硅酮结构密封胶的拉伸性能与耐久性

移能力等因素对其拉伸粘结性及耐久性的影响， 各技术指标之间的对应关系， 以及确定耐久性评价指标的可能性。 结果表 明， 拉伸应力—应变曲线呈二次多项式函数关系； 水的作用使拉伸粘结强度降低， 但对伸长率的影响可能还取决于密封胶 本身的内聚力和粘结活性之间平衡的结果； 硬度、 拉伸粘结强度和伸长率之间适当的协调可得到良好的弹性和位移性能。
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概
述
此。 本文结合 "# $%&&% — $’’& 《 建筑用硅酮结构密封胶》 国家 标准修订过程中所做的验证试验， 测试拉伸粘结性及与之相 位移能力等因素 关的几个技术指标， 讨论热、 水、 光 ( 热 ( 水、 对拉伸粘结性能和耐久性能的影响。
建筑用硅酮结构密封胶主要应用于建筑 隐 框 玻 璃 幕 墙 的安装。无论是全隐或半隐框玻璃幕墙， 其安装时均是将玻 璃用结构胶粘在经过特殊处理的铝框上组成幕墙板块， 因此 对硅酮结构密封胶粘结性能和耐久性能的要求特别严格， 它 不仅要求具有优异的大气、 湿热环境下的长期稳定性， 而且 还必须有很高的粘结强度和位移能力。目前我国幕墙建筑被 越来越多地设计和使用， 尤其是在一些大中城市， 从而带动 了国内此类产品生产与应用的迅速发展。然而一直以来人们 都有一个错误认识， 认为硅酮结构密封胶硬度越高、 拉伸粘 结强度越大， 胶的质量就越好， 使用寿命就越长。事实并非如
从拉伸应力—应变曲线中可以看出， 其曲 线 前 段 ， 即在 最大强度时伸长率之前，呈现出符合二次多项式函数关系： 且拟合的相关系数 ’ 非常接近于 $ ， 随后基本上呈 !/"# 0$#%& ，
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平台状态， 直至破坏。如图 $ 所示 ( 个样品在标准条件下拉伸 应力—应变曲线， 其 ’ 值范围为： 同样， 对同一样 )12"+3)1222。 品而言， 不同条件下的拉伸应力—应变曲线也呈二次多项式 函数关系。如图 !所示 + 样品 ’ 值的范围为： )12""3)1224。
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对最大应力时伸长率和断裂伸长率的影响
不同试验条件对最大应力时伸长率和断 裂 伸 长 率 的 影 响试验结果见图 % 、 图4。
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浸水及浸水光照对其耐久性的影响 硅酮结构密封胶在初始固化期间， 吸收空气中水分而固
化， 但固化之后水分的作用则发生在两方面： 一方面使密封 胶进一步交联， 交联密度增加； 另一方面则使其发生水解而 降解， 对力学性能造成相反的作用， 即导致拉伸粘结强度降 低， 伸长率增大。而紫外光在胶表面的能量积聚可使聚硅氧 烷大分子链断裂， 同样造成降解； 热的作用在短时间内会加 快自由基反应的交联过程， 结果使拉伸强度增加， 伸长率也 会受到影响， 但长期的热作用反而促使胶的老化进程。因此， 究竟哪个因素或几个因素会同时在硅酮结构密封胶所处水、 湿热、 光的环境下发生的老化过程中起主要作用， 这取决于多
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样品编号 硬度 （89:;< = ）
由图 "、 图 !可以看出： （# ） 经不同试验条件处理后， 这 % 个指 $ 个样品之间相比， 标相对于标准条件有不同的影响趋势和幅度。 （% ） 对大部分样品而言， 不同老化处理条 件 对 伸 长 率 的 影响呈相似影响趋势， 只是幅度有所差别。 （& ） 大部分样品单一水的因素趋于使断裂 伸 长 率 增 加 ， 再次说明水解反应占有一定的优势。 （" ） 不同样品 %& ’ 的断裂伸长率值相差相当大， 数值范 围 (()*"#+)。说明不同配方体系决定其粘结活性—— —内聚 力平衡的不同， 导致对断裂伸长率的影响程度差别很大。 （! ） 最大应力时伸长率在一定程度上能反映出产品的强 度与弹性之间的关系， 一味追求强度， 势必会带来产品在弹 性方面的损失， 而表现出低的伸长率， 如 ! 样品。
图!
+.样品在不同试验条件下拉伸应力 -应变曲线
（%) ’ ） $-!& ’ ； !- 浸水； &- 浸水光照
于单纯水的作用， 说明硅酮结构密封胶的老化过程是交联密 度增加与水降解反应过程竞争的结果。热作用在一定程度上 可能起到了增进交联的作用， 而光的作用可能仅是激发出自 由基， 进而或交联或降解。 （% ） 不同样品 !& ’ 的拉伸粘结强度值在 )1"3$1! 9:; ， 均 也呈现出 远高于原国家标准中不小于 )1%4 9:; 的技术要求， 弹性欠缺的不足。
防水材料与施工
（ 单组分） 或 $% # （ 双组分） ， 其中 $ 组在 !& ’ 进行拉伸试 !" # 验； 第!组浸入标准条件下的水中( #后立即进行拉伸试验； 第
方面原因， 是个较为复杂的化学反应过程 ， 或决定于不同的 老化机理5$6。为考察水、 光 -热 -水 （或升温条件下的浸水光照） 协同作用对硅酮结构密封胶性能的影响， 我们按 78 $+((+ 规 定的试验条件进行了试验。
& 组放入水—紫外线辐 照 试 验 箱 中 浸 水 光 照 &)) * （温 度 %)
后进行拉伸试验。拉伸试验时分别测定拉伸至伸长率为 ’） 最大应力时伸长率、 拉伸粘结强度和断 +), 时的拉伸模 量 、 裂伸长率， 同时记录拉伸应力—应变曲线 （见图 $、 图 !） 。
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对拉伸粘结强度的影响
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+,$ຫໍສະໝຸດ 试验结果与讨论拉伸粘结性 按 "# - . $/0&&,1 — +!!+ 《建筑密封材料试验方法》 （第1
HCF,H< 。
部分： 拉伸粘结性的测定） 制备 / 组试件， 在 +/ 2 下分别养护
新型建筑材料
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图! 不同试验条件对断裂伸长率的影响
硬度与拉伸粘结性的关系 从理论上讲， 硬度大小可表征材料的模量， 但不 一 定 能
表征其拉伸粘结强度和断裂伸长率。为验证此点是否成立， 我们按 /0 4 5 !&# — #111 《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方 法》测定压针压入试样 # 6 时的硬度值。根据设计和应用规 范， 硅酮结构密封胶的位移能力分级应为 2%+) ， 相对应的是 拉伸 .+) 拉伸模量。将硬度值分别与 %& ’ 下 .+) 拉伸模量、 粘结强度及断裂伸长率进行对比。结果见表 % 。
关键词： 硅酮结构密封胶； 拉伸粘结性； 耐久性 中图分类号： .34&51 文献标识码： # 文章编号： （+!!0 ） $!!$(&!+6 !’(!!+!(!0
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防水材料与施工
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硅酮结构密封胶的拉伸性能与耐久性
+ 丁苏华$， ， 段林丽+， 刘大壮$
（$, 郑州大学化工学院， 河南 郑州
04!!!+ ； 04!!!+ ）
河南 郑州 +, 河南建筑材料研究设计院，
摘要： 通过对 & 个建筑用硅酮结构密封胶样品的拉伸性能及相关性能的测试， 讨论水、 热、 光(热(水 的 协 同 作 用 及 位
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； 89<:;>9 ?@J9:;E;87 ； @GA?M;>;87