目前國內(nèi)硅酮結構密封膠 存在的問題和出路
崔 洪 鄭州中原應用技術研究開發(fā)有限公司
目 錄
一. 硅酮結構密封膠在工程中的典型問題
1.環(huán)境等因素造成硅酮結構密封膠的脆化問題
2.超大玻璃板塊及超高層建筑幕墻的技術難題和使用壽命問題
3.白油等劣質增塑劑造成硅酮結構密封膠的脆化問題
二. 硅酮結構密封膠存在的問題分析
三. 目前國內(nèi)硅酮結構密封膠的出路
1. 環(huán)境等因素造成硅酮結構密封膠的 脆化問題
案例一1995年，南方某著名沿海城市建造的一座標志性玻璃幕墻建筑。2006年初，發(fā)現(xiàn)了結構膠結構化，即密封膠脆化。該工程引起了我們對結構膠老化、脆化問題的極大關注。
影響硅酮結構密封膠老化的環(huán)境因素：硅酮結構密封膠屬于有機高分子材料，在使用時受到周圍環(huán)境中的高溫、高濕、鹽霧、酸霧等綜合因素的影響。這些環(huán)境因素加速其老化，使其使用壽命降低。工業(yè)廢氣及汽車尾氣排放量大，空氣中SO2 氣體含量高，酸雨嚴重。2007年我國SO2排放約2000萬噸，持續(xù)占世界第一，全國約1/3土地被酸化。CO2排放達到60.2億噸(超過美國的59.1億噸)，成為世界第一。在我國，由于環(huán)境因素所造成的老化問題就更為嚴重。
2. 玻璃幕墻超大板塊帶來的設計問題
案例二
深圳證券交易所營運中心：最大板塊尺寸為：4.3m×3.7m最大膠縫寬度為60mm膠縫寬度和厚度已經(jīng)超出JGJ102規(guī)范的正常要求在工程的1:1模擬實驗中，發(fā)現(xiàn)：在較大的膠縫寬度下，硅酮結構密封膠固化時都出現(xiàn)逆向反應。（例如在固化2天時，硬度為35邵A，而固化15天之后，硬度降為15邵A）。
目前國內(nèi)市場上所使用的硅酮結構密封膠都不能滿足該設計使用要求。
該項目也為硅酮結構密封膠的研究提出了新的課題最終，我們使用符合歐洲標準ETAG002的硅酮結構密封膠可以滿足該項目的設計要求，沒有發(fā)生逆向反應。超高層建筑應該有更高的設計要求在超高層建筑中，玻璃幕墻承受的作用力更加復雜。硅酮結構密封膠不僅僅承受正反方向的風荷載，還要承受剪切、撕裂、機械疲勞、蠕變等各種不同的作用力。
超高層建筑幕墻的維修和使用壽命問題對于超高層建筑幕墻，如果產(chǎn)生問題，維修就會特別復雜。目前的硅酮結構密封膠只能提供10年的質量保證。應該使用更長質量保證年限的硅酮結構密封膠。在深圳證券交易所營運中心工程中，通過提供滿足歐洲ETAG002 《結構密封膠裝配系統(tǒng)技術審核指南》規(guī)范的硅酮結構密封膠，解決了該工程中硅酮結構密封膠的技術難題。同時，滿足ETAG002的硅酮結構密封膠可以提供25年的質量保證。
3. 白油等劣質增塑劑造成硅酮結構膠脆化、開裂及中空玻璃失效的問題
硅酮結構膠一般采用二甲基硅油作為增塑劑，可使硅酮結構膠長期保持較好的彈性。
● 而目前市場上存在用白油代替硅油作為增塑劑的情況。
● 因此，我們檢測了 不同的白油含量對硅酮結構密封膠老化前后的性能影響水-紫外線輻照老化前后拉伸粘結性能的對比 ，高溫老化前后的硬度對比
高溫老化前后的硬度變化柱狀圖
水-紫外線輻照前后硅酮結構密封膠 拉伸粘結強度衰減率柱狀圖
由實驗可以看出：
硅酮結構膠中的白油含量越大，其老化之后硬度增加越多，強度降低也越多。硅酮結構膠的硬化和脆化就越嚴重。使用白油的硅酮結構密封膠一年前后熱失重曲線對比
白油與硅酮結構密封膠體系是不相容的所以，白油最終會完全揮發(fā)或滲出造成硅酮結構密封膠硬化、脆化
并且因為質量損失而產(chǎn)生開裂。
案例六
此工程為2009年的項目，在2010年就出現(xiàn)中空玻璃流油現(xiàn)象。該工程使用的國內(nèi)某公司生產(chǎn)的硅酮結構密封膠和丁基密封膠。邊框部分使用的是國內(nèi)其它公司生產(chǎn)的硅酮密封膠。
由上述檢測可以看出：邊框密封劑中如果含有白油，白油就會滲入到硅酮結構密封膠和丁基密封膠中，最終產(chǎn)生中空玻璃流油現(xiàn)象所以邊框密封膠中也不能含有白油
中空玻璃中丁基膠溶解的情況是由白油造成的。
目前國內(nèi)市場上在硅酮結構密封膠中添加白油作為增塑劑的現(xiàn)象非常普遍。
二、硅酮結構密封膠存在的問題分析
三. 目前國內(nèi)硅酮結構密封膠的出路
經(jīng)過長期對幕墻工程的跟蹤研究發(fā)現(xiàn)：上述案例中硅酮結構密封膠都是符合GB16776標準要求的。
在使用一段時間后，就產(chǎn)生了上述的一系列的問題，影響了幕墻系統(tǒng)的正常使用，反映出現(xiàn)行的GB16776標準是不完善的。
2006年開始，我們對歐洲標準： ETAG002 《結構密封膠裝配系統(tǒng)技術審核指南》，EN15434《建筑用玻璃―結構或抗紫外線密封膠》進行了系統(tǒng)的研究。（以下簡稱歐洲標準）
歐洲標準
能夠解決超大玻璃板塊和高層建筑給硅酮結構密封膠帶來的技術難題和使用壽命問題，可以杜絕白油等劣質增塑劑所帶來的硅酮結構膠硬化、脆化和開裂等問題，通過衰減率的判定方法對環(huán)境、力學等因素帶來的老化問題的考察有更為科學合理，歐洲標準ETAG002具有以下特點
1. 產(chǎn)品的控制方面
通過熱重分析、紅外光譜分析、比重、體積變化和收縮等控制項目，保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性和唯一性
3.3 潮濕SO2環(huán)境實驗：結構密封膠試樣在一定濃度的酸霧環(huán)境中放置20個循環(huán)。試樣的最大拉伸強度與+23℃下的最大拉伸強度比值不小于0.75，內(nèi)聚破壞面積不小于90%。
3.4 幕墻清潔劑浸泡實驗：結構密封膠試樣在45±2℃的1%的清潔劑水溶液中浸泡21天。試樣的最大拉伸強度與+23℃下的最大拉伸強度比值不小于0.75，內(nèi)聚破壞面積不小于90%。
3.5 高溫試驗：結構密封膠試樣在100℃高溫環(huán)境中放置7天。
試樣的最大拉伸強度與+23℃下的最大拉伸強度比值不小于0.75，內(nèi)聚破壞面積不小于90%。
4. 老化后力學性能的考察（判定方法） 用力學性能的衰減率衡量密封膠性能的好壞。 此判別方法更符合結構密封膠壽命研究的實際情況，更具合理性。
滿足EN15434 《建筑用玻璃―結構或抗紫外線密封膠》標準要求的硅酮結構密封膠，并滿足ETAG002 《結構密封膠裝配系統(tǒng)技術審核指南》規(guī)范的要求，可提供25年的質量保證。
結 論
１歐洲標準ETAG002和EN15434可以更好地解決目前市場上存在的問題，并可以提供硅酮結構密封膠25年的質量保證。
２歐洲標準代表著國內(nèi)硅酮結構密封膠的發(fā)展方向。
謝 謝！
完
