玻璃幕墻密封膠檢測(cè)報(bào)告

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摻礦物油硅酮密封膠的性能及對(duì)玻璃幕墻的危害

來(lái)源:鄭州中原應(yīng)用技術(shù)研究開(kāi)發(fā)有限公司作者:楊瀟珂日期:201*-8-24頁(yè)面功能【字體：大中小】【打印】【關(guān)閉】【評(píng)論】

摘要：本文對(duì)白油含量不同的硅酮密封膠的物理性能及熱老化性能進(jìn)行了測(cè)試，并對(duì)摻白油的硅酮膠在使用中的危害進(jìn)行了一系列的闡述。在此基礎(chǔ)上呼吁市場(chǎng)上應(yīng)提高硅酮密封膠的質(zhì)量，拒絕白油膠的存在，以及提高國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和完善白油膠的測(cè)試方法。關(guān)鍵詞：幕墻；白油；硅酮密封膠；

PropertiesoftheSiliconeSealantwithMineralOiland

HazardsinPanelWallIndustry

ZhengzhouzhongyuanAppliedTechnologyResearchandDevelopmentCo.Ltd,HenanZhengzhou,450007

Abstract:Thisarticleanalysesmechanicsandthermalstabilityofsiliconesealantwithdifferentquantityofmineraloil,andshowsitshazardsinthepanelwallindustry.Itispointedoutthatthemineraloilshouldberefusedtoimprovethequalityofsiliconesealant.Italsomakessuggestionsonstandard’srevisionandperfectingtestmethodsofsealantwithmineraloil.

Keywords:panelwall;mineraloil;siliconesealant;引言

世界上第一個(gè)結(jié)構(gòu)性裝配幕墻已經(jīng)出現(xiàn)了30多年，并且仍處于良好的安全使用狀態(tài)[1]。而在中國(guó)玻璃幕墻的興起和發(fā)展已經(jīng)走過(guò)了20多年，由于它鮮明的個(gè)性和美學(xué)特點(diǎn)，形成了多彩而富于變化的城市景觀。而用于幕墻粘結(jié)的硅酮密封膠，因其良好的粘結(jié)性和耐候性在建筑幕墻裝配上起到了重要的作用。但是在飛速發(fā)展的背后,隱藏著許多問(wèn)題。

隨著玻璃幕墻的普及和中空玻璃作為高效節(jié)能產(chǎn)品逐漸進(jìn)入人們的生活，其產(chǎn)品產(chǎn)量快速增加，隨之在市場(chǎng)上也出現(xiàn)了幕墻用密封膠的質(zhì)量良莠不齊的現(xiàn)象，并且近年來(lái)隨著建筑市場(chǎng)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激化,蔓延著重價(jià)格輕質(zhì)量的傾向,激烈的競(jìng)爭(zhēng)凸顯出價(jià)格說(shuō)了算的傾向,個(gè)別膠廠為了降低成本,不惜在密封膠中添加礦物油。與此同時(shí)，部分中空玻璃生產(chǎn)廠家和門(mén)窗公司因?yàn)椴涣私獾V物油對(duì)中空玻璃的危害而選用價(jià)格低廉的硅酮中空玻璃膠、結(jié)構(gòu)膠、耐候膠等其它密封膠代替中空玻璃密封膠使用，或選用含礦物油的價(jià)格較低的硅酮中空玻璃膠將中空玻璃裝框安裝到樓房上，基于這種情況，也促使了市場(chǎng)上出現(xiàn)了摻礦物油的中空玻璃密封膠和玻璃膠---前者直接作為中空玻璃的外道密封膠與中空玻璃內(nèi)道丁基膠直接接觸，后者直接被用于替代中空玻璃密封膠使用或在中空玻璃裝框時(shí)與中空玻璃外道密封膠通過(guò)點(diǎn)式直接接觸。隨著時(shí)間的推移，采用含礦物油的中空玻璃工程用密封膠制作的中空玻璃出現(xiàn)了一系列嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題：礦物油滲透到內(nèi)道丁基膠內(nèi)，溶解了丁基膠配方中的基礎(chǔ)料，丁基膠被礦物油軟化并溶解而流淌進(jìn)入中空玻璃間隔層內(nèi)，中空玻璃出現(xiàn)大量漏水、漏氣和出霧等現(xiàn)象，使中空玻璃的使用壽命大大縮短[2]。

為此，筆者對(duì)摻白油硅酮密封膠的力學(xué)性能、粘接性能、老化性能及熱性能進(jìn)行了研究，并列舉了大量的實(shí)例來(lái)說(shuō)明摻白油硅酮密封膠對(duì)玻璃幕墻、中空玻璃及石材填縫造成的危害[1]，并在此呼吁每一個(gè)膠廠都應(yīng)該做到不加白油，而幕墻公司在選膠上應(yīng)做到質(zhì)量第一，這樣我們才能更好地杜絕幕墻玻璃粘結(jié)密封裝配安全的質(zhì)量事故發(fā)生,令人們對(duì)幕墻的安全和耐久性更加的感到放心[3,4]。1試驗(yàn)部分1.1試驗(yàn)原料

分別取摻加白油量為0％、2%、4%、6%、8%、10％的硅酮密封膠產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試。1.2性能測(cè)試1.2.1力學(xué)性能測(cè)試

按照國(guó)標(biāo)GB16776的規(guī)定，制成“工”型的試片，在恒溫恒濕間養(yǎng)護(hù)28d后在拉力機(jī)上進(jìn)行標(biāo)況和300h水紫外拉伸測(cè)試。1.2.2硬度測(cè)試

按照GB/T531-1999通過(guò)在高溫下加速白油膠的老化，在不同的時(shí)間段對(duì)其硬度進(jìn)行測(cè)量。1.2.3熱重分析在瑞士梅特勒-托爾多公司生產(chǎn)的TGA/DSC1型熱重分析儀上對(duì)膠樣進(jìn)行測(cè)試，對(duì)其耐熱性能進(jìn)行比較。2結(jié)果與討論

2.1幕墻用中空玻璃的危害2.1.1聚硫膠失粘現(xiàn)象

目前，中空玻璃所用的密封膠聚硫膠會(huì)出現(xiàn)失粘現(xiàn)象，這樣造成了中空玻璃密封失效，降低了其保溫性能。

對(duì)于這種問(wèn)題，原因主要有二：首先，廠家在制作中空玻璃時(shí)沒(méi)有保證兩個(gè)粘接玻璃面的清潔，這樣在用膠的過(guò)程中就會(huì)造成聚硫膠的脫粘；其次，對(duì)于用于中空玻璃與窗框之間密封的硅酮耐候膠，如果其內(nèi)部含有白油，當(dāng)其用于窗框密封時(shí)，隨著時(shí)間的推移，白油會(huì)慢慢的滲到中空玻璃的外道膠即聚硫膠的粘接表面，由于白油是非極性分子，且與聚硫膠是不相溶的，這樣聚硫膠與被粘界面間就不能互相潤(rùn)濕，從而造成聚硫膠與玻璃表面之間脫粘。對(duì)于上述這兩種原因，第一個(gè)我們可以通過(guò)認(rèn)真的工作去克服，而第二個(gè)則需要廠家選用高質(zhì)量硅酮密封膠，拒絕摻白油硅酮密封膠。2.1.2對(duì)丁基膠的危害

在目前的建筑行業(yè)中，不少工程出現(xiàn)了中空玻璃丁基膠流淌、彩虹和出霧漏氣現(xiàn)象，這不僅影響了建筑物的美觀，更對(duì)建筑物的質(zhì)量造成了嚴(yán)重的傷害。這是因?yàn)榈V物油的沸點(diǎn)很低，容易揮發(fā)，當(dāng)含礦物油的硅酮密封膠用于中空玻璃的外道密封后，隨著時(shí)間的推移，礦物油會(huì)不斷向內(nèi)外揮發(fā)，當(dāng)其和中空玻璃的第一道密封膠丁基膠接觸后會(huì)造成其溶解，這樣會(huì)導(dǎo)致中空玻璃凸點(diǎn)、流淌、中空玻璃密封失效以及在低輻射玻璃中出現(xiàn)彩虹現(xiàn)象[5]，對(duì)中空玻璃造成很大的傷害。礦物油的含量較多，造成丁基膠流淌在中空玻璃的腔體內(nèi)，在中空玻璃內(nèi)表面，形成一道一道的油帶。當(dāng)?shù)V物油進(jìn)入Low-E中空玻璃時(shí)，膜層未被腐蝕時(shí)就會(huì)出現(xiàn)彩虹現(xiàn)象。在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)膠與丁基膠進(jìn)行了相容性試驗(yàn)如圖：

從圖1中可以看出，把摻礦物油硅酮密封膠與丁基膠進(jìn)行相容性試驗(yàn)后，摻礦物油硅酮密封膠中的礦物油就會(huì)遷移出來(lái)，進(jìn)入丁基膠中，從而造成丁基膠溶解、變稀，當(dāng)使用在中空玻璃上時(shí)，會(huì)導(dǎo)致丁基流淌現(xiàn)象。

對(duì)于礦物油膠（白油）在工程中的使用結(jié)果如下圖：從圖2、3中可以清晰的看出丁基膠流淌和彩虹現(xiàn)象。

2.2對(duì)玻璃幕墻的危害

目前，在市場(chǎng)上由于摻白油硅酮密封膠的出現(xiàn)，且被某些建筑商用于玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)裝配及接縫處的密封，這勢(shì)必會(huì)對(duì)幕墻工程的質(zhì)量造成很大的危害。因?yàn)檫@些建筑幕墻大多采用于公共建筑、商務(wù)中心區(qū)域,該區(qū)域人流勢(shì)必密集,如板片高空墜落,其后果是災(zāi)難性的。

幕墻板片依靠硅酮結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)在外墻框架上,這就要求結(jié)構(gòu)膠既要有足夠的強(qiáng)度,能承受50年或100年一遇的最大設(shè)計(jì)荷載,又要具有足夠的彈性,能承受風(fēng)荷載、熱、地震和建筑沉降引起的結(jié)構(gòu)變位,而且要保證位移時(shí)的應(yīng)力不大于許用應(yīng)力。如果在幕墻工程上使用了摻白油硅酮密封膠，由于這種密封膠中的增塑劑甲基硅油（甲基硅油無(wú)色、無(wú)味、不易揮發(fā)；不溶于水、甲醇、乙二醇，可與苯、二甲醚、甲乙酮、四氯化碳或煤油互溶，具有很小的蒸氣壓，較高的閃點(diǎn)和燃點(diǎn)。甲基硅油具有卓越的耐熱性、電絕緣性、耐候性、疏水性、生理惰性和較小的表面張力，還具有低的黏溫系數(shù)，較高的抗壓縮性。）被低分子、易揮發(fā)的礦物油（白油）所取代，在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中其力學(xué)性能會(huì)急劇下降，且白油也會(huì)隨著時(shí)間的推移而慢慢的揮發(fā)出來(lái)，這樣導(dǎo)致密封膠結(jié)構(gòu)化、變硬、失去彈性，其后果是造成膠的位移能力下降，粘接性破壞，進(jìn)而造成玻璃的脫落。下圖為某工程所用的摻白油硅酮密封膠后出現(xiàn)的開(kāi)以及中空玻璃脫落現(xiàn)象裂現(xiàn)象。<

為了進(jìn)一步了解摻白油硅酮密封膠的龜裂、變脆的原因，在此特地對(duì)某工程中所用的摻白油硅酮密封膠相隔一年后兩個(gè)樣的TG曲線進(jìn)行對(duì)比：同一種摻白油硅酮密封膠使用一年后膠樣的TG曲線如圖6所示：

圖6是某廠家的白油硅酮密封膠，1#曲線為使用1年后摻礦物油硅酮密封膠，2#曲線為未使用的摻礦物油硅酮密封膠，在圖中的第一個(gè)失重平臺(tái)可以清晰的看出在室外使用1年后的硅酮密封膠失重了1.8%，而未使用的在此溫度下失重達(dá)到了17%。第二個(gè)平臺(tái)為有機(jī)硅的含量，它們的有機(jī)硅含量都為25%左右，作為同一種密封膠其有機(jī)物含量相差了15%，這是因?yàn)榈V物油作為增塑劑，極易揮發(fā)，當(dāng)在室外使用時(shí)白油會(huì)隨著時(shí)間的推移而慢慢地?fù)]發(fā)出來(lái)，從而造成了1#TG曲線失重率降低，在此情況下這種膠會(huì)收縮、脆化、失去硅酮膠原有的柔性、表面出現(xiàn)龜裂并最終造成硅酮密封膠脫粘，使中空玻璃密封失效。針對(duì)中空玻璃脫落問(wèn)題，主要從四個(gè)方面考察：（1）接口設(shè)計(jì)是否合理；

（2）所用硅酮結(jié)構(gòu)膠本身的質(zhì)量問(wèn)題；（3）硅酮密封膠的粘接性能；（4）工程質(zhì)量問(wèn)題；

（1）和（4）是建筑商需要解決的問(wèn)題，而針對(duì)（2）和（3）的問(wèn)題，筆者通過(guò)對(duì)含有不同礦物油量的硅酮密封膠在加速老化的條件下對(duì)其粘接性能及力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)定，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以證明硅酮膠本身的質(zhì)量以及其粘接性也是導(dǎo)致中空玻璃的脫落的二個(gè)因素。

硅酮密封膠在標(biāo)況和水紫外條件下的拉伸性能如圖7所示：

從圖7中可以看出，幾種密封膠在標(biāo)況下的力學(xué)性能差距不大，隨著礦物油含量的增加其拉伸性能稍微減小，且玻璃與鋁片之間屬于內(nèi)聚破壞。而經(jīng)過(guò)水紫外照射的條件下其拉伸強(qiáng)度與標(biāo)況下的拉伸強(qiáng)度相比有很大的下降，隨著礦物油含量的增加，拉伸強(qiáng)度下降很快，當(dāng)?shù)V物油含量是10%時(shí)其水紫外拉伸強(qiáng)度下降為0.79MPa,且玻璃脫粘5%以上，已經(jīng)不能滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。這也說(shuō)明了摻礦物油的硅酮密封膠最初的性能是可以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的，但經(jīng)過(guò)室外的紫外線照射及雨雪天氣的侵蝕其性能會(huì)隨著時(shí)間的推移而急劇下降，最明顯的是粘接和拉伸強(qiáng)度下降，這直接會(huì)導(dǎo)致中空玻璃脫落。2.3對(duì)建筑物的外觀污染問(wèn)題

如果石材密封膠中摻加了礦物油，在使用后會(huì)對(duì)石材產(chǎn)生污染，這是因?yàn)楣柰�密封膠中含有的礦物油隨著時(shí)間的推移慢慢的滲入石材的毛細(xì)孔中，從而在石材接縫的兩邊形成污染帶，而一旦出現(xiàn)石材污染現(xiàn)象，就只能更換石材。所以建筑商在選擇硅酮密封膠的時(shí)候，一定要慎之又慎，不能使用摻礦物油的硅酮密封膠。

3結(jié)論

（1）隨著硅酮密封膠的礦物油（白油）量的增加，其力學(xué)性能、膠的柔韌性、粘接性能與沒(méi)加礦物油的對(duì)比都有不同程度的下降。當(dāng)經(jīng)過(guò)水紫外、高溫老化后其各項(xiàng)性能變化更大，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于沒(méi)加礦物油的硅酮密封膠。

（2）列舉了一些摻礦物油硅酮密封膠在使用中對(duì)工程產(chǎn)生的一些弊端，進(jìn)一步說(shuō)明了它的的危害性。

（3）由于國(guó)標(biāo)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)太過(guò)寬泛，使摻礦物油的硅酮密封膠仍能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，這樣的密封膠大量流入市場(chǎng)后，對(duì)工程的質(zhì)量造成極大的危害，針對(duì)這種現(xiàn)象，建議應(yīng)盡快對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改，進(jìn)而規(guī)范硅酮密封膠的市場(chǎng)，保證工程的質(zhì)量。4參考文獻(xiàn)

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[5]牛曉.密封膠中的礦物油對(duì)中空玻璃的影響.《玻璃》201*,(1)

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