ZnOw对硅酮结构密封胶力学性能的影响①

魏宇宏

(宁波市宁乐建筑工程检测有限公司，浙江 宁波 3150420)

0 引言

随着硅酮结构密封胶在建筑幕墙中使用的逐渐广泛，影响相应建筑功能和安全的问题逐渐显现，因此加强对硅酮密封胶力学性能的研究尤为重要.四针状氧化锌晶须(ZnOw)具有非常少的位错，接近一个理想晶体，加入到金属、树脂、陶瓷等基体材料中形成复合材料后，其立体的晶型结构分散在基体中起骨架作用，各向同性地加强基体材料的机械性能[1－6].本文将自制的四针状氧化锌晶须(ZnOw)加入到硅酮结构密封胶中，提高其力学性能高，进而解决了建筑功能和安全方面存在的问题.

1 试验材料及方法

1.1 试样的制备

将实验原料DGM－6018硅酮结构密封胶在(23±2)℃下预先放置24h，将含量为0%，0.1%，0.3%，0.5%，0.7%的 ZnOw加入到硅酮结构密封胶中，经过均匀混合后，按照 GB16776－2005和GB/T13477.8－2002的制作要求，将混合料分别挤注在事先准备好粘结性能模具(空腔大小为50mm×12mm×12mm)和邵氏硬度模具中(空腔大小为130mm×40mm×6.5mm)，每组做5个粘结强度试件，做一个邵氏硬度试件，再温度为(23±2)℃，湿度为(50±5)%标准条件下，粘结性能试件养护28d，邵氏硬度试件养护21d.然后分别测试拉伸粘结强度、伸长率、邵氏硬度等性能.

1.2 性能测试

将养护好的试件用LX－A型邵氏橡胶硬度计做邵氏硬度分析.每个试件测量五点，取其中位数.用WDT－10型微机控制电子万能试验机对拉伸粘结强度、粘结破坏面积和伸长率进行测试，加荷速度为(5－6)mm/min.采用透过印制有1mm×1mm网格线的透明膜片，测量粘结破坏面积较大的面占有的网格数.精确到1格，粘结破坏面积以粘结破坏格数占总格数的百分比表示.

图1 ZnOw含量与邵氏硬度关系曲线

2 试验结果及分析

2.1 ZnOw对硅酮结构密封胶邵氏硬度的影响

对样品进行了邵氏硬度测量，(结果见表1)取每一组数据中位数和ZnOw含量作图如图1.从图1可以看出，随着ZnOw含量的增加，邵氏硬度逐渐增加，当 ZnOw含量为0.5%时，硬度最高54，当ZnOw含量继续增加时，硬度反而下降.这主要时由于随着ZnOw含量的增加，ZnOw在基体中的骨架作用逐渐增强，但是当含量超过临界体积含量后，硅酮结构密封胶和ZnOw不能混合均匀，达到饱和状态，硬化过程中浮于表面，反而使硬度降低.

表1 ZnOw－硅酮结果密封胶力邵氏硬度

2.2 ZnOw对硅酮结构密封胶拉伸粘结性能的影响

对标准养护的试件进行拉伸性能测试，取每组五个试件的平均值如下:

表2 ZnOw－硅酮结构密封胶力学性能

图2 不同样品的伸长率变化图

图3 不同样品化拉伸粘结强度

图2和图3分别是延伸率和拉伸强度与ZnOw含量关系.从图2、图3可以看到随着氧化锌晶须含量增加，样品粘结强度逐渐增加，当ZnOw含量为0.5%时，拉伸粘结强度和伸长率都最高，分别为1.04 MPa和192%，但是当ZnOw含量继续增加时，由于在晶须和硅酮结构胶基体的界面处出现较多的气泡，在拉伸过程中气泡破灭，强度降低.

图4 不同含量ZnOw在硅酮结构密封胶中的分布

图4为不同含量ZnOw分布的硅酮密封胶的扫描电镜图片.图4中(a)～(d)的试样SEM照片中可以看出，当ZnOw含量为0.5%时，能够在基体中充分分散，形成立体网状的骨架结构，极大的提高了基体的力学性能.

3 结论

1)当ZnOw含量为0.5wt%时，样品的邵氏硬度最高为54.2)随ZnOw含量的增加，样品的拉伸粘结强度和伸长率先增大后减小，当ZnOw含量为0.5wt%时，样品的拉伸粘结强度和伸长率都达到最大值，分别为1.04 MPa和192%.3)当ZnOw含量为0.7wt%时，粘结破坏面积最大为3%.

[1]M.J.Blissett，P.A.Smith，J.A.Yeomans.Flexural MechanicalProperties of Thermally Treated and Cross－ply Nicalon－reinforced Calcium Aluminosilicate Compositeunidirectional Ans[J].Jouranal of Materials Science，1998，33:4181－4190.

[2]彭曙光.四针状氧化锌晶须的生产和市场[J].有色冶炼，2003，(3):16－19.

[3]周祚万，楚珑晟，雷强.氧化锌晶须在树脂基复合材料中的应用[J].化工新型材料，2001，29(9):45－48.

[4]张再昌，周祚万.氧化锌晶须(ZnOw)在功能橡胶材料中的应用[J].功能材料增刊，2001，10:1263－1265.

[5]田雅娟，杨东梅，陈尔凡.四脚状氧化锌晶须增强尼龙6复合材料的研究[J].塑料工业，2002，30(5):32－34.

[6]周祚万，樊建强，张再昌，李冬.氧化锌晶须改善轮胎胎面胶耐磨性能的研究[J].轮胎工业，2002，8(22):481－483.