引言
硅酮密封胶因其优异的粘结密封性、无臭味、宽广的使用温度范围、在苛刻环境中能保持良好的物理性能及耐老化性能，且使用方便，被广泛地应用于建筑幕墙（词条“建筑幕墙”由行业大百科提供）、石材、门窗和中空玻璃领域。国内目前生产石材用硅酮密封胶的厂家很多，国内外高、中、低档产品在市场中竞争激烈。密封胶主要用于接缝的密封，对弹性要求较高，对强度没有要求。理论上讲，只要接缝设计得当，并不一定要选择位移能力高的密封胶。但是由于实际工程中可能存在较大的偏差，导致局部胶缝过窄，这些部位的密封胶若无法满足接缝的变形（词条“变形”由行业大百科提供），其位移能力以及在大变位的反复作用下对基材的粘结能力达不到要求，一段时间后就会发生开裂、漏水等问题。因此，实际工程中选用位移能力较高的密封胶，具有优良的、持久的水密和气密性能，可以降低日后出现渗漏的概率。所以开发高位移能力密封胶具有重要的意义。本文的高位移能力石材用硅酮密封胶是以不同粘度α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷配合使用，含甲基（词条“甲基”由行业大百科提供）型、乙烯基型和苯基型酮肟基硅烷为交联剂，通过选取合适的纳米活性轻质碳酸钙，对各组分的优化配比，研制成功了各项性能优异的石材用硅酮密封胶。
1 实验部分
1.1 实验原料
107(α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷)，工业级，美国道康宁公司;含甲基型酮肟基硅烷、含乙烯型酮肟基硅烷、含苯基型酮肟基硅烷，自制;二月桂酸二丁基锡，工业级，德国高施米特化工有限公司;纳米活性轻质碳酸钙 THIXO-CARB500，工业级，美国特种矿物有限公司JT1;纳米活性轻质碳酸钙，工业级，日本丸尾碳酸钙工业株式会社JT2;纳米活性轻质碳酸钙，工业级，湖北凯龙化工集团股份有限公司JT3;γ-氨丙基三乙氧基硅烷，分析纯，浙江沸点化工有限公司。
1.2 高位移能力石材用硅酮密封胶的配制和试样的制备
在室温下，将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和纳米活性轻质碳酸钙按一定比例混合，在捏合机中真空共混脱水;再在行星式搅拌机中加入计量的交联剂、催化剂和其他助剂;室温固化得到单组分高位移能力石材用硅酮密封胶，制成试样，进行各项性能测试。
1.3 性能测试
按GB/ T 13477.4-2002标准测定试样的挤出性。按GB/ T 13477.5-2002标准测定试样的表干时间，基材选用玻璃板。按GB/ T 13477.6-2002标准测定试样的下垂度，基材选用非阳极氧化铝合金槽。按GB/ T 13477.8-2002标准在花岗石上测定试样的拉伸模量。按GB/ T 13477.10-2002在花岗石上测定试样的定伸粘结性。按GB/ T 13477.11-2002在花岗石上测定试样的浸水后粘结性。按GB/ T 13477.13-2002在花岗石上测定试样的冷拉热压后粘结性。按GB/ T 13477.17-2002标准测定试样的弹性恢复率，基材选用U型铝（词条“铝”由行业大百科提供）条。按GB/ T 13477.19-2002标准测定试样的质量损失率，基材选用金属环。按GB/ T 23261-2009标准测定试样的污染性，基材选用白色大理石（词条“大理石”由行业大百科提供）。
2 结果与讨论
2.1 不同α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷配比对密封胶性能的影响
基胶的选择对密封胶的挤出性、弹性恢复率、拉伸模量和定伸粘结性(150%)等性能有较大影响，将粘度30Pa·s的107基胶A、粘度10Pa·s的107基胶B和粘度3000mPa·s的107基胶C按质量比复配，调节基础聚合物的粘度。
注：107基胶用量100份，纳米活性轻质碳酸钙用量80份，交联剂用量0.2份，二月桂酸二丁基锡适量，γ-氨丙基三乙氧基硅烷用量1份。
由表1发现，随着B和C两种107基胶加入量的逐渐增加，密封胶的粘度由30Pa·s逐渐降至22Pa·s。从表中可以看出，当仅有107基胶A时，密封胶的弹性恢复率和拉伸模量都较低，分别仅为68%和0.45MPa;B和C两种107基胶的加入，使得密封胶的弹性恢复率开始出现上升趋势，拉伸模量也随之增加，当A:B:C=100:20:5时，密封胶的弹性恢复率提升至最高点，为87%;这是由于较小粘度的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷用量越多，羟基含量越多，交联点越多，集中交联效应越明显，交联网络的进一步增强可以提高密封胶的拉伸模量，这也有助于密封胶的弹性恢复。然而随着加入量的进一步增加，当A:B:C=100:20:10时，拉伸模量进一步增加至0.7MPa，而弹性恢复率却发生下降，下降至82%，甚至在A:B:C=100:30:5和100:30:10时，密封胶无法达到定伸粘结性(150%) 的指标;这是由于交联密度越高，越易限制聚硅氧烷分子链间的自由滑动，分子链变得更僵硬，分子链间的自由体积随之减少[3]，无法满足定伸粘结性(150%) 的要求，也就是拉伸模量太高不利于密封胶弹性恢复率的提高。当A:B:C=100:20:5复配时，密封胶经定伸粘结性(150%) 测试后无破坏，达到最佳的弹性恢复率为87%，拉伸模量为0.6MPa。107基胶粘度越小，其分子量越小，虽然加入了小分子量的107基胶，但是固化较为完全，无小分子物质渗出，不污染石材。
2.2 纳米活性轻质碳酸钙对密封胶性能的影响
注：粘度30Pa·s、粘度10Pa·s和粘度3000mPa·s的107基胶按质量比100:20:5复配作为基础聚合物，107基胶用量100份，纳米活性轻质碳酸钙用量80份，交联剂用量0.2份，二月桂酸二丁基锡适量，γ-氨丙基三乙氧基硅烷用量1份。
对比三种纳米活性轻质碳酸钙对密封胶性能的影响，通过表2可以看出，三种填料均能给予密封胶很好的触变性，JT1的各项性能最优。添加JT1和JT2两种类型的填料后，密封胶的表观好，JT3这款国产的填料会使密封胶表观变差，且挤出性也变差。这是由于纳米活性轻质碳酸钙通过表面改性，纳米活性轻质碳酸钙能与有机聚合物具有良好的相容性。而JT3与107基胶的相容性差，且含水量高。活性纳米轻质碳酸钙的含水量对单组份湿气固化的密封胶有很大影响。活性纳米轻质碳酸钙经过表面包覆改性，经过高温真空脱水，仍有一部分的水分很难除尽，这些水分在后期会缓慢的释放，使得产品的粘度变大，挤出性变差。相比其他两种填料，JT3的增强效果也较差，未能达到国家标准所要求的定伸粘结性(150%) 不破坏。而含填料JT1的密封胶有最好的弹性恢复率(90%)，居次位的是含填料JT2(87%)，但考虑到填料JT2在成本上相比填料JT1要有一定优势。因此最终选择JT2作为本体系的填料。
2.3 交联剂对密封胶性能的影响
将含甲基型酮肟基硅烷MOS、含乙烯型酮肟基硅烷VOS与含苯基型酮肟基硅烷POS复配，以0.2份添加至基胶内，表3为交联剂并用对密封胶性能的影响。
注：粘度30Pa·s、粘度10Pa·s和粘度3000mPa·s的107基胶按质量比100:20:5复配作为基础聚合物，107基胶用量100份，纳米活性轻质碳酸钙用量80份，交联剂用量0.2份，二月桂酸二丁基锡适量，γ-氨丙基三乙氧基硅烷用量1份。
由表3发现，随着交联剂VOS加入量的逐渐增加，密封胶的表干时间逐渐缩短，这是由于含乙烯型酮肟基硅烷的缩合交联活性较高。从表中可以看出，当仅有交联剂MOS时，密封胶在硫化过程容易产生开裂，即使添加了增粘剂（词条“增粘剂”由行业大百科提供）γ-氨丙基三乙氧基硅烷，仍不能达到定伸粘结性(150%) 的要求。VOS和POS两种类型的交联剂的加入，使得密封胶能达到定伸粘结性(150%) 的要求，其弹性恢复率也开始出现上升趋势，当MOS:VOS:POS=100:40:30时，密封胶的弹性恢复率提升至最高点，为89%。首先，在大变位的反复作用下，密封胶更应保证对被粘基材有良好的粘结性能，含苯基型酮肟基硅烷，可以改善对接触基材的粘接（词条“粘接”由行业大百科提供）性[1]，可以改善密封胶的定伸粘结性(150%) 。另外含乙烯型酮肟基硅烷VOS的缩合交联活性较高，与含甲基型酮肟基硅烷MOS并用可以防止脱酮肟型单组份密封件在硫化过程产生开裂，交联度的适度增加可以提高密封胶的拉伸模量，这也有助于密封胶的弹性恢复。然而随着加入量的进一步增加，当MOS:VOS:POS=100:60:30时，拉伸模量进一步增加至0.74MPa，而弹性恢复率却发生下降，下降至77%;这是由于交联密度（词条“密度”由行业大百科提供）越高，越易限制聚硅氧烷分子链间的自由滑动，分子链变得更僵硬，不利于密封胶弹性恢复率的提高。当MOS:VOS:POS=100:40:30复配时，密封胶经定伸粘结性(150%) 测试后无破坏，达到最佳的弹性恢复率为89%，拉伸模量为0.62MPa，污染性为0mm。
2.4 性能指标
由表4可看出，制得的高位移能力石材用硅酮密封胶的性能符合GB/T 23261-2009的标准要求。
3 结论
粘度30Pa·s、粘度10Pa·s和粘度3000mPa·s的107基胶按质量比100:20:5复配作为基础聚合物，含甲基型酮肟基硅烷、含乙烯型酮肟基硅烷与含苯基型酮肟基硅烷按质量比100:40:30复配作为交联剂，填料纳米活性轻质碳酸钙选用JT2，此时石材用硅酮密封胶经定伸粘结性(150%) 测试后无破坏，弹性恢复率为89%，拉伸模量为0.62MPa，下垂度为0mm，挤出性为424ml/min，表干时间为2h，污染性为0mm，位移能力达50级，符合GB/T 23261-2009的标准要求。
参考文献
[1] 黄文润. 液体硅橡胶（词条“液体硅橡胶”由行业大百科提供）[M]. 成都, 四川科学技术出版社, 2009.
[2] 曾容, 张冠琦. 硅酮建筑密封胶应用过程常见问题分析 [J]. 中国建筑防水, 2012 (21): 18-24.
[3] 章坚, 叶全明. 乙烯基含量对加成型硅橡胶性能的影响[J]. 有机硅材料, 2008, 22(5): 286-289.
