阻燃型密封胶热加速老化的性能研究

阻燃型密封胶是将 107 硅橡胶与填料、交联剂、偶联剂、催化剂、阻燃剂等充分混合后的膏状物 [1]，并贮存于密封容器内，使用时挤出，通过接触空气中的水分硫化的一类产品 [2]。基于这种包装形式，硅橡胶在贮存过程中会出现由于微量水分或潮气人侵，导致贮存不稳定的现象，贮存过程中的温度变化对于密封胶的性能产生影响，夏季高温的情况下，可能会缩短密封胶在密闭容器内的贮存期 [3,4]。本实验主要探究经热加速老化处理后的阻燃型密封胶对其稠度、表干时间、力学性能以及阻燃性能的影响。

1 实验

1.1 主要原料

107 硅橡胶 (α,ω- 二羟基聚二甲基硅氧烷 )，蓝星化工新材料江西星火有机硅厂；二甲基硅油，山东东岳化工有限公司；纳米碳酸钙，恩平白翠华实业有限公司；甲基三丁酮肟基硅烷 (D30)，康迪斯化工有限公司；有机锡催化剂，南京云锡鼎承科技有限公司；硅烷偶联剂 (KH550)，湖北新蓝天新材料股份有限公司；氢氧化铝(ATH)，广州济成进出口贸易有限公司；三聚氰胺氰尿酸盐(MAC)，广州市寅源新材料股份有限公司。

1.2 实验仪器

5L 行星动力混合机、5L 实验室真空捏合机，佛山苏佳意智能装备有限公司；电热恒温鼓风干燥箱，上海善志仪器设备有限公司；LK-103B 型电子万能力学试验机，东莞市力控仪器科技有限公司；QCT 厚漆腻子稠度测定仪，上海祈色贸易有限公司。

1.3 实验制备

1.3.1 阻燃型密封胶基料的制备

将 107 硅橡胶、二甲基硅油、纳米碳酸钙、氢氧化铝、三聚氰胺氰尿酸盐按一定比例加入真空捏合机搅拌，待温度升至 115℃ -125℃时，抽真空搅拌3h。搅拌结束冷却后，即得到基料。

1.3.2 阻燃型密封胶的制备

将定量基料、加入 5L 行星搅拌缸中，抽真空搅拌 5min，加入交联剂后抽真空搅拌 15min，再加入偶联剂、催化剂等助剂，抽真空搅拌 20min，最后灌装到塑料胶瓶内。

1.4 测试或表征

1.4.1 表干时间：按照 GB/T 13477.5-2017 标准进行测定。

1.4.2 稠度：使用QCT 厚漆腻子稠度测定仪进行测定。

1.4.3 力学性能：按照 GB/T 13477.8-2017 标准进行测定。

1.4.4 阻燃性能：按照 GB 2408-2008 标准中的垂直法进行测定。

2 结果与讨论

2.1 阻燃型密封胶热加速老化后对稠度和表干时间的影响

由表 1 可知，50℃环境下，且热加速老化时间的延长，密封胶经热加速老化后的稠度和表干时间变化并不大，但随着温度的增加和热加速老化时间的延长，其稠度出现增稠的现象，表干时间也均有延长。其中，经 100℃热加速老化 14d 后，胶样的稠度增稠严重，表干时间也超过 24h，且出现反正的现象，其原因可能为交联剂D30 的水解

活性较差，吸水能力较差，不能有效保护聚硅氧烷链免受水汽的攻击 [5]，导致密封胶与水分发生反应而导致出现增稠和表干延长的现象。

由表 2 可知，随着热加速老化温度的提升和时间的延长，其拉伸强度出现下降的趋势，断裂延伸率呈现上升的趋势，这是因为经热加速老化后，密封胶中的部分交联剂出现相互水解交联，导致交联剂与密封胶的端羟基发生交联位点减少，密封胶使胶体内部交联密度减少，交联点之间的分子链能够有序排列，使密封胶的柔顺性变好。

由表 3 可知， 50^∘C 、 80^∘C 和 100^∘C 的热加速老化环境对于密封胶的阻燃性能影响并不大，即使延长其热加速老化的时间，密封胶在移开点火源后也能够 5s 内自熄。这是由于 ATH 的起始分解温度约为 180^∘C ，MAC 的分解温度为320^∘C ，ATH 和 MAC 长时间在 100^∘C 环境下不能引起其发生受热分解反应[6]，能够稳定存在密封胶中，当胶样被点燃后才会发挥其阻燃作用。

3 结论

阻燃型密封胶经热加速老化后，其稠度和表干时间随老化温度和时间的增加而出现增稠和表干延长的现象，经100℃热加速老化14d的胶样变化最为明显。

经热加速老化后，阻燃型密封胶的力学性能随老化温度和时间的增加，呈现出下降的趋势，在 100^∘C ,14d 的条件下，其力学性能变化最为明显。

阻燃型密封胶的阻燃性能受热加速老化的影响较小，其原因是热加速老化温度不能引起阻燃剂受热分解，但随热加速老化时间的延长，密封胶性能受老化影响，导致其阻燃效果出现变化。

参考文献

[1] 周国成, 任春华, 林朝阳, 等. 单组分硅酮密封胶的分类及其应用[J]. 化工中间体 , 2010, 6(04): 1-6.

[2] 周敬伊, 翁佳丽, 张洪涛, 等. 防火阻燃型耐候硅酮密封胶的制备与性能 [J]. 中国建材科技 , 2024, 33(04): 60-63.

[3] 沈玉华, 吴猛, 吕晓芸. 建筑密封胶用包装材料及其性能要求[J].中国建筑防水 , 2024(02): 17-21.

[4] 孙玉金, 李作文, 毕施明, 等. 硬管装有机硅密封胶保质期影响因素探讨 [J]. 有机硅材料 , 2021, 35(02): 47-49.

[5] 梁育振, 陈炳耀, 刘志宜, 等. 影响醇型硅酮密封胶保存期的因素探究 [J]. 粘接 , 2024, 51(06): 1-3.

[6] 陈嘉琳 , 乐超凡 , 吴经方 , 等 . 阻燃剂及阻燃整理应用研究进展[J]. 化工新型材料 , 2024, 52(09): 48-53+58 .