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觸變性是密封膠的重要性能之一，多數(shù)膏體密封膠在易于攪拌的同時(shí)，往往伴隨著施工流墜的困擾，尤其是在建筑立體結(jié)構(gòu)或仰面作業(yè)時(shí)，密封膠容易受重力作用而從構(gòu)件（詞條“構(gòu)件”由行業(yè)大百科提供）流出，不僅污染了基材，也造成膠體的浪費(fèi)。觸變性良好的密封膠，類(lèi)似牙膏，在施膠時(shí)容易擠出，經(jīng)過(guò)修整后能填滿(mǎn)膠縫，并停留在膠縫里，不流掛或流淌，保持外觀整潔與美觀。總體來(lái)看，觸變性好的密封膠能夠加速施工進(jìn)程，對(duì)提高勞動(dòng)效率，減少施工工期有明顯的良好效果。
什么是觸變性?
觸變性，是指膠體在一定的剪切速率作用下，其剪應(yīng)力隨時(shí)間延長(zhǎng)而減小的特性。
具體表現(xiàn)為：
①使用攪動(dòng)時(shí)，膠體粘度下降，便于攪拌和施工;
②施膠后，膠體粘度增大，具有良好的塑形效果，不易流淌。
通常觸變性的形成主要存在以下三種方式：
1、通過(guò)形成氫鍵而起作用，也是最常見(jiàn)的方式。該類(lèi)觸變劑通常為氣相二氧化硅，氣相二氧化硅分為單個(gè)未受干擾的自由粒子和以多個(gè)粒子連接在一起的聚集態(tài)。由于二氧化硅表面含有大量的-Si-OH，大部分通過(guò)形成氫鍵以聚集態(tài)的方式存在，硅羥基的鍵合在油性體系中極易形成三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在剪切力（詞條“剪切力”由行業(yè)大百科提供）作用下破壞，表現(xiàn)為粘度下降，體系恢復(fù)良好的流動(dòng)性;當(dāng)剪切力消除后三維結(jié)構(gòu)會(huì)自行恢復(fù)粘度上升。
2、填料與表面改性劑的相互作用。表面改性劑除提供化學(xué)能幫助填料分散外，通過(guò)極性基團(tuán)之間的相互作用形成凝膠（詞條“凝膠”由行業(yè)大百科提供）結(jié)構(gòu)。而填料表面上的烴鏈通過(guò)其較強(qiáng)的溶劑化能力而使得體系增稠并產(chǎn)生觸變效應(yīng)，在外力作用下，此結(jié)構(gòu)破壞的同時(shí)粘度降低，而外力消除則恢復(fù)原來(lái)的粘度和結(jié)構(gòu)。
③通過(guò)分散、活化，被溶脹的長(zhǎng)鏈相互纏繞而具有觸變性。該類(lèi)常見(jiàn)的觸變劑為聚酰胺蠟、蓖麻油衍生物等，其通過(guò)大分子鏈之間的相互纏繞形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而具有觸變性。受剪切時(shí)，纏繞的分子鏈被拉開(kāi)，粘度降低;當(dāng)剪切停止時(shí)，大分子鏈又重新纏繞而致粘度上升。由于這種新纏繞的過(guò)程相對(duì)緩慢，因此粘度恢復(fù)的速度也較慢，有較長(zhǎng)時(shí)間給予濕膜流動(dòng)和流平，但又不會(huì)導(dǎo)致流掛失控。通常一個(gè)體系的觸變性往往是通過(guò)以上多種因素共同作用而成。
同理，觸變性在建筑硅酮密封膠中也具有非常重要的作用，它直接影響到其施工性能。良好的施工性能，在提高工作效率的同時(shí)，也給施工工人帶來(lái)了美好的工作體驗(yàn)。
硅酮密封膠是以線性聚有機(jī)硅氧烷為基礎(chǔ)聚合物，通過(guò)添加補(bǔ)強(qiáng)粉體、偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、催化劑（詞條“催化劑”由行業(yè)大百科提供）等各種助劑混合制備而成，與空氣中的濕氣接觸后，在室溫下交聯(lián)固化成彈性體。其中填料質(zhì)量占比適配(約50-60%)，有利于硅酮密封膠觸變性的初步調(diào)節(jié)。
硅酮密封膠行業(yè)內(nèi)最普遍使用的補(bǔ)強(qiáng)填料為改性碳酸鈣，根據(jù)顆粒大小，分為納米碳酸鈣和重鈣。本文通過(guò)分別添加相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的塊狀納米碳酸鈣、類(lèi)球形納米碳酸鈣及重鈣作為補(bǔ)強(qiáng)填料(表面形貌見(jiàn)圖1)，探索其對(duì)硅酮密封膠觸變性的影響。觸變性在行業(yè)內(nèi)通常采用下垂度和擠出性來(lái)衡量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1。
圖1 塊狀納米碳酸鈣(左)、類(lèi)球形納米碳酸鈣(中)及重鈣(右)電鏡圖
表1 不同類(lèi)型碳酸鈣對(duì)硅酮密封膠下垂度和擠出性的影響
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填料種類(lèi) |
下垂度 |
擠出性/s |
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水平放置 |
垂直放置 |
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塊狀納米碳酸鈣 |
不變形 |
<1 |
15 |
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類(lèi)球形納米碳酸鈣 |
不變形 |
2 |
<10 |
|
重鈣 |
流淌 |
>3 |
<4 |
其中：下垂度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)參考：《GB/T 13477.6-2002建筑密封材料試驗(yàn)方法第6部分:流動(dòng)性的測(cè)定》;擠出性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)參考：GB/T 16776-2005《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》。
從表1可以看出，只有類(lèi)球形納米碳酸鈣的下垂度及擠出性同時(shí)滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)要求，其中下垂度：塊狀納米碳酸鈣<類(lèi)球形納米碳酸鈣<重鈣;塑形性：塊狀納米碳酸鈣>類(lèi)球形納米碳酸鈣>重鈣。這主要是因?yàn)閴K狀納米碳酸鈣的徑厚比大于類(lèi)球形，塊狀納米碳酸鈣之間的搭接為面與面的橋接，類(lèi)球形納米碳酸鈣之間的搭接為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的接觸，以填料為作用位點(diǎn)，在表面改性劑相互作用下，分子間的作用力驟升，表現(xiàn)為塑形性;同理破壞該結(jié)構(gòu)的作用力也更大，表現(xiàn)為塊狀納米碳酸鈣的擠出性<類(lèi)球形納米碳酸鈣<重鈣。由此可知，塊狀納米碳酸鈣在塑性效果優(yōu)良的情況下，同時(shí)也伴隨著增稠現(xiàn)象。
因此一款性能優(yōu)良的硅酮密封膠，往往需要從各個(gè)角度去平衡各項(xiàng)性能，根據(jù)客戶(hù)的需求，設(shè)計(jì)出性能優(yōu)異的產(chǎn)品。
