Properties of the Silicone Sealant with Mineral Oil and Hazards in Panel Wall Industry

Zhengzhou zhongyuan Applied Technology Research and Development Co. Ltd, Henan Zhengzhou, 450007 

Abstract: This article analyses mechanics and thermal stability of silicone sealant with different quantity of mineral oil, and shows its hazards in the panel wall industry. It is pointed out that the mineral oil should be refused to improve the quality of silicone sealant. It also makes suggestions on standard’s revision and perfecting test methods of sealant with mineral oil.

Key words: panel wall; mineral oil; silicone sealant;

　　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)例來說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/DSC 1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)于這種問題，原因主要有二：首先，廠家在制作中空玻璃時(shí)沒有保證兩個(gè)粘接玻璃面的清潔，這樣在用膠的過程中就會(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，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，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)的開以及中空玻璃脫落現(xiàn)象裂現(xiàn)象。

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