一种醇型防霉密封胶的性能研究

李卿，彭智 瓦克化学（中国）有限公司

摘要：通过与市售酮肟型进口防霉密封胶产品的性能对比研究，介绍了一种醇型防霉密封胶的基本性能、固化类型、理化性能、粘结性能、防霉性能等，旨在为家居装饰领域选择具有健康环保防霉性能的密封胶产品提供指导。研究结果表明，醇型防霉硅酮密封胶产品各方面性能优异，固化过程中析出的是醇类物质，不会对人体造成危害，并可通过GB／T1741-2003的0级防霉认证。

关键词：硅酮密封胶 醇型 酮肟型 健康环保 0级防霉

0 引言
随着人们对家居装潢品质要求的日益提升以及对健康、环保、安全问题的重视，对人体无毒害、对环境友好的各种装饰装修产品逐渐受到青睐。硅酮密封胶在家居装潢中主要起到密封、粘接、防水等作用，如窗框和墙体之间的密封、踢脚线和墙体的勾缝、卫生间洁具的密封等。常用的硅酮密封胶可分为酸性及中性两个大类，中性胶又包含酮肟型及醇型两种。酸性胶固化过程中会产生刺激性气味，不适合在室内环境中使用；目前，酮肟型密封胶以其广泛的粘结性能和相对低廉的价格大量应用于家居装潢领域。然而，近几年酮肟型密封胶的健康环保性能一直备受质疑，其固化过程中析出的甲乙酮肟被欧盟判定为怀疑致癌物质。针对家居装潢这一领域的、具有环保健康以及防菌防霉效果的密封胶，正成为市场之需。
中性醇型防霉密封胶在固化过程中不会散发出对人体有害的物质，是真正健康环保、适用于家居装潢的密封胶产品。目前，国内市场上也存在大量的防霉密封胶产品，但多为酮肟型或酸型产品，与醇型防霉密封胶在防菌防霉、理化、应用、健康环保等多方面性能上都存在一定的差距。本文以WACKER誖SN 醇型防霉硅酮密封胶为例，介绍了该类密封胶产品的基本性能、固化类型、理化性能、粘结性能、防霉性能等，旨在为家居装饰领域选择具有健康环保防霉性能的密封胶产品提供指导。
1 试验部分
1.1 试验样品
WACKER誖SN 醇型防霉硅酮密封胶：瓦克化学；酮肟型防霉密封胶：市售。
1.2 主要设备
邵氏硬度计；万能拉力试验机：Zwick；核磁共振波谱仪：Bruker Avance Ⅲ。
1.3 性能测试
1.3.1 硅酮密封胶外观及固化类型测试
观察密封胶产品的产品包装、外观性能，并利用核磁共振波谱仪确定相关产品的固化类型。具体方法如下：使用甲苯溶剂溶解未固化密封胶产品中的硅烷偶联剂成分，利用核磁共振设备检测出不同类型硅烷偶联剂官能团的出峰位置，并加以量化和确定所检测密封胶产品的固化类型。
1.3.2 硅酮密封胶的理化性能测试
按照GB/T 14683《硅酮建筑密封胶》的相关要求及规定，并通过GB/T 13477《建筑密封材料试验方法》、ISO 8339 《建筑施工—密封胶—拉伸性能测定》、GB/T 531.1《硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法》等测试方法进行密封胶产品表干时间、硬度、拉伸强度、断裂伸长率、模量的测试。
1.3.3 硅酮密封胶的粘结性能测试
粘结性能测试方法：将密封胶打在测试基材上，用刮板刮成4 mm 厚、10 mm 宽的胶条（图1）；试样于温度23 ℃、相对湿度50%环境下放置7 d 后取出，用切刀从胶条与基材粘接面一端切开，拉住切开的胶条延180°方向匀速拉，拉伸速度约50 mm/min，检查胶条与基材间是内聚破坏或是脱粘。测试基材包括玻璃、铝材、不锈钢、ABS、PVC，尺寸规格：100 mm×25 mm×2 mm。
内聚破坏：断裂处在胶条内部，基材上残留胶条相同面积的密封胶，无露底和脱粘现象。说明密封胶与基材的粘结强度大于密封胶本身的强度，粘接效果优异。脱粘：胶条从基材表面脱开，基材上未留有或留有部分有机硅密封胶。
评定方法：内聚破坏（脱粘面积为0%）为等级5；脱粘面积小于等于总面积的20%为等级4；脱粘面积大于总面积20%，小于等于总面积的40%为等级3；脱粘面积大于总面积40%，小于等于总面积的60%为等级2；脱粘面积大于总面积60%，小于等于总面积的80%为等级1；完全脱粘（脱粘面积为100%）为等级0。
1.3.4 硅酮密封胶的防霉性能测试
参照标准GB/T 1741《漆膜耐霉菌性测定法》及ISO 846《微生物作用的评价》进行密封胶防霉性能测定，包括对标准中整体霉菌的防霉功效及对指定霉菌的防霉效果的测定。
2 结果及讨论
2.1 硅酮密封胶外观及固化类型测试
试验选取市面常见的进口防霉密封胶产品，并通过产品包装、外观性能，结合核磁共振波谱仪分析产品的类型特点。试验结果如表1 及图2 所示。

基于表1 中的密封胶产品外观及包装信息，可以发现醇型防霉密封胶具有不充填料、透明澄清、表观靓丽等特点，同时保质期长、产品性能稳定可靠。
进一步分析图2 中的氢谱图可以发现，市售进口防霉产品在1.9 ppm 的单峰信号对应为甲基，2.2ppm 和2.4 ppm 的四重峰以及1.1 ppm 的三重峰对应为乙基，二者结合可以确认丁酮肟基的存在，证明其生产及固化过程中会释放甲乙酮肟这一化学物质。而瓦克防霉胶产品在这几个位置无此类特征波峰，同时在3.6 ppm 和3.8 ppm 处分别出现烷氧基信号，与醇型产品类型一致。可以发现，常见的市售进口防霉密封胶均为脱酮肟型硅酮密封胶，在固化过程中会释放出甲乙酮肟，该物质被欧盟判定为怀疑致癌物质，需要谨慎使用；而醇型防霉密封胶固化过程中析出的是醇类物质，不会对人体造成危害，是真正健康环保的密封胶产品。

2.2 硅酮密封胶的理化性能
硅酮密封胶的表干时间反映其施工操作过程所需的时间及可修补时间，不宜过长也不宜过短。硬度、拉伸强度、断裂伸长率、模量等力学性能数据反应密封胶固化后，对实际使用效果产生的影响。详细测试结果如表2 所示。

如表2 所示，在温度23 ℃、相对湿度50%标准条件下，醇型防霉密封胶表干时间为8 min，既不会由于表干过慢影响施工周期和工作效率，亦不会因表干过快导致没有足够的时间进行表面修整。在力学性能方面，醇型防霉密封胶由于不含填料，自身模量较低，表现出良好的断裂伸长率，适用于建筑结构件与卫生洁具之间的接缝粘接，特别适用于厨房、卫生间等部位的防水密封。
2.3 硅酮密封胶的粘结性能
硅酮密封胶的粘结性能反应其对不同应用领域的粘接基材的适用性及稳定性，以有效避免基材产品腐蚀、脱落现象的产生。粘结性能测试结果如表3 所示。

在温度23 ℃、相对湿度50%标准条件下放置7d 后，使用醇型防霉密封胶粘接的铝、钢、玻璃、塑料等各类基材的试件均表现出优异的粘结性能，无露底、脱粘现象发生。在实际施工中，建议先使用酒精或其他溶剂将基材表面清理干净，避免基材表面涂层、污渍、灰尘等对粘接效果产生影响。
2.4 硅酮密封胶的防霉性能
普通的密封胶通过加入特定的防霉剂后，就具备了防霉功效，可有效防止霉菌滋生。防霉剂的类型和使用方式对最终密封胶的防霉效果也存在很大的影响。以下分别参照国家标准GB/T 1741《漆膜耐霉菌性测定法》和国际标准ISO 846《微生物作用的评价》，对标准中整体霉菌的防霉功效及对指定霉菌的防霉效果进行验证测试。防霉测试结果如图3、表4、表5 所示。

通过以上研究测试可以发现，醇型防霉密封胶具有优异的防霉效果，通过国家标准的0 级评级标准。
对于国际标准中的多种霉菌也具有优异的防霉效果，能有效抑制霉菌生长，密封胶表面无颜色变化、同时无霉菌滋生现象。
3 结论与展望
1）醇型防霉密封胶具有不充填料、透明澄清、表观靓丽等特点，同时保质期长，产品性能稳定可靠。醇型防霉密封胶固化过程中析出的是醇类物质，不会对人体造成危害，是真正健康环保的密封胶产品。
2）在温度23 ℃、相对湿度50%标准条件下，醇型防霉密封胶的表干时间为8 min，既不会影响施工周期和工作效率，也能保证足够的胶面修整时间。同时，醇型防霉密封胶配方中不含填料，自身模量较低，表现出良好的断裂伸长率，适用于建筑结构件与卫生洁具之间的所有接缝粘接。
3）醇型防霉密封胶对铝、钢、玻璃、塑料等各类基材均具有优异的粘结性能，无露底、脱粘现象，可广泛应用于日常生活的场景中。
4）醇型防霉密封胶具有优异的防霉效果，可通过国家标准的0 级评级标准。