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摘要：本文介紹了目前國(guó)內(nèi)硅酮膠產(chǎn)品的市售情況，對(duì)部分硅酮膠產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試和表征，并與白油膠對(duì)比，發(fā)現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)部分硅酮膠產(chǎn)品同充白油硅酮膠產(chǎn)品一樣存在熱穩(wěn)定性較差的情況，用于中空玻璃、建筑幕墻的密封粘結(jié)后會(huì)出現(xiàn)脫粘、開(kāi)裂等現(xiàn)象，存在極大的安全隱患，建議慎重選材。
關(guān)鍵詞：硅酮膠產(chǎn)品;水解物;熱穩(wěn)定性;使用壽命
前言
縮合型硅酮膠產(chǎn)品是以107膠為基礎(chǔ)原料，其傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝是使用二甲基二氯硅烷水解后的中間體，如水解物中分離出來(lái)的硅氧烷的混合環(huán)體(DMC)，經(jīng)過(guò)催化劑聚合、降解（詞條“降解”由行業(yè)大百科提供）、中和及脫低得到符合要求的107硅橡膠。
近年來(lái)，建筑行業(yè)發(fā)展迅速，107膠作為硅酮膠產(chǎn)品的原膠，需求量也大大增加，它的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)的激烈，很多廠家為了降低生產(chǎn)成本，以二甲基二氯硅烷水解物(簡(jiǎn)稱(chēng)水解物)替代DMC來(lái)作為原料制備107膠。這種107膠的生產(chǎn)工藝較傳統(tǒng)工藝，生產(chǎn)成本降低，一方面是水解物價(jià)格相對(duì)較低，一方面是減少了裂解、精餾等環(huán)節(jié)，降低了成本和能耗，因而它的市場(chǎng)售價(jià)也相對(duì)偏低。目前，國(guó)內(nèi)硅酮膠產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，一些硅酮膠生產(chǎn)商為了在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得價(jià)格優(yōu)勢(shì)，選用此種生產(chǎn)工藝聚合生產(chǎn)的107膠作為基膠，甚至有的生產(chǎn)商直接以水解物作為主體聚合物制備硅酮膠產(chǎn)品，生產(chǎn)成本降低，使得目前市場(chǎng)上密封膠的價(jià)格一降再降。
本文對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷(xiāo)售的不同廠家的硅酮膠產(chǎn)品進(jìn)行了熱失重和紅外光譜測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)硅酮膠產(chǎn)品的選用提出了合理化的建議。
1 國(guó)內(nèi)硅酮膠產(chǎn)品的現(xiàn)狀
以水解物為原料制備雙組份硅酮膠樣品(標(biāo)記為1#)，從市場(chǎng)上索取的多個(gè)品牌的雙組份硅酮中空玻璃膠和結(jié)構(gòu)膠樣品(標(biāo)記為2#-5#)，分別對(duì)其進(jìn)行紅外、熱失重的測(cè)試和表征，紅外光譜分析：采用美國(guó)Thermo Nicolet公司的紅外光譜儀測(cè)試;熱失重分析：采用美國(guó)METTLER TOLEDO公司的熱重分析儀測(cè)試。
按照GB/T31851—2015中的試驗(yàn)方法，對(duì)一雙組份硅酮膠檢測(cè)樣品，利用紅外光譜和熱失重兩種分析儀器聯(lián)合進(jìn)行鑒定，測(cè)得其含有白油(標(biāo)記為充白油膠)。
1.1 不同硅酮膠樣品的紅外光譜分析
對(duì)1#-5#硅酮膠樣品進(jìn)行紅外測(cè)試，并與充白油膠樣品的紅外光譜進(jìn)行對(duì)比，如圖1所示。
圖1 各硅酮膠樣品和充白油膠樣品的紅外光譜
由圖1可以看出，市售的硅酮膠樣品2#-5#與水解物為原料制備的硅酮膠樣品1#的譜線非常類(lèi)似，主要吸收峰型基本一致，在2962cm-1處為-CH3的伸縮振動(dòng)吸收峰，1259cm-1為-CH3的變形振動(dòng)吸收峰，1000~1130cm-1為Si-O-Si的伸縮振動(dòng)吸收峰，匹配度較高，說(shuō)明1#-5#硅酮膠樣品所含的官能團(tuán)相同。而充白油膠樣品的在紅外譜圖上顯示了其特有的吸收峰，在2960cm-1為CH3的C-H鍵不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰，2924cm-1為CH2的C-H鍵不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰，2854cm-1為CH2的C-H鍵的對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰，1466cm-1為CH2的變形振動(dòng)或CH3的不對(duì)稱(chēng)變形振動(dòng)峰。
1.2 不同硅酮膠樣品的熱失重分析
以國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的107膠、硅油（詞條“硅油”由行業(yè)大百科提供）為基本原料生產(chǎn)的雙組份硅酮膠(標(biāo)記為0#)，對(duì)0#-5#樣品進(jìn)行熱失重測(cè)試，熱失重曲線如圖2。
由圖2可以看出，0#樣品在250℃以上開(kāi)始有明顯失重，到600℃左右第I階段失重結(jié)束，至800℃左右第II階段失重結(jié)束。
圖2各硅酮膠樣品的熱失重曲線
從圖2可以看出，索取的市售硅酮膠樣品2#-5#與以水解物為原料制備的樣品1#的熱失重曲線相似，均在升溫至(100-150)℃時(shí)就開(kāi)始明顯失重，遠(yuǎn)低于0#樣品的250℃(發(fā)生明顯質(zhì)量損失的溫度)，說(shuō)明1#-5#樣品中均含有不耐溫的物質(zhì)，造成其在(100-150)℃的低溫區(qū)就開(kāi)始出現(xiàn)質(zhì)量損失，熱穩(wěn)定性能均較差。
1.3 討論
從圖2可以看到，市售的部分廠家的硅酮膠產(chǎn)品，分解溫度較低，會(huì)影響其老化性能，后期力學(xué)性能會(huì)衰減過(guò)快，造成密封膠使用壽命的縮短，影響在工程項(xiàng)目上使用的安全性。
隨著酮膠行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈化，一些硅酮膠生產(chǎn)商為了降低成本，從107膠、硅油入手，采用以水解物作為原料制備的107膠為硅酮膠產(chǎn)品的原膠，甚至有的生產(chǎn)商直接以水解物作為基膠。水解物價(jià)格偏低，以其為原料生產(chǎn)的107膠，生產(chǎn)中省去了裂解、精餾等環(huán)節(jié)，設(shè)備（詞條“設(shè)備”由行業(yè)大百科提供）損耗少，市場(chǎng)價(jià)格低于傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的107膠。但水解物是線性體和DMC的混合物，DMC又是D3、D4、D5、D6等多種環(huán)體的混合物，其質(zhì)量不可控，以它為原料制備的107膠批次之間的質(zhì)量差異較大。結(jié)合圖2中1#樣品的熱失重曲線，它開(kāi)始有明顯質(zhì)量損失的溫度區(qū)間是(100-150)℃，遠(yuǎn)低于0#樣品的250℃。而圖1的紅外光譜圖又顯示0#與1#樣品兩者之間的譜線非常相似，所含的官能團(tuán)相同。0#與1#樣品的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)雖然相同，但1#樣品的熱穩(wěn)定性明顯較差，就如同是添加了“三聚氰胺的牛奶”，外觀上看雖是牛奶，但危害性極大。
2 不同硅酮膠樣品與充白油膠樣品的對(duì)比
將按照GB/T31851—2015中的試驗(yàn)方法測(cè)得的充白油膠樣品的熱失重曲線與1#-5#樣品的進(jìn)行對(duì)比，如圖3所示。
圖3各硅酮膠樣品和充白油膠樣品的熱失重曲線
從圖3上可以看出，1#-5#樣品與充白油膠樣品均在升溫至100℃左右就開(kāi)始出現(xiàn)明顯失重，在低溫區(qū)的質(zhì)量損失曲線非常相似。1#-5#樣品與充白油膠樣品的失重速率在100℃左右就開(kāi)始逐漸變大，表明它們的熱穩(wěn)定性能均極差。
隨著建筑門(mén)窗及幕墻的快速發(fā)展，新型、超高層建筑門(mén)窗及幕墻的逐步增多，對(duì)密封膠產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來(lái)越高，如歐洲標(biāo)準(zhǔn)ETAG 002《結(jié)構(gòu)密封膠裝配體系歐盟技術(shù)認(rèn)證指南》明確指出硅酮結(jié)構(gòu)的使用壽命不低于25年;國(guó)內(nèi)建工行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)G/T475-2015《建筑幕墻用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》以及G/T471-2015《 建筑門(mén)窗幕墻用中空玻璃彈性密封膠》中明確提出25年的質(zhì)保要求;新修訂的GB16776《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》也提出了硅酮結(jié)構(gòu)密封膠25年的質(zhì)保要求，將在2021年全面實(shí)施;GB/T11944《中空玻璃》提出 “中空玻璃的預(yù)期使用壽命至少應(yīng)為15年”。而圖3的熱重結(jié)果表明索取的市售硅酮膠樣品2#-5#的分解溫度偏低，與白油膠相似，使用時(shí)存在擠出性好，以及柔軟、彈性好的假象，但它們的耐老化性能差，隨著時(shí)間的推移，會(huì)發(fā)生不可逆的體積收縮、硬化和開(kāi)裂等問(wèn)題，甚至出現(xiàn)脫粘等現(xiàn)象，對(duì)密封膠與基材的粘結(jié)產(chǎn)生很大影響。這類(lèi)產(chǎn)品的使用壽命無(wú)法得到保障，無(wú)法滿(mǎn)足目前建筑行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量要求，會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題和安全隱患。
3 結(jié)論
目前部分市售的硅酮膠產(chǎn)品雖然價(jià)格低，但其與白油膠一樣存在熱分解溫度偏低的現(xiàn)象，熱穩(wěn)定性能差，后期會(huì)暴露出一系列問(wèn)題，如變硬、開(kāi)裂、脫粘等情況，耐老化能力差，造成硅酮膠產(chǎn)品的提前失效，無(wú)法保障產(chǎn)品的使用壽命，從而導(dǎo)致中空玻璃出現(xiàn)漏氣、漏水等現(xiàn)象，高層建筑幕墻上玻璃板塊脫落的情況，帶來(lái)極大的安全隱患。大家需慎重選材，硅酮膠生產(chǎn)商不能為了一味追求利潤(rùn)最大化，忽視產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題，給社會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。
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