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幕墻用鋁型材的表面處理對硅酮結構密封膠長期粘結性的影響研究

來源:.國家化學建筑材料測試中心  作者:曾兵 ,張曉敏 ,范琴  日期:2012-10-31
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  摘要:本課題選用了四個硅酮結構密封膠企業的單、雙組分共八個樣品,以鋁型材和硅酮結構密封膠的180。剝離試驗為檢測項目,以剝離破壞面積和剝離粘結強度為評估性能指標,分別考察了在55℃和90℃熱水下,以三種類型(氟碳噴涂、陽極氧化和粉末噴涂)的幕墻用鋁型材為基材的四種表面處理方式對不同單、雙組分硅酮結構密封膠長期粘結性的影響。通過上述耐久性試驗,研究了不同表面處理的鋁型材對硅酮結構密封膠在一定老化條件下長期粘結性的影響,并對試驗結果進行了分析,得出了一些規律與結論,以期為建筑幕墻的耐久性、安全性問題提供一定的技術依據。
  關鍵詞:硅酮結構密封膠; 鋁型材; 氟碳噴涂; 陽極氧化; 粉末噴涂; 耐久性

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  其老化機理可能是因為硅酮結構密封膠固化后同時受水和熱的影響。水有兩方面的作用:其一使硅酮結構密封膠進一步交聯,分子鏈逐漸加長,分子間內聚力增加,從而使強度增加;其二則使其發生水解而降解,導致強度降低。熱的作用在短時間內會加快自由基反應的交聯過程,使強度增加,但長期的熱作用反而會促使膠的老化,使強度下降。從而使得單組分硅酮結構密封膠在55℃熱水下,剝離強度先增加,隨后隨時間的延長而下降。

  對于四種雙組分試樣,標態時,A、B、D與氟碳噴涂的鋁型材不涂底漆時(底漆只用在粉末噴涂上)粘結較差,B、D與陽極氧化的鋁型材不涂底漆時粘結較差,D與粉末噴涂的鋁型材涂底漆后粘結較差。對于老化后的試樣,D與氟碳噴涂的鋁型材不涂底漆時粘結較差,A、C與陽極氧化和粉末噴涂的鋁型材粘結較差。對于與粉末噴涂的鋁型材粘結后的雙組分試樣,涂底漆后,A的剝離破壞面積由100%下降為30%,剝離強度有較大提高,其余試樣影響較小。

  對于隨老化時間影響較小的雙組分硅酮結構密封膠,表明在養護期間,兩種組分可能已基本完全反應,鏈段已充分交聯,在55℃熱水下老化時,水解和熱作用同時進行,降解和交聯的競爭大致相當,使得剝離強度變化幅度較小。當降解大于交聯時,剝離強度下降。對于標態時與型材表面粘結較差,經熱水老化后反而粘結性能提高的現象,可能是因為,不同表面處理的鋁型材因表面處理的方式不一樣,涂層成分不一樣造成膠與型材界面粘結不充分,隨著老化的進行,短期的熱水作用促進了界面各組分的交聯,從而使得剝離強度提高。

  2.2 90℃熱水下不同表面處理的鋁型材對單、雙組分硅酮結構密封膠長期粘結性的影響與55℃熱水老化相比較,9O℃熱水老化條件苛刻,大部分結構膠密封膠本體己變軟、變黏。從表3可知,b90℃熱水下老化條件下對多種表面粘結性最優,其他膠對M及Md表面均100%粘結破壞;90℃熱水下老化0表面的粘結穩定性最優;F次之。90℃熱水老化后各樣品粘結破壞強度見表4。


  由表4可知,90℃熱水老化條件下b對多種表面處理型材的剝離強度最大,粘結性最優;其余粘結穩定性均較差。在三種表面處理的型材中,M/Md表面粘結后耐90~C熱水條件下老化最差。所有的雙組分樣品均表現為較低的剝離強度,其性能大幅下降直至失去使用價值, 因此對硅酮結構密封膠的選擇必須慎重。

  3 結論
  (1)F表面與多種膠常溫粘結欠佳,但熱水處理1500h內改善;O表面與多種膠常溫粘結欠佳,但熱水處理1000 h內改善;M表面與多種膠常溫粘結良好。Md的平均粘結破壞面積最小,表明涂底漆后粘結穩定性提高,表面粘結穩定性優。

  (2)對于55℃單組分樣品,隨著老化時間的延長,基本上1000 h時各試樣剝離強度最高;隨后隨著時問的延長,達到2000h時,強度普遍下降。雙組分樣品的強度普遍低于同條件下的單組分樣品,且熱水對其的老化影響要小于單組分樣品。

  (3)在90℃高溫下,樣品與氟碳噴涂和陽極氧化表面處理的鋁型材的粘結性能要優于與粉末噴涂的鋁型材。粉末噴涂的鋁型材由于涂層在高溫下與型材的附著力已失效,除b夕l,其余樣品均表現為完全界面破壞。【完】
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