玻璃幕墻密封膠檢測報告

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摻礦物油硅酮密封膠的性能及對玻璃幕墻的危害

來源:鄭州中原應用技術(shù)研究開發(fā)有限公司作者:楊瀟珂日期:201*-8-24頁面功能【字體：大中小】【打印】【關閉】【評論】

摘要：本文對白油含量不同的硅酮密封膠的物理性能及熱老化性能進行了測試，并對摻白油的硅酮膠在使用中的危害進行了一系列的闡述。在此基礎上呼吁市場上應提高硅酮密封膠的質(zhì)量，拒絕白油膠的存在，以及提高國家標準和完善白油膠的測試方法。關鍵詞：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]。而在中國玻璃幕墻的興起和發(fā)展已經(jīng)走過了20多年，由于它鮮明的個性和美學特點，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)品逐漸進入人們的生活，其產(chǎn)品產(chǎn)量快速增加，隨之在市場上也出現(xiàn)了幕墻用密封膠的質(zhì)量良莠不齊的現(xiàn)象，并且近年來隨著建筑市場價格競爭激化,蔓延著重價格輕質(zhì)量的傾向,激烈的競爭凸顯出價格說了算的傾向,個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，部分中空玻璃生產(chǎn)廠家和門窗公司因為不了解礦物油對中空玻璃的危害而選用價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與中空玻璃外道密封膠通過點式直接接觸。隨著時間的推移，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)了一系列嚴重的質(zhì)量問題：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料，丁基膠被礦物油軟化并溶解而流淌進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，筆者對摻白油硅酮密封膠的力學性能、粘接性能、老化性能及熱性能進行了研究，并列舉了大量的實例來說明摻白油硅酮密封膠對玻璃幕墻、中空玻璃及石材填縫造成的危害[1]，并在此呼吁每一個膠廠都應該做到不加白油，而幕墻公司在選膠上應做到質(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,令人們對幕墻的安全和耐久性更加的感到放心[3,4]。1試驗部分1.1試驗原料

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

按照國標GB16776的規(guī)定，制成“工”型的試片，在恒溫恒濕間養(yǎng)護28d后在拉力機上進行標況和300h水紫外拉伸測試。1.2.2硬度測試

按照GB/T531-1999通過在高溫下加速白油膠的老化，在不同的時間段對其硬度進行測量。1.2.3熱重分析在瑞士梅特勒-托爾多公司生產(chǎn)的TGA/DSC1型熱重分析儀上對膠樣進行測試，對其耐熱性能進行比較。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。

對于這種問題，原因主要有二：首先，廠家在制作中空玻璃時沒有保證兩個粘接玻璃面的清潔，這樣在用膠的過程中就會造成聚硫膠的脫粘；其次，對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，當其用于窗框密封時，隨著時間的推移，白油會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濕，從而造成聚硫膠與玻璃表面之間脫粘。對于上述這兩種原因，第一個我們可以通過認真的工作去克服，而第二個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，更對建筑物的質(zhì)量造成了嚴重的傷害。這是因為礦物油的沸點很低，容易揮發(fā)，當含礦物油的硅酮密封膠用于中空玻璃的外道密封后，隨著時間的推移，礦物油會不斷向內(nèi)外揮發(fā)，當其和中空玻璃的第一道密封膠丁基膠接觸后會造成其溶解，這樣會導致中空玻璃凸點、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?shù)V物油進入Low-E中空玻璃時，膜層未被腐蝕時就會出現(xiàn)彩虹現(xiàn)象。在實驗室中對中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)膠與丁基膠進行了相容性試驗如圖：

從圖1中可以看出，把摻礦物油硅酮密封膠與丁基膠進行相容性試驗后，摻礦物油硅酮密封膠中的礦物油就會遷移出來，進入丁基膠中，從而造成丁基膠溶解、變稀，當使用在中空玻璃上時，會導致丁基流淌現(xiàn)象。

對于礦物油膠（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對玻璃幕墻的危害

目前，在市場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，這勢必會對幕墻工程的質(zhì)量造成很大的危害。因為這些建筑幕墻大多采用于公共建筑、商務中心區(qū)域,該區(qū)域人流勢必密集,如板片高空墜落,其后果是災難性的。

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)膠既要有足夠的強度,能承受50年或100年一遇的最大設計荷載,又要具有足夠的彈性,能承受風荷載、熱、地震和建筑沉降引起的結(jié)構(gòu)變位,而且要保證位移時的應力不大于許用應力。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（甲基硅油無色、無味、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，較高的閃點和燃點。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，在長期的使用過程中其力學性能會急劇下降，且白油也會隨著時間的推移而慢慢的揮發(fā)出來，這樣導致密封膠結(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)的開以及中空玻璃脫落現(xiàn)象裂現(xiàn)象。<

為了進一步了解摻白油硅酮密封膠的龜裂、變脆的原因，在此特地對某工程中所用的摻白油硅酮密封膠相隔一年后兩個樣的TG曲線進行對比：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，在圖中的第一個失重平臺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到了17%。第二個平臺為有機硅的含量，它們的有機硅含量都為25%左右，作為同一種密封膠其有機物含量相差了15%，這是因為礦物油作為增塑劑，極易揮發(fā)，當在室外使用時白油會隨著時間的推移而慢慢地揮發(fā)出來，從而造成了1#TG曲線失重率降低，在此情況下這種膠會收縮、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。針對中空玻璃脫落問題，主要從四個方面考察：（1）接口設計是否合理；

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

（1）和（4）是建筑商需要解決的問題，而針對（2）和（3）的問題，筆者通過對含有不同礦物油量的硅酮密封膠在加速老化的條件下對其粘接性能及力學性能進行了測定，通過實驗數(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致中空玻璃的脫落的二個因素。

硅酮密封膠在標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，幾種密封膠在標況下的力學性能差距不大，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)過水紫外照射的條件下其拉伸強度與標況下的拉伸強度相比有很大的下降，隨著礦物油含量的增加，拉伸強度下降很快，當?shù)V物油含量是10%時其水紫外拉伸強度下降為0.79MPa,且玻璃脫粘5%以上，已經(jīng)不能滿足標準的要求。這也說明了摻礦物油的硅酮密封膠最初的性能是可以滿足標準要求的，但經(jīng)過室外的紫外線照射及雨雪天氣的侵蝕其性能會隨著時間的推移而急劇下降，最明顯的是粘接和拉伸強度下降，這直接會導致中空玻璃脫落。2.3對建筑物的外觀污染問題

如果石材密封膠中摻加了礦物油，在使用后會對石材產(chǎn)生污染，這是因為硅酮密封膠中含有的礦物油隨著時間的推移慢慢的滲入石材的毛細孔中，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，其力學性能、膠的柔韌性、粘接性能與沒加礦物油的對比都有不同程度的下降。當經(jīng)過水紫外、高溫老化后其各項性能變化更大，其性能遠遠低于沒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工程產(chǎn)生的一些弊端，進一步說明了它的的危害性。

（3）由于國標中規(guī)定的標準太過寬泛，使摻礦物油的硅酮密封膠仍能達到標準要求，這樣的密封膠大量流入市場后，對工程的質(zhì)量造成極大的危害，針對這種現(xiàn)象，建議應盡快對相關標準進行修改，進而規(guī)范硅酮密封膠的市場，保證工程的質(zhì)量。4參考文獻

[1]張曉敏，李宏偉，周文亮.幕墻行業(yè)密封膠相關問題及原因分析.工程質(zhì)量201*.No.2

[2]鐘志紅,趙康,武慶民.再論礦物油影響中空玻璃質(zhì)量的危害性及預防方法.建筑玻璃與工業(yè)玻璃201*.No.6

[3]馬啟元.正確選材拒絕白油膠維護幕墻結(jié)構(gòu)粘結(jié)密封耐久性.建筑接縫密封與防水

[4]馬玉權(quán).玻璃幕墻的應用及其發(fā)展.建筑工程

[5]牛曉.密封膠中的礦物油對中空玻璃的影響.《玻璃》201*,(1)

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