淺談建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的功能及質(zhì)量要求
【關(guān)鍵詞】硅酮結(jié)構(gòu)密封膠；粘結(jié)；密封；幕墻。
隨著我國城市建設(shè)快速發(fā)展，采用裝飾幕墻的建筑大量涌現(xiàn)，建筑用硅酮密封膠作為幕墻工程的主要粘結(jié)材料已被廣泛使用。近年來隨著需求量的不斷增加，國內(nèi)生產(chǎn)硅酮建筑密封膠的企業(yè)越來越多，相應(yīng)品種、產(chǎn)量也在大大增加。而正確了解和把握硅酮建筑密封膠產(chǎn)品的性能和使用要求，加強(qiáng)對(duì)施工前硅酮建筑密封膠與配套鋁型材、玻璃等材料的相容性檢測，對(duì)保證幕墻工程的施工質(zhì)量十分必要。
建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的功能特點(diǎn)
我們目前接觸的建筑用硅酮密封膠產(chǎn)品一般統(tǒng)稱為硅酮密封膠，主要包括硅酮密封膠（俗稱為耐候密封膠）和硅酮結(jié)構(gòu)密封膠兩類。它們有許多性能要求是相似的，如優(yōu)異的粘結(jié)性能、良好的彈性、耐氣候老化、耐紫外線、耐臭氧、耐水等。但硅酮密封膠更強(qiáng)調(diào)耐氣候老化性能、耐紫外線、耐高低溫性能，良好的位移能力，主要是起嵌縫、密封、堵漏等作用，適用于幕墻、門窗和機(jī)場跑道、高速公路以及其它道路和橋梁等工程的接縫密封；而硅酮結(jié)構(gòu)密封膠則更強(qiáng)調(diào)的是強(qiáng)度、延伸性、粘結(jié)性等力學(xué)性能，在結(jié)構(gòu)裝配中承受以結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為主要功能的彈性粘結(jié)，起到結(jié)構(gòu)粘結(jié)的作用。主要用于玻璃幕墻中結(jié)構(gòu)部位需要粘結(jié)的場合，如隱框玻璃幕墻中玻璃與鋁框的粘結(jié)、全玻幕墻中玻璃板塊與玻璃肋之間的粘結(jié)、以及中空玻璃的二道粘結(jié)密封等。
從產(chǎn)品的化學(xué)性質(zhì)上，硅酮密封膠又分為酸性膠、中性膠。酸性密封膠容易引起金屬腐蝕、混凝土酸化，但對(duì)玻璃具有良好的粘接性；而中性膠對(duì)任何材料都無腐蝕性，目前建筑行業(yè)主要用的是中性硅酮密封膠。中性硅酮密封膠的使用范圍已經(jīng)非常廣泛，除建筑行業(yè)外，亦用于機(jī)械制造、電子電器、精密儀器等行業(yè)的防水、防潮、防塵密封；機(jī)場、道路、橋梁等（需要低模量高位移場合的）的嵌縫密封；以及宇宙飛船、衛(wèi)星上的密封等。中性硅酮密封膠的主要特點(diǎn)：高溫穩(wěn)定，低溫柔軟，彈性好，同玻璃、鋁材、石材等大部分建筑材料具有優(yōu)良穩(wěn)定的粘接性能，最顯著的特點(diǎn)就是優(yōu)異的耐高低溫性能，固化后在－30℃的低溫下仍不會(huì)變脆、硬化或開裂，在+90℃高溫下不會(huì)變軟，降解，始終保持良好的強(qiáng)度和彈性，有資料顯示，高質(zhì)量的硅酮密封膠在通常氣候條件下的使用壽命可達(dá)50年以上。
從產(chǎn)品組成型式上，硅酮密封膠又可分為單組分和雙組分兩大類。單組分硅酮密封膠為單一組分，使用時(shí)可以直接將密封膠擠注到用膠部位，十分方便。單組分建筑硅酮密封膠一般是通過與空氣中的水分發(fā)生反應(yīng)進(jìn)行固化的，固化過程由表面逐漸向深層進(jìn)行，因此，其深層固化速度相對(duì)較慢，而且對(duì)施工深度、寬度、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度等有一定要求，尤其受環(huán)境濕度影響較大。
雙組分主要是硅酮結(jié)構(gòu)密封膠，有A、B兩個(gè)組分，使用時(shí)需要先將兩個(gè)組分混合均勻，然后在一定的時(shí)間內(nèi)將膠注入用膠部位，混合超過一定時(shí)間密封膠就無法使用。雙組分硅酮結(jié)構(gòu)密封膠必須使用雙組分混合設(shè)備方能進(jìn)行施工，手工混膠一方面不均勻，另一方面也會(huì)裹入氣泡，影響使用效果。因此，雙組分產(chǎn)品在使用時(shí)與單組分相比相對(duì)復(fù)雜。不過，雙組分硅酮結(jié)構(gòu)密封膠兩個(gè)組分混合均勻即可固化，在固化過程中不需要與空氣中的水分發(fā)生反應(yīng)，表面與深層同時(shí)固化，深層固化速度快，而且固化速度可以通過調(diào)節(jié)A、B組分的混合比例進(jìn)行調(diào)整，不受施工環(huán)境、濕度影響。另外，采用雙組分打膠機(jī)可以大大提高勞動(dòng)效率，一般幕墻施工單位都采用雙組分打膠機(jī)用于后場幕墻板塊制作。
建筑用硅酮密封膠的質(zhì)量要求
建筑用硅酮密封膠的質(zhì)量直接影響其使用建筑的安全性。如：硅酮結(jié)構(gòu)密封膠一旦失效或粘結(jié)作用改變，粘結(jié)的玻璃板塊可能會(huì)從被固定的位置上脫離，造成嚴(yán)重后果；用于嵌縫密封的硅酮密封膠一旦失效剝落，可能會(huì)造成建筑物滲漏等。因此我國實(shí)行的是強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》（GB16776），并且規(guī)定了建筑用硅酮密封膠的生產(chǎn)必須通過國家相關(guān)部門的認(rèn)定。在使用方面，該國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：硅酮結(jié)構(gòu)密封膠產(chǎn)品物理力學(xué)性能，應(yīng)符合相關(guān)要求。
通常硅酮結(jié)構(gòu)密封膠產(chǎn)品物理力學(xué)性能檢測有下列幾項(xiàng)指標(biāo)：
1、下垂度：反映密封材料在一定溫度下的流動(dòng)程度。下垂度越小膠越不容易流淌，數(shù)值越低，表示膠體的抗變形抗流掛性越好。
2、擠出性：反映密封材料擠出的性能。以單位時(shí)間內(nèi)擠出的密封材料體積（容量）表示。單組分膠擠出性越小越容易擠出，數(shù)值低表示膠體容易擠出和施工。
3、適用期：雙組份密封膠能保持施工操作性（刮平或擠出)的最長時(shí)間。即雙組分密封材料混合之后，在規(guī)定條件下一次全部擠出所需的時(shí)間。雙組分膠的適用期越長越便于施工操作。數(shù)值合適為好，過小的話，操作時(shí)間短而緊張；過大的話，固化時(shí)間延長，影響工期和工作效率。
4、表干時(shí)間：密封膠擠出后表面固化的最短時(shí)間，即密封材料表面失去粘性的時(shí)間。記錄膠體打出后至膠體不粘附在手指上所經(jīng)歷的時(shí)間。表干時(shí)間太短，不利于膠縫表面的修整，表干時(shí)間太長則有可能固化不正常。一般來說，數(shù)值低比較好，表示膠體可以快速固化成形，但當(dāng)需要對(duì)膠體表面進(jìn)行修整時(shí)，表干過快會(huì)帶來不利。
5、硬度：彈性密封材料抵抗外力壓入的能力。主要是反映密封膠固化后的彈性性能（ShoreA表示），數(shù)值合適為好。
6、拉伸粘結(jié)性：反映密封材料在給定基材上的拉伸粘結(jié)性能。以計(jì)算拉伸粘結(jié)強(qiáng)度（MPa）和斷裂伸長率（%）、粘結(jié)破壞面積的百分率（%）判定密封材料的拉伸性能，是膠體綜合性能的一個(gè)重要指標(biāo)�？蓪�(duì)膠體的抗拉強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度給出明確的檢測結(jié)果，為幕墻工程的設(shè)計(jì)提供定量依據(jù)。
7、熱老化：密封材料在規(guī)定條件下、規(guī)定時(shí)間內(nèi)受熱后表面產(chǎn)生的變化。無龜裂粉化現(xiàn)象及程度越輕越好。熱老化一項(xiàng)中熱失重越小，膠長期使用后的性能變化越小。
8、相容性：在兩種或多種物質(zhì)混合時(shí)具有相互親和的能力。即密封膠與其他材料的接觸面互相不產(chǎn)生不良的物理、化學(xué)反應(yīng)的性能。通過檢查結(jié)構(gòu)裝配系統(tǒng)用附件同密封膠相容性、實(shí)際工程用基材同密封膠剝離粘結(jié)性兩項(xiàng)指標(biāo)來判定膠與材料的粘結(jié)性能。本試驗(yàn)方法是一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)篩選過程。適用于建筑幕墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的選材。通常幕墻工程上所說的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠相容性檢測指的就是上述兩項(xiàng)試驗(yàn)。
9、污染性測定：在加速試驗(yàn)條件下檢查膠對(duì)多孔基材(如大理石、石灰石、砂石、花崗巖等)滲出、污染的程度。
上述幾項(xiàng)指標(biāo)中，下垂度、擠出性、適用期、表干時(shí)間等指標(biāo)主要是反映硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的施工性能。
硬度、熱老化、相容性、拉伸粘結(jié)性等指標(biāo)主要是反映硅酮結(jié)構(gòu)密封膠固化后的物理性能。
建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠相容性檢測的意義
我中心近年來一直從事建筑幕墻的物理性能檢測，是國家在我省唯一定點(diǎn)的幕墻檢測機(jī)構(gòu)，同時(shí)也是國家認(rèn)可的開展硅酮結(jié)構(gòu)密封膠相容性檢測機(jī)構(gòu)。中心近幾年來承檢了大量的幕墻工程用結(jié)構(gòu)膠相容性試驗(yàn)，確實(shí)發(fā)現(xiàn)有些膠與型材或玻璃存在不相容的情況，有些膠的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)拉伸粘結(jié)性達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)要求，由于檢測及時(shí)，施工單位重新選材后避免了不安全因素，從而確保了幕墻工程質(zhì)量。
分析不相容的原因，我們認(rèn)為以下幾點(diǎn)值得注意：
1、由于新的建筑材料和新的表面處理技術(shù)不斷出現(xiàn)，加大了膠與基材發(fā)生不良的物理化學(xué)反應(yīng)的幾率。如：氟碳噴涂、粉末噴涂、電泳涂漆的鋁合金型材膠就不能涂在材料的噴涂面，我們做過多家國內(nèi)知名品牌以及進(jìn)口品牌的膠都是如此。試驗(yàn)證明即使加底漆，仍舊不相容，遇到這類型材必須在材料的非噴面涂膠。這與鋁合金型材表面處理方式有一定關(guān)系。陽極氧化的鋁型材正常情況下和大多數(shù)正規(guī)廠家的膠是相容的，但也出現(xiàn)過加底漆和不加底漆均不相容的情況，觀察這些不相容的陽極氧化的型材一般著色較差，均非大型材廠家的產(chǎn)品，分析與其產(chǎn)品工藝、質(zhì)量有關(guān)系。
2、試驗(yàn)中不同品種的玻璃，也都不同程度出現(xiàn)過不相容的情況，這里面的原因比較復(fù)雜。如：有的鍍膜玻璃打在鍍膜面不相容，而有的鍍膜玻璃打在非鍍膜面不相容。試驗(yàn)中大多數(shù)情況下普通白色浮法玻璃與硅酮膠相容，但也出現(xiàn)過不相容的情況，甚至加底漆后仍不相容的情況。
3、底漆是廠家為硅酮密封膠施膠配套生產(chǎn)的一種高化學(xué)活性的液體，在大多數(shù)情況下能顯著提高密封膠與基材的粘結(jié)性（通常只要膠與基材相容，可以不用底漆）。底漆使用前一定要經(jīng)試驗(yàn)確認(rèn)。如果加底漆還不相容，就要考慮換材料。這部分工作一定要在正式施膠前經(jīng)檢測確認(rèn)。
4、一定要用經(jīng)國家認(rèn)可的生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品。試驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)那些沒有經(jīng)過國家認(rèn)可的產(chǎn)品很少能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。
《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》（GB16776）標(biāo)準(zhǔn)中指出：實(shí)踐表明試驗(yàn)中那些會(huì)使粘結(jié)性喪失和褪色的附件，在實(shí)際使用中也會(huì)發(fā)生�！恫Ａ粔こ碳夹g(shù)規(guī)范》JGJ102-2003第3.6.2條款規(guī)定：硅酮結(jié)構(gòu)密封膠使用前，應(yīng)經(jīng)國家認(rèn)可的檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行以其相接觸材料的相容性和剝離粘結(jié)性試驗(yàn)，并對(duì)邵氏硬度、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)拉伸粘結(jié)性能進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。檢驗(yàn)不合格的產(chǎn)品不得使用。進(jìn)口硅酮結(jié)構(gòu)密封膠應(yīng)具有商檢報(bào)告。這說明國家對(duì)硅酮結(jié)構(gòu)密封膠使用的重視，硅酮結(jié)構(gòu)密封膠使用前的檢測必不可少。目前幕墻工程驗(yàn)收已嚴(yán)格執(zhí)行這一規(guī)范。
建筑用硅酮密封膠作為當(dāng)今廣泛應(yīng)用于各類建筑幕墻及建筑內(nèi)外裝飾裝修的材料，已經(jīng)為大家所接受。但伴隨著建筑用硅酮密封膠使用的迅速發(fā)展，影響相應(yīng)建筑功能和安全的問題逐漸顯現(xiàn)。因此加強(qiáng)對(duì)硅酮密封膠產(chǎn)品性能的了解，掌握正確的施工操作，把好硅酮密封膠使用前的相容性、邵氏硬度、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)拉伸粘結(jié)性等指標(biāo)的檢測關(guān)，對(duì)保證建筑幕墻產(chǎn)品的整體質(zhì)量有著極為重要的作用。
