作用位點(diǎn),在表面改性劑相互作用下,分子間的作用力驟升,表現(xiàn)為塑形性;同理破壞該結(jié)構(gòu)的作用力也更大,表現(xiàn)為塊狀納米碳酸鈣的擠出性<類(lèi)球形納米碳酸鈣<重鈣。由此可知,塊狀納米碳酸鈣在塑性效果優(yōu)良的情況下,同時(shí)也伴隨著增稠現(xiàn)象。
因此一款性能優(yōu)良的硅酮密封膠,往往需要從各個(gè)角度去平衡各項(xiàng)性能,根據(jù)客戶的需求,設(shè)計(jì)出性能優(yōu)異的產(chǎn)品。