浅谈建筑用硅酮结构密封胶的功能及质量要求

　　【摘要】作者根据检测工作实践，简述了建筑用硅酮结构密封胶的主要功能和质量要求，强调硅酮结构密封胶使用前进行相容性检测的意义。
　　【关键词】硅酮结构密封胶；粘结；密封；幕墙。
　　随着我国城市建设快速发展，采用装饰幕墙的建筑大量涌现，建筑用硅酮密封胶作为幕墙工程的主要粘结材料已被广泛使用。近年来随着需求量的不断增加，国内生产硅酮建筑密封胶的企业越来越多，相应品种、产量也在大大增加。而正确了解和把握硅酮建筑密封胶产品的性能和使用要求，加强对施工前硅酮建筑密封胶与配套铝型材、玻璃等材料的相容性检测，对保证幕墙工程的施工质量十分必要。
　　建筑用硅酮结构密封胶的功能特点
　　我们目前接触的建筑用硅酮密封胶产品一般统称为硅酮密封胶，主要包括硅酮密封胶（俗称为耐候密封胶）和硅酮结构密封胶两类。它们有许多性能要求是相似的，如优异的粘结性能、良好的弹性、耐气候老化、耐紫外线、耐臭氧、耐水等。但硅酮密封胶更强调耐气候老化性能、耐紫外线、耐高低温性能，良好的位移能力，主要是起嵌缝、密封、堵漏等作用，适用于幕墙、门窗和机场跑道、高速公路以及其它道路和桥梁等工程的接缝密封；而硅酮结构密封胶则更强调的是强度、延伸性、粘结性等力学性能，在结构装配中承受以结构强度为主要功能的弹性粘结，起到结构粘结的作用。主要用于玻璃幕墙中结构部位需要粘结的场合，如隐框玻璃幕墙中玻璃与铝框的粘结、全玻幕墙中玻璃板块与玻璃肋之间的粘结、以及中空玻璃的二道粘结密封等。
　　从产品的化学性质上，硅酮密封胶又分为酸性胶、中性胶。酸性密封胶容易引起金属腐蚀、混凝土酸化，但对玻璃具有良好的粘接性；而中性胶对任何材料都无腐蚀性，目前建筑行业主要用的是中性硅酮密封胶。中性硅酮密封胶的使用范围已经非常广泛，除建筑行业外，亦用于机械制造、电子电器、精密仪器等行业的防水、防潮、防尘密封；机场、道路、桥梁等（需要低模量高位移场合的）的嵌缝密封；以及宇宙飞船、卫星上的密封等。中性硅酮密封胶的主要特点：高温稳定，低温柔软，弹性好，同玻璃、铝材、石材等大部分建筑材料具有优良稳定的粘接性能，最显著的特点就是优异的耐高低温性能，固化后在－30℃的低温下仍不会变脆、硬化或开裂，在+90℃高温下不会变软，降解，始终保持良好的强度和弹性，有资料显示，高质量的硅酮密封胶在通常气候条件下的使用寿命可达50年以上。
　　从产品组成型式上，硅酮密封胶又可分为单组分和双组分两大类。单组分硅酮密封胶为单一组分，使用时可以直接将密封胶挤注到用胶部位，十分方便。单组分建筑硅酮密封胶一般是通过与空气中的水分发生反应进行固化的，固化过程由表面逐渐向深层进行，因此，其深层固化速度相对较慢，而且对施工深度、宽度、环境温度、环境湿度等有一定要求，尤其受环境湿度影响较大。
　　双组分主要是硅酮结构密封胶，有A、B两个组分，使用时需要先将两个组分混合均匀，然后在一定的时间内将胶注入用胶部位，混合超过一定时间密封胶就无法使用。双组分硅酮结构密封胶必须使用双组分混合设备方能进行施工，手工混胶一方面不均匀，另一方面也会裹入气泡，影响使用效果。因此，双组分产品在使用时与单组分相比相对复杂。不过，双组分硅酮结构密封胶两个组分混合均匀即可固化，在固化过程中不需要与空气中的水分发生反应，表面与深层同时固化，深层固化速度快，而且固化速度可以通过调节A、B组分的混合比例进行调整，不受施工环境、湿度影响。另外，采用双组分打胶机可以大大提高劳动效率，一般幕墙施工单位都采用双组分打胶机用于后场幕墙板块制作。
　　建筑用硅酮密封胶的质量要求
　　建筑用硅酮密封胶的质量直接影响其使用建筑的安全性。如：硅酮结构密封胶一旦失效或粘结作用改变，粘结的玻璃板块可能会从被固定的位置上脱离，造成严重后果；用于嵌缝密封的硅酮密封胶一旦失效剥落，可能会造成建筑物渗漏等。因此我国实行的是强制性国家标准《建筑用硅酮结构密封胶》（GB16776），并且规定了建筑用硅酮密封胶的生产必须通过国家相关部门的认定。在使用方面，该国家标准规定：硅酮结构密封胶产品物理力学性能，应符合相关要求。
　　通常硅酮结构密封胶产品物理力学性能检测有下列几项指标：
　　1、下垂度：反映密封材料在一定温度下的流动程度。下垂度越小胶越不容易流淌，数值越低，表示胶体的抗变形抗流挂性越好。
　　2、挤出性：反映密封材料挤出的性能。以单位时间内挤出的密封材料体积（容量）表示。单组分胶挤出性越小越容易挤出，数值低表示胶体容易挤出和施工。
　　3、适用期：双组份密封胶能保持施工操作性（刮平或挤出)的最长时间。即双组分密封材料混合之后，在规定条件下一次全部挤出所需的时间。双组分胶的适用期越长越便于施工操作。数值合适为好，过小的话，操作时间短而紧张；过大的话，固化时间延长，影响工期和工作效率。
　　4、表干时间：密封胶挤出后表面固化的最短时间，即密封材料表面失去粘性的时间。记录胶体打出后至胶体不粘附在手指上所经历的时间。表干时间太短，不利于胶缝表面的修整，表干时间太长则有可能固化不正常。一般来说，数值低比较好，表示胶体可以快速固化成形，但当需要对胶体表面进行修整时，表干过快会带来不利。
　　5、硬度：弹性密封材料抵抗外力压入的能力。主要是反映密封胶固化后的弹性性能（ShoreA表示），数值合适为好。
　　6、拉伸粘结性：反映密封材料在给定基材上的拉伸粘结性能。以计算拉伸粘结强度（MPa）和断裂伸长率（%）、粘结破坏面积的百分率（%）判定密封材料的拉伸性能，是胶体综合性能的一个重要指标。可对胶体的抗拉强度、粘结强度给出明确的检测结果，为幕墙工程的设计提供定量依据。
　　7、热老化：密封材料在规定条件下、规定时间内受热后表面产生的变化。无龟裂粉化现象及程度越轻越好。热老化一项中热失重越小，胶长期使用后的性能变化越小。
　　8、相容性：在两种或多种物质混合时具有相互亲和的能力。即密封胶与其他材料的接触面互相不产生不良的物理、化学反应的性能。通过检查结构装配系统用附件同密封胶相容性、实际工程用基材同密封胶剥离粘结性两项指标来判定胶与材料的粘结性能。本试验方法是一项实验筛选过程。适用于建筑幕墙结构系统的选材。通常幕墙工程上所说的硅酮结构密封胶相容性检测指的就是上述两项试验。
　　9、污染性测定：在加速试验条件下检查胶对多孔基材(如大理石、石灰石、砂石、花岗岩等)渗出、污染的程度。
　　上述几项指标中，下垂度、挤出性、适用期、表干时间等指标主要是反映硅酮结构密封胶的施工性能。
　　硬度、热老化、相容性、拉伸粘结性等指标主要是反映硅酮结构密封胶固化后的物理性能。
　　建筑用硅酮结构密封胶相容性检测的意义
　　我中心近年来一直从事建筑幕墙的物理性能检测，是国家在我省唯一定点的幕墙检测机构，同时也是国家认可的开展硅酮结构密封胶相容性检测机构。中心近几年来承检了大量的幕墙工程用结构胶相容性试验，确实发现有些胶与型材或玻璃存在不相容的情况，有些胶的标准状态拉伸粘结性达不到国家标准要求，由于检测及时，施工单位重新选材后避免了不安全因素，从而确保了幕墙工程质量。
　　分析不相容的原因，我们认为以下几点值得注意：
　　1、由于新的建筑材料和新的表面处理技术不断出现，加大了胶与基材发生不良的物理化学反应的几率。如：氟碳喷涂、粉末喷涂、电泳涂漆的铝合金型材胶就不能涂在材料的喷涂面，我们做过多家国内知名品牌以及进口品牌的胶都是如此。试验证明即使加底漆，仍旧不相容，遇到这类型材必须在材料的非喷面涂胶。这与铝合金型材表面处理方式有一定关系。阳极氧化的铝型材正常情况下和大多数正规厂家的胶是相容的，但也出现过加底漆和不加底漆均不相容的情况，观察这些不相容的阳极氧化的型材一般着色较差，均非大型材厂家的产品，分析与其产品工艺、质量有关系。
　　2、试验中不同品种的玻璃，也都不同程度出现过不相容的情况，这里面的原因比较复杂。如：有的镀膜玻璃打在镀膜面不相容，而有的镀膜玻璃打在非镀膜面不相容。试验中大多数情况下普通白色浮法玻璃与硅酮胶相容，但也出现过不相容的情况，甚至加底漆后仍不相容的情况。
　　3、底漆是厂家为硅酮密封胶施胶配套生产的一种高化学活性的液体，在大多数情况下能显著提高密封胶与基材的粘结性（通常只要胶与基材相容，可以不用底漆）。底漆使用前一定要经试验确认。如果加底漆还不相容，就要考虑换材料。这部分工作一定要在正式施胶前经检测确认。
　　4、一定要用经国家认可的生产厂家的产品。试验中我们发现那些没有经过国家认可的产品很少能达到国家标准要求。
　　《建筑用硅酮结构密封胶》（GB16776）标准中指出：实践表明试验中那些会使粘结性丧失和褪色的附件，在实际使用中也会发生。《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第3.6.2条款规定：硅酮结构密封胶使用前，应经国家认可的检测机构进行以其相接触材料的相容性和剥离粘结性试验，并对邵氏硬度、标准状态拉伸粘结性能进行复验。检验不合格的产品不得使用。进口硅酮结构密封胶应具有商检报告。这说明国家对硅酮结构密封胶使用的重视，硅酮结构密封胶使用前的检测必不可少。目前幕墙工程验收已严格执行这一规范。
　　建筑用硅酮密封胶作为当今广泛应用于各类建筑幕墙及建筑内外装饰装修的材料，已经为大家所接受。但伴随着建筑用硅酮密封胶使用的迅速发展，影响相应建筑功能和安全的问题逐渐显现。因此加强对硅酮密封胶产品性能的了解，掌握正确的施工操作，把好硅酮密封胶使用前的相容性、邵氏硬度、标准状态拉伸粘结性等指标的检测关，对保证建筑幕墙产品的整体质量有着极为重要的作用。