寶龍達BLD8200A阻燃硅酮結(jié)構(gòu)膠研究報告

一、前言20世紀70年代，玻璃幕墻由于其獨特的結(jié)構(gòu)性能開始在歐美國家迅速開展，80年代開始在亞洲地區(qū)流行，90年代在中國得到廣泛使用。玻璃幕墻所用的有機硅結(jié)構(gòu)密封膠由于具有較高的性能和使用要求，世界上1997年以前僅有美國DowCorning公司等少數(shù)專業(yè)有機硅企業(yè)能夠生產(chǎn)。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠與一般的硅酮密封膠的重要區(qū)別在于它要求硫化后既要有適當?shù)睦炝τ钟辛己玫捻g性、同時還具有優(yōu)異的粘結(jié)穩(wěn)定性和卓越的耐候性，以保證玻璃幕墻建筑物長久的使用平安性和使用壽命。在建筑及硅酮結(jié)構(gòu)密封膠領域中，分為單組分硅酮結(jié)構(gòu)密封膠和雙組分硅酮結(jié)構(gòu)密封膠兩個品種，前者有施工方便，適用范圍廣泛等特點；后者有儲存穩(wěn)定期長，可現(xiàn)場隨意調(diào)節(jié)固化速度、固化速度快、養(yǎng)護期短等優(yōu)點。當今由于建筑裝飾行業(yè)對防火級別的要求越來越高，玻璃幕墻的防火性能越來越受到關注。玻璃幕墻所使用的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的阻燃性能具有十分重要的意義。作為賦予硅酮密封膠阻燃性的方法，一般采用參加阻燃性填料的方法如堿式碳酸鋅、硼酸鋅、氫氧化鋁、氫氧化鎂、三氧化二焍等作為阻燃劑，但單獨采用參加阻燃性填料的方法制得的硅酮密封膠硬度偏高，膠的韌性不夠好，不能作為結(jié)構(gòu)膠使用；也有用鉑化合物作為阻燃的，但通常是在高溫硫化硅橡膠體系中，而且僅有鉑化合物還不夠，還考慮多種物質(zhì)作助劑，例如：US3652488中列舉了碳黑。US3635874中列舉了氧化鈦；特公昭51-24301號公報中添加氧化鐵黑〔Fe3O4〕,但這些方法存在混煉膠必然著色和阻燃性隨著時間增長面變差的缺點；CN1493618A通過向硅橡膠組合物中添加混合鉑化合物和特定的胺化合物，獲得了具有優(yōu)良阻燃性的硅橡膠組合物，不過也是高溫硫化硅橡膠，而不是室溫硫化硅橡膠。同時由于添加了胺化合物，燃燒時要產(chǎn)生有毒氣體。當今，火災已成為威脅人類生命平安的最大災害之一。幾乎每天都有火災發(fā)生，因火災而死亡的人數(shù)難以計數(shù)，火災造成的經(jīng)濟損失更是難以估量。防火已成為幕墻行業(yè)必然要考慮的問題。為此寶龍達公司研制出BLD8200A阻燃性硅酮結(jié)構(gòu)密封膠，其特點是通過先進的半連續(xù)化生產(chǎn)流水線，產(chǎn)品質(zhì)量得到有效保障，損耗量極少，本錢大幅度降低；采用α，ω-二羥基聚硅氧烷改性成烷氧基封端的聚硅氧烷100重量份，納米活性碳酸鈣60～100重量份，參加真空攪拌機內(nèi)于溫度80～150℃、真空度為0。08～0。099MPa，脫水共混30～240分鐘，冷卻得基料。在室溫下將六甲基環(huán)二硅氮烷0.03～0.5重量份處理堿式碳酸鋅和氧化鉬10～50重量份,催化劑0.5～5重量份,氯鉑酸螯合物0.05～5重量份和聚二硅氧烷1～10重量份,參加高速分散攪拌機或行星攪拌機內(nèi)與基料一起于真空度0.08～0.099MPa,轉(zhuǎn)速50～500rpm進行化學反響60～120分鐘制得單組分室溫阻燃性硅酮密封膠。它具有很好的物理力學性能、阻燃性、粘接性及儲存穩(wěn)定性。于2023年9月通過了國家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心阻燃性檢測和國家合成樹脂質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的結(jié)構(gòu)膠性能檢測。產(chǎn)品性能符合GB16776-1997《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》的標準要求，按GB/T2406-1993《塑料燃燒性能試驗方法氧指數(shù)法》GB/T2408-1996《塑料燃燒性能試驗方法水平法和垂直法》標準要求，燃燒等級為FV-0級，氧指數(shù)為43.8％。一、研究過程及采用的技術標準〔一〕研制過程

BLD8200A阻燃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠是本公司根據(jù)目前密封膠的開展趨勢及市場需要而研制的產(chǎn)品。研制過程大致分三個階段：1、阻燃劑的篩選階段：阻燃劑作為阻燃膠的關鍵材料，是決定產(chǎn)品優(yōu)劣的關鍵所在，我們已選出具有優(yōu)良的阻燃效果且對人體無害的阻燃劑：2、配方的調(diào)整階段：使產(chǎn)品同時滿足阻燃性能的要求和結(jié)構(gòu)膠標準要求；3、全面技術性能對照實驗階段：為了考察BLD8200A阻燃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的技術性能水平，我們收集了市場同類產(chǎn)品的樣品，進行了技術性能對照實驗。

(二)技術標準

GB/T2406－1993塑料燃燒性能試驗方法氧指數(shù)法

GB/T2408－1996塑料燃燒性能試驗方法水平法和垂直法

GB/16776－1997建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠

GB/T13477－2002建筑密封材料試驗方法

二、實驗局部

本產(chǎn)品在試驗過程中，阻燃性主要與在國內(nèi)市場具有代表性的單組分阻燃膠進行比照；工藝性能與力學性能那么與進口結(jié)構(gòu)膠進行比照。

〔一〕燃燒實驗

1、BLD8200A與其它阻燃膠比照燃燒實驗

燃燒實驗采用GB/T2048－1996《塑料燃燒性能試驗方法水平法和垂直法》中的垂直法。試樣尺寸：長〔125±5〕mm,寬〔13.0±0.3〕mm，厚〔3.0±0.2〕mm。用酒精燈代替標準中的本生燈。試驗結(jié)果見下表：

BLD8200A阻燃膠A#阻燃膠B＃前10秒有焰時間〔s

〕000后10秒有焰時間〔s〕002后10秒無焰時間〔s〕333離焰后短時無焰燃燒短時無焰燃燒短時有焰燃燒刺激氣味無無有由試驗結(jié)果可以看出BLD8200A與國內(nèi)阻燃膠A#性能接近，具有良好的阻燃性能。2、BLD8200A與阻燃膠C#阻燃性能比照實驗

把BLD8200A與阻燃膠C#按GB/T2408-1996標準制成〔125±5〕mm，寬〔13±0.3〕mm，厚〔3±0.2〕mm的試樣，放在酒精燈上燃燒，實驗情況見下列圖及下表所示。2、BLD8200A與阻燃膠C#燃燒比照實驗

BLD8200A與阻燃膠C#燃燒情況比照

名稱燃燒過程阻燃膠C#BLD8200A置于火焰上點燃膠條有火焰膠條有小火焰離開火焰繼續(xù)燃燒有短時無焰燃燒燃燒后狀態(tài)膠條粉化膠條變化不明顯從上圖及上表可以看出：BLD8200A與阻燃膠C#相比具有良好的阻燃性能?！捕撑c進口和國內(nèi)結(jié)構(gòu)膠全面性能比照實驗

1．粘結(jié)性強度(Mpa)比照。見下表編號標況低溫高溫光照后浸水后進口1#國內(nèi)1#BLD8200A進口1#國產(chǎn)1#BLD8200A進口1#國產(chǎn)1#BLD8200A進口1#國產(chǎn)1#BLD8200A進口1#國產(chǎn)1#BLD8200A單組分11.181.161.191.301.281.310.901.01.031.051.031.07---20.810.800.811.101.091.110.580.570.590.740.720.750.580.560.6031.061.041.081.321.301.330.900.901.00.870.880.880.940.920.9740.800.790.811.071.051.080.680.670.700.690.680.700.760.750.8051.021.001.031.281.261.290.800.790.810.890.870.900.690.680.7260.930.910.941.171.151.180.770.740.790.770.770.790.730.720.7571.091.071.111.441.431.460.810.800.830.970.960.980.930.920.9581.091.071.101.401.391.420.870.850.900.860.850.870.930.920.9591.011.001.031.461.451.471.091.071.110.900.900.920.910.900.93雙組分110.970.960.981.451.431.470.660.660.690.870.850.900.930.920.95440.820.800.841.181.151.200.720.700.740.720.700.740.740.730.75771.131.111.151.451.421.460.730.710.740.800.790.820.910.900.94991.051.021.051.421.401.440.780.760.801.071.051.101.071.051.10均值0.990.981.001.311.291.320.790.790.830.860.850.880.840.830.87標準誤差0.130.130.130.130.130.130.050.050.050.150.150.150.140.140.14小結(jié)：由上表知，產(chǎn)品粘結(jié)強度超過標準水平和同行業(yè)水平。2．最大拉伸強度時伸長率比照。見下表

國產(chǎn)1#BLD8200A進口1#εσmax%σmaxMPaεσmax%σmaxMPaεσmax%σmaxMPa單組分1480.90681.05--2430.58520.74690.583600.90740.87700.944720.681770.691700.765890.81190.89900.696520.77730.77650.737670.811730.971490.938500.87870.86700.9391601.091620.91820.91均值760.722800.872130.91標準誤差160.051260.15630.140.25區(qū)間5.10.0240.20.0520.10.13小結(jié)：由上表可知，BLD119阻燃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠最大拉伸強度時伸長率都比同行結(jié)構(gòu)密封膠伸長率要大3．水-紫外線光照老化結(jié)果比照。見下表紫外-水300h老化，〔按97版標準試驗〕

標準進口1#國產(chǎn)1#BLD8200A測試單位S1S2ZJHZHHZS1S2ZJS1S2ZJHZ模量，Mpa

12.5%

0.270.270.37

0.200.26

25%0.540.630.440.490.410.540.570.550.530.300.390.330.2760%0.890.86

0.830.680.720.850.79

0.500.620.580.47100%0.580.52

0.390.88

0.950.87

0.640.760.810.64拉伸強度，MPa1.000.950.700.840.940.750.980.910.790.700.981.031.04最大應力伸長率，%87826364128739910175139146164155粘結(jié)破壞面積，%00000005.40000.8

氙弧300h

老化結(jié)果，〔按GB/T18244〕測試單位S1

S1

S1

C

Mo，Mpa/12.5%

0.23

25%

0.34

60%

0.84

0.59

100%0.68

1.08

0.76

0.77

拉伸強度，MPa1.34

1.23

1.10

0.86

最大應力伸長率，%82

138

95

137

Sc,

%

0

小結(jié)：從上表可知,阻燃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠BLD8200A水-紫外光照老化結(jié)果超出同行產(chǎn)品。4．冷拉-熱壓循環(huán)后的粘結(jié)性〔%〕試驗結(jié)果比照。見下表

標準進口1#國產(chǎn)1#

BLD8200A12.5%判定破壞破壞破壞無破壞破壞深度mm1,0,0.50.5,1,112,9.5,120最大深度mm11120破壞類型B區(qū)內(nèi)聚B區(qū)內(nèi)聚B區(qū)內(nèi)聚

20%判定破壞破壞破壞無破壞破壞深度mm1,1.5,10.5,2,312,12,120,0,1最大深度mm1.53121破壞類型B區(qū)內(nèi)聚B區(qū)粘結(jié)B區(qū)粘結(jié)

25%判定破壞破壞破壞無破壞破壞深度mm0.5,1,12,2,312,12,120最大深度mm13120破壞類型B區(qū)內(nèi)聚B區(qū)粘結(jié)B區(qū)粘結(jié)

小結(jié)：從上表可知,阻燃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠BLD8200A內(nèi)聚和粘結(jié)均無破壞.5．阻燃性能比照結(jié)果比照。見下表廠商產(chǎn)品試樣名稱燃燒時間2)/s級別t1t2t3

t1+

t2t2+

t3國產(chǎn)1#23558FV—1進口1#58101318FV—0B