偶联剂在中空玻璃密封胶中的应用

       摘要 :介绍了偶联剂在中空玻璃密封胶中的应用 ,其中包括偶联剂分类、偶联剂的结构特征、作用、使用方
法、对密封胶粘接性能的影响及选用的一般原则。
关键词 :偶联剂 ;中空玻璃 ;密封胶 ;粘接
中图分类号 : TQ437 +
. 1　文献标识码 : A 文章编号 : 1001 - 5922 (2005) 02 - 0049 - 02
1　前言
中空玻璃是由两片或多片玻璃以有效支撑均匀隔开并
周边密封 ,使玻璃层间形成有干燥气体空间的制品。它具有
隔热、隔音、防霜雾等特点 ,广泛用于建筑、制冷、交通运输等
行业 ,是一种新型的节能材料。
据资料显示 ,中空玻璃失效的主要原因有 70%以上是由
于其周边密封胶质量不好而引起的漏气、漏水。中空玻璃密
封胶分为热熔型和化学固化型 2种 :热熔型主要为丁基热熔
胶等 ,它主要用于中空玻璃的* 1道密封 ,具有阻止湿气进
入、对玻璃起预定位等作用 ;化学固化型包括聚橡胶、硅酮
胶、胶等 ,它们主要用于中空玻璃的* 2道密封 ,能够
把中空玻璃各部件牢固地粘接在一起 ,保证中空玻璃的使用
寿命。因此 ,影响中空玻璃寿命的关键因素是中空玻璃周边
密封胶性能的好坏。中空玻璃密封胶一般由基础聚合物 (如
聚橡胶、硅橡胶、等 )、增塑剂、补强剂、固化
剂、促进剂、偶联剂等材料构成。偶联剂在密封胶中的含量
虽然不高 ,但其作用却是不可忽视的。偶联剂按化学结构可
分为 :偶联剂、钛酸酯偶联剂、**铬偶联剂、类偶联
剂等等。偶联剂是使用较为普遍的偶联剂。
2　偶联剂的结构特征及作用
偶联剂的化学通式为 RSiX3
, R是非水解基团 (活性
基团 ) , X为水解基团 ,当其水解时 , Si - X转化成 Si - OH,而
Si - OH既可以与其分子中的 Si - OH发生缩合脱水反应形
成 Si - O - Si键结合 ,还可以与某些氧化物 (如氧化铝、氧化
锡 )等反应 ,生成稳定的 Si - O键合 [ 1 ]。由此可见 ,偶联
剂在**物 (密封胶 )和无机物 (玻璃或铝 )之间起桥梁作用 ,
增强界面的粘接性能 ,提高中空玻璃的使用寿命。
3　偶联剂的使用方法
偶联剂在中空玻璃密封胶中通常有 3种使用方法 :
(1)底涂法 :用偶联剂和溶剂配成 0. 5% ～1% (质量分数 )的
溶液 ,喷刷在被粘表面 ,干燥后在玻璃或铝框表面留下均匀
的偶联剂薄层 ; (2)直接加入法 :在密封胶的生产过程中 ,直
接将偶联剂加入到密封胶中 ,依靠分子的扩散作用 ,偶联剂
分子迁移到粘接界面处产生偶联作用 ; (3)兼用法 :先在被粘
表面喷刷底涂液 ,也在密封胶中也加入偶联剂。底涂法工艺
较麻烦 ,兼用法多用于某些表面能低的材料 ,直接加入法用
得较多。
4　偶联剂对中空玻璃密封胶粘接性能的影响
本文以聚胶为例说明偶联剂对中空玻璃密封胶粘接
性能的影响。
4. 1　偶联剂的种类对密封胶粘接性能的影响
Tab. 1 Effec t of diffe ren t co up ling agents o n the
bo nd ing p rope rtie s of sea lan t
表 1　不同偶联剂对密封胶粘接性能的影响 3
偶联剂类型 无偶联剂 钛酸酯类 类
拉伸强度 /MPa 0. 25 0. 35 0. 82
断裂伸长率 /% 45 82 170
破坏类型 界面 混合 内聚
3 参照 GB /T13477 - 2002制成铝 2玻“工 ”型试样 ,下同。
由表 1可以看出 ,密封胶中不加偶联剂时 ,粘接强度小 ,
试样为界面破坏 ;用钛酸酯类偶联剂 ,试样为混合破坏 ,即密
封胶与被粘表面部分粘合 ;选用类偶联剂 ,试样均为内
聚破坏。所以类偶联剂是中空玻璃密封胶使用效果较
好的偶联剂。
4. 2　偶联剂的用量对密封胶粘接性能的影响
从表 2可以看出 :在中空玻璃密封胶中 ,偶联剂的用量
并不是越多越好 ,而是有一个较佳用量。在实际使用时应根
据配方的不同 ,通过实验从综合角度确定偶联剂的较佳加入
量。
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偶联剂在中空玻璃密封胶中的应用 　　　　 　　 　　 ZHANJ IE 2005 , 26 (2 )
Tab. 2 Effect of amount of coup ling agent on the bonding p rope rtie s of sea lant
表 2　偶联剂的用量对密封胶粘接性能的影响
偶联剂质量分数 /% 0. 1 0. 3 0. 5 0. 8 1. 0
拉伸强度 /MPa 0. 25 0. 55 0. 75 0. 84 0. 80
断裂伸长率 / % 58 88 160 146 170
破坏类型 界面 混合 内聚 内聚 内聚
5　选用偶联剂的一般原则
Tab. 3 S uitable silane coup ling agen ts fo r diffe ren t sea lants
表 3　不同密封胶适用的偶联剂
密封胶类型 适用的偶联剂
聚胶 1、2、3、4、6
硅酮胶 3、4、5、7
胶 3、4、5、6
　　注: 1. HSC3H6 Si(OCH3
)
3
-γ2巯**氧基 ; 2. HSC3H6 Si
( OC2H5
)
3
- γ2巯 丙 基 三 乙 氧 基 硅 烷; 3.
CH2
O
CH CH2 OCH2CH2 Si(OCH3
)
3
-γ2[ (2, 3) 2环氧丙氧 ]
**氧基; 4. H2NC3H6 Si (OC2H5
)
3
- γ2氨三乙氧基; 5.
PhNHC3H6 Si(OCH3
)
3
- N2基 2γ2氨**氧基; 6. H2NC2H4
NHC3H6 Si(OCH3
)
3
- N2β2氨乙基 2γ2氨**氧基; 7. Vi Si
(OC2H4OCH3
)
3
-基 2三 2(22甲氧基乙氧基 )。
　　对于不同的被粘材料及不同的胶粘剂 ,选用合适的偶联
剂是至关重要的。一般通过实验进行筛选。如不饱和聚酯
树脂多选用含 CH2 = CMeCOO、V i的偶联剂 ;聚烯烃多选
用含基的 ;使用的橡胶多选用含巯基的
等。另还需考虑材料的组成对偶联剂的敏感程度 [ 2 ]。
必要时可以采用正交实验法选用多种偶联剂并用。不同密
封胶比较适合的偶联剂见表 3。
6　结束语
偶联剂在中空玻璃密封胶中起着举足轻重的作用。在
选择偶联剂时 ,应根据被粘材料的组成及偶联剂对被粘材料
的敏感程度 ,慎重合理地选择合适的偶联剂及偶联剂的较佳
用量和较优加入方法 ,使密封胶与被粘材料达到适当的粘接
效果 ,从而保证中空玻璃的具有长久的使用寿命。
参考文献
[ 1 ]章基凯. **硅材料 [M ]. 北京 :中国物资出版社 , 1999.
[ 2 ]幸松民 ,王一璐. **硅合成工艺及产品应用 [M ]. 北京 :
化学工业出版社 , 2000.
21.8.2