详细介绍
胶粘剂与密封胶的失效分两种:界面型与本体型,硅烷只处理界面型。这一篇按参数口径写:给出牌号与化学结构的对照关系、规格项目与对应测试方法,以及按胶料总量折算的用量区间。对照牌号取 KH-550(3-氨丙基三乙氧基硅烷,CAS 919-30-2)。文中牌号、CAS、分子量、EC 号逐条列出,可直接抄进技术文件。
胶层拉伸断在中间、断面干净,这是本体强度不足,换树脂或增粘体系才有用。胶层从基材上整片揭下、断面留下胶膜,这属于界面型,硅烷在这里才起作用。技术文件里先写清判定方法,再谈加多少份。
判定按两片试片做:一组按现行配方,一组按本文第五节的比例补硅烷。两组的破坏面位置、剥离力数值、水煮后的保持率一起记录,差异落在哪一项上,问题就定位在哪一项。
下表按牌号给出化学名称、分子式、CAS、EC、分子量与对应应用。写文件时按这一列对应关系抄,不要按记忆填 CAS 号。
| 牌号 | 化学名称 | 分子式 | CAS | EC | 分子量 | 对应应用 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| KH-550 | 3-氨丙基三乙氧基硅烷 | C9H23NO3Si | 919-30-2 | 213-048-4 | 221.37 | 玻纤、填料、铸造、橡胶、树脂、塑料、胶粘剂、涂料 |
| KH-540 | 3-氨丙基三甲氧基硅烷 | C6H17NO3Si | 13822-56-5 | 237-511-5 | 179.29 | 玻纤、填料、铸造、胶粘剂、涂料 |
| KH-792 | 3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷 | C8H22N2O3Si | 1760-24-3 | 217-164-6 | 222.36 | 玻纤、填料、铸造、树脂、塑料、胶粘剂、涂料 |
| KH-602 | N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷 | C8H22N2O2Si | 3069-29-2 | 221-336-6 | 206.36 | 填料、铸造、树脂、胶粘剂、涂料 |
| KH-560 | 3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷 | C9H20O5Si | 2530-83-8 | 219-784-2 | 236.34 | 玻纤、填料、树脂、胶粘剂、涂料 |
| A-186 | β-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷 | C11H22O4Si | 3388-04-3 | 222-217-1 | 246.38 | 玻纤、树脂、密封胶、涂料、铸造 |
| A-1170 | 双-(3-三甲氧基硅丙基)胺 | C12H31NO6Si2 | 82985-35-1 | 280-084-5 | 341.55 | 玻纤、填料、胶粘剂、涂料 |
| EB-35 | 3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷 | C7H15NO4Si | 15396-00-6 | 239-415-9 | 205.2 | 密封胶、树脂改性、交联剂 |
| EB-25 | 3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷 | C10H21NO4Si | 24801-88-5 | 246-467-6 | 247.38 | 密封胶、树脂改性、交联剂 |
KH-902、A-1171 也常出现在同类胶粘剂配方的备选清单里,与上表牌号同属氨基层面。EB-1100 属氨基硅烷低聚物;EB-1146 则是双氨基硅烷低聚物。两者没有单一 CAS 与分子式,按第七节的口径处理。
规格项目与测试方法的对应关系如下。指标栏里凡写「随牌号」的,数值以随货 COA 为准,引用时连同批号一起写。
| 项目 | 指标 | 测试方法 |
|---|---|---|
| 外观 | 无色至浅黄色透明液体,无机械杂质 | 取 10 mL 注入比色管目视 |
| 密度 | 随牌号标称,25 ℃ | GB/T 2540 密度计法 |
| 运动黏度 | 随牌号标称,25 ℃ | GB/T 10227 运动黏度法 |
| 折射率 | 随牌号标称,25 ℃ | GB/T 23884 折射率法 |
| 闪点 | 单体型随牌号标称 | GB/T 5676 闭口闪点法 |
| 有效含量 | 单体型随牌号标称;低聚物给固含量实测值 | 氨基类氮含量滴定,环氧基类环氧值滴定 |
| 固含量 | 低聚物按实测给值 | 105 ℃ 烘干至恒重,按失重计 |
| 水分 | 随牌号标称上限 | 卡氏滴定法 |
| 胶层—基材剥离强度 | 硅烷组与空白组的差值 | GB/T 2790,破坏面在界面记为界面破坏 |
| 耐水煮后强度保持率 | 处理后强度除以未处理强度 | 同条件水煮后测剥离强度,比值按百分数记 |
盐雾与划格这两项在金属前处理体系里用得多,对应方法见另一篇同主题文章。
官能团决定它参与哪一段反应。氨基与基材表面的羟基形成化学连接,环氧基参与环氧树脂的固化,异氰酸酯基与配方中的 —NH、—OH 直接成网。按体系挂牌号时,先看体系里有哪类基团,再定牌号。
| 胶种或体系 | 体系内可反应基团 | 对应牌号 |
|---|---|---|
| 硅酮密封胶、中性胶 | 羟基、环氧基 | KH-550、KH-540、KH-792、KH-602、A-1170 |
| 环氧结构胶 | 环氧基、羟基 | KH-560、A-186 |
| 聚氨酯与双组分体系 | —NH、—OH | EB-35、EB-25 |
| 低 VOC 硅酮体系 | 羟基 | EB-1100、EB-1146 |
| 填缝与填料体系 | 视基材 | EP 系列交联剂 |
双氨基牌号含两个氮,份数不按单氨基的经验值套,按氨基当量折算。异氰酸酯基的 EB-35 与 EB-25 参与成网,份数与增粘用途的档位不重合。
用量按胶料总量折算,不按填料质量折算,两者差一个数量级,写文件时要注明基数。常规区间落在 0.3%~1.5%;充当增粘角色时取 0.5%~1%。
折算举例:以 1 t 胶料为基数,投 3~15 kg 硅烷;按增粘档取 5~10 kg。配方里另有填料或着色剂的,基数仍取胶料总量,不含填料。
技术文件里做进口牌号替换时(对照 Dynasylan、KBM、A 系列编号),按四项对齐:CAS 号、官能团、水解基团、分子量。四项都对应才算同结构替换。
| 核对项 | 对齐标准 | 不对齐时怎么处理 |
|---|---|---|
| CAS 号 | 逐位相同 | CAS 不一致即判定为不同结构,不做替换 |
| 官能团 | 氨基数、环氧基、异氰酸酯基类型一致 | 参与反应的基团变了,需重做小试 |
| 水解基团 | 甲氧基或乙氧基一致 | 反应速率与存放稳定性变化,按新牌号重定工艺 |
| 分子量 | 与牌号标称值一致 | 差异大时核对纯度,再看是否含低聚成分 |
EB-1100 与 EB-1146 都是同官能度单体的缩合产物,没有单一分子结构,因此 CAS、EC、分子式、分子量四栏按 N.A. 处理。技术文件里改用三项替代:固含量(105 ℃ 恒重失重)、25 ℃ 黏度、实测有效含量。随货文件给这三项数值,批号随数值一起引用。
低聚物路线在低 VOC 与耐水方面有优势,与单体型相比不需预水解,工序少一道;份数与单体型方案不同,换路线时重做梯度,不按原份数等量换算。
按 N.A. 填,并在附注里写明替代指标:105 ℃ 固含量、25 ℃ 黏度、实测有效含量三项。两者都是缩合产物,没有单一分子结构。
不是两个概念。固含量指烘至恒重的失重比例,反映缩合程度;有效含量指能参与反应的官能团比例。氨基类按氮含量滴定算,环氧基类按环氧值滴定算。
做平行对照。一组按现行配方,一组按胶料总量 0.5% 补硅烷,其他条件不动,破坏面记清楚是界面还是本体。两组的差值才能归到硅烷。
按四项核对:CAS、官能团、水解基团、分子量。两者 CAS 不同(3388-04-3 与 2530-83-8),环氧基开环速率与固化匹配性不同,替换后要重做固化窗口与小试。
CAS 对不上就判定为不同结构,停在这一步,不要按水解基团相近继续推。回到官能团一层重新选牌号,并把这条判据写进替换记录。
不能留空。「随牌号」在文件里等于没写,按随货 COA 的实测值填,并附批号。COA 上没有的项目,标出试验方法,留待送样检测补齐。
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