户外显示屏边框、光伏组件边沿、车灯尾灯这些地方,用的密封胶多半是硅橡胶。为什么偏偏是它?很多人知道它耐晒,但说不出个所以然。户外密封材料怎么选、耐候这一项到底要看什么、注意什么,今天就从结构上把硅橡胶耐候性能这几件事掰扯清楚,耐晒、耐温、耐老化是怎么来的,你以后选密封材料心里就有底了。

一、关键在主链:硅氧键不容易被紫外线打断

常见的有机胶,主链是碳碳键连起来的。紫外线、臭氧这类东西,能量刚好能打断碳碳键,胶被打断的地方多了,就会发黄、粉化、开裂。普通有机胶在户外日晒雨淋,撑不了太长时间,根子就在这。

硅橡胶的主链不一样,是硅氧键交联成的结构。硅氧键的键能大约452 kJ/mol(参考值),比碳碳键的346 kJ/mol(参考值)高出一截,紫外线的能量打不动它。主链稳住了,侧链上那点变化影响就有限,所以硅橡胶在户外长期日晒,颜色和弹性都掉得慢。

行业里常见做法是,户外密封也用普通胶,图个便宜先装上再说。更合适的做法是,日晒雨淋的部位一开始就定硅橡胶。为什么呢?普通胶在户外老化是结构性问题,不是多打一层胶能盖住的,返工一次的人工比材料差价贵得多。

这里说的耐候是一组能力的合称,耐紫外线、耐臭氧、耐湿热、耐温度循环,缺一块都会在户外露馅。有些胶单项数据好看,拿到户外几个变量叠一起就不行了。所以看耐候别只问耐不耐晒,把晒、淋、冻、热四个变量都列出来,再对胶的口径,这样选出来的才靠得住。

排查下来就是胶被紫外线打断了链。后来缝里改用硅橡胶,其他工艺没动,渗水投诉就停了。

像广州、珠三角这类湿热时间长的地方,海边和化工区的工况还要再苛刻一档。盐雾会顺着老化的胶缝往里钻,酸雾对有机链的腐蚀更快。换成硅橡胶,加上把接缝宽度留够,这个差距就明显拉开了。选型前把安装地点的环境报清楚,平原、沿海、化工区,对胶的要求不是一回事。

二、耐温度变化,靠的是低玻璃化温度

硅橡胶耐候还有另一层,耐高低温和耐温度循环。它的使用温度大致在零下60到200℃(参考值)之间都能保持弹性,低温不发脆,高温不软化。

温度循环才是真考验。白天晒热、晚上降温,被粘的两种材料热胀冷缩幅度不一样,胶层天天被反复拉压。普通胶在这种反复拉扯下容易疲劳开裂,硅橡胶弹性模量低,能跟着变形把应力散掉,这是它跟很多胶种拉开差距的地方。

行业里常见做法是选胶只看常温数据。更合适的做法是拿高低温循环后的状态做依据,让胶在反复拉压里走一段时间再看。为什么呢?常温数据好看,不代表经得起温度循环,户外件的老化都是循环一天天攒出来的。

换成硅橡胶之后,高温下弹性保持得住,脆化脱落的问题就压住了。

冷热两端都要看是硅橡胶的另一层意思。冷库里用的密封件,普通胶低温下发硬失去弹性,关门一撞就漏风。硅橡胶在低温下还是软的,回弹在。高温看上限、低温看下限,两头都对上,这个胶才算选对。

三、用硅橡胶还要注意什么

  • - 分清加成型和缩合型:缩合型固化时会有小分子副产物,封装精密电子件前要确认会不会腐蚀触点;加成型副产物少,适合密闭空间灌封。
  • - 表面处理别省:硅橡胶对油污敏感,涂之前把表面擦干净,附着力才稳。
  • - 拉伸部位留厚度:接缝密封要留够胶层厚度,一般1毫米以上(参考值),太薄的胶层跟着变形容易撕开。
  • - 工具分开用:用过别的胶的工具再碰硅橡胶,容易固化异常,刮刀搅拌棒都单配。
  • - 固化看透没透:缩合型靠吸收空气里的水分固化,深缝里的胶干得慢,别表面结皮了就当固化完了。
  • - 灌封别贪厚:一次灌太厚,深层固化慢还容易留气泡,深腔灌封分两三次走,每层固化了再灌下一层。
  • - 附着力有限制:硅橡胶对部分塑料的粘附一般,长期受力的接缝,结构上要靠机械压条配合,别全指望胶层受力。
  • - 颜色和透明度的取舍:透明型好看,但有些填料加进去耐候更稳,外观要求高的部位先确认颜色对老化的影响。
  • - 车间施工留够固化时间:装配前确认胶层完全固化到位,剪切强度要等全固之后再测,赶工容易在界面上留下隐患。

还有一点容易忽略,硅橡胶的耐候好,不代表粘接界面也耐候。日晒部位水汽进出,先老化起来的往往是胶和基材交界的那一圈。所以户外接缝施工时,界面清洁和底涂比常温室内更不能省,这步做扎实了,硅橡胶的长寿命才能兑现。

施工温度也得看季节。缩合型硅橡胶靠湿气固化,冬天干燥低温固化慢,夏天高温固化快,表干时间能差出好几倍(参考值)。排产的时候把季节算进去,冬天别照夏天的节奏去拆模具上件,多留半天到一天(参考值),接缝的稳定性完全不一样。

广州炬牛胶粘材料有限公司主营502胶水、瞬干胶、硅酮密封胶、UV胶、环氧AB胶、厌氧胶、热熔胶和结构胶。硅橡胶这块,脱醇型、加成型都有,户外密封、电子灌封、高温部位都能按工况对上型号。

合作方式很直接。你把使用部位、日晒温度区间和基材报过来,当天给选型方案,48小时内寄样实测。户外件建议先寄一段实物接缝来打样,试出来的耐候表现比参数表直观。批量大或者工况杂的,可以把几个部位的工况一起报,一次把型号配齐,免得不同部位东一榔头西一棒子。

选型这事,老板在胶水这行做选型,知道哪类工况该上硅橡胶、哪类用了反而浪费。你把使用环境讲明白,剩下的交给实测。

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