玻璃幕墙密封胶检测报告
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掺矿物油硅酮密封胶的性能及对玻璃幕墙的危害
来源:郑州中原应用技术研究开发有限公司作者:杨潇珂日期:201*-8-24页面功能【字体：大中小】【打印】【关闭】【评论】
摘要：本文对白油含量不同的硅酮密封胶的物理性能及热老化性能进行了测试，并对掺白油的硅酮胶在使用中的危害进行了一系列的阐述。在此基础上呼吁市场上应提高硅酮密封胶的质量，拒绝白油胶的存在，以及提高国家标准和完善白油胶的测试方法。关键词：幕墙；白油；硅酮密封胶；
PropertiesoftheSiliconeSealantwithMineralOiland
HazardsinPanelWallIndustry
ZhengzhouzhongyuanAppliedTechnologyResearchandDevelopmentCo.Ltd,HenanZhengzhou,450007
Abstract:Thisarticleanalysesmechanicsandthermalstabilityofsiliconesealantwithdifferentquantityofmineraloil,andshowsitshazardsinthepanelwallindustry.Itispointedoutthatthemineraloilshouldberefusedtoimprovethequalityofsiliconesealant.Italsomakessuggestionsonstandard’srevisionandperfectingtestmethodsofsealantwithmineraloil.
Keywords:panelwall;mineraloil;siliconesealant;引言
世界上第一个结构性装配幕墙已经出现了30多年，并且仍处于良好的安全使用状态[1]。而在中国玻璃幕墙的兴起和发展已经走过了20多年，由于它鲜明的个性和美学特点，形成了多彩而富于变化的城市景观。而用于幕墙粘结的硅酮密封胶，因其良好的粘结性和耐候性在建筑幕墙装配上起到了重要的作用。但是在飞速发展的背后,隐藏着许多问题。
随着玻璃幕墙的普及和中空玻璃作为高效节能产品逐渐进入人们的生活，其产品产量快速增加，随之在市场上也出现了幕墙用密封胶的质量良莠不齐的现象，并且近年来随着建筑市场价格竞争激化,蔓延着重价格轻质量的倾向,激烈的竞争凸显出价格说了算的倾向,个别胶厂为了降低成本,不惜在密封胶中添加矿物油。与此同时，部分中空玻璃生产厂家和门窗公司因为不了解矿物油对中空玻璃的危害而选用价格低廉的硅酮中空玻璃胶、结构胶、耐候胶等其它密封胶代替中空玻璃密封胶使用，或选用含矿物油的价格较低的硅酮中空玻璃胶将中空玻璃装框安装到楼房上，基于这种情况，也促使了市场上出现了掺矿物油的中空玻璃密封胶和玻璃胶---前者直接作为中空玻璃的外道密封胶与中空玻璃内道丁基胶直接接触，后者直接被用于替代中空玻璃密封胶使用或在中空玻璃装框时与中空玻璃外道密封胶通过点式直接接触。随着时间的推移，采用含矿物油的中空玻璃工程用密封胶制作的中空玻璃出现了一系列严重的质量问题：矿物油渗透到内道丁基胶内，溶解了丁基胶配方中的基础料，丁基胶被矿物油软化并溶解而流淌进入中空玻璃间隔层内，中空玻璃出现大量漏水、漏气和出雾等现象，使中空玻璃的使用寿命大大缩短[2]。
为此，笔者对掺白油硅酮密封胶的力学性能、粘接性能、老化性能及热性能进行了研究，并列举了大量的实例来说明掺白油硅酮密封胶对玻璃幕墙、中空玻璃及石材填缝造成的危害[1]，并在此呼吁每一个胶厂都应该做到不加白油，而幕墙公司在选胶上应做到质量第一，这样我们才能更好地杜绝幕墙玻璃粘结密封装配安全的质量事故发生,令人们对幕墙的安全和耐久性更加的感到放心[3,4]。1试验部分1.1试验原料
分别取掺加白油量为0％、2%、4%、6%、8%、10％的硅酮密封胶产品进行测试。1.2性能测试1.2.1力学性能测试
按照国标GB16776的规定，制成“工”型的试片，在恒温恒湿间养护28d后在拉力机上进行标况和300h水紫外拉伸测试。1.2.2硬度测试
按照GB/T531-1999通过在高温下加速白油胶的老化，在不同的时间段对其硬度进行测量。1.2.3热重分析在瑞士梅特勒-托尔多公司生产的TGA/DSC1型热重分析仪上对胶样进行测试，对其耐热性能进行比较。2结果与讨论
2.1幕墙用中空玻璃的危害2.1.1聚硫胶失粘现象
目前，中空玻璃所用的密封胶聚硫胶会出现失粘现象，这样造成了中空玻璃密封失效，降低了其保温性能。
对于这种问题，原因主要有二：首先，厂家在制作中空玻璃时没有保证两个粘接玻璃面的清洁，这样在用胶的过程中就会造成聚硫胶的脱粘；其次，对于用于中空玻璃与窗框之间密封的硅酮耐候胶，如果其内部含有白油，当其用于窗框密封时，随着时间的推移，白油会慢慢的渗到中空玻璃的外道胶即聚硫胶的粘接表面，由于白油是非极性分子，且与聚硫胶是不相溶的，这样聚硫胶与被粘界面间就不能互相润湿，从而造成聚硫胶与玻璃表面之间脱粘。对于上述这两种原因，第一个我们可以通过认真的工作去克服，而第二个则需要厂家选用高质量硅酮密封胶，拒绝掺白油硅酮密封胶。2.1.2对丁基胶的危害
在目前的建筑行业中，不少工程出现了中空玻璃丁基胶流淌、彩虹和出雾漏气现象，这不仅影响了建筑物的美观，更对建筑物的质量造成了严重的伤害。这是因为矿物油的沸点很低，容易挥发，当含矿物油的硅酮密封胶用于中空玻璃的外道密封后，随着时间的推移，矿物油会不断向内外挥发，当其和中空玻璃的第一道密封胶丁基胶接触后会造成其溶解，这样会导致中空玻璃凸点、流淌、中空玻璃密封失效以及在低辐射玻璃中出现彩虹现象[5]，对中空玻璃造成很大的伤害。矿物油的含量较多，造成丁基胶流淌在中空玻璃的腔体内，在中空玻璃内表面，形成一道一道的油带。当矿物油进入Low-E中空玻璃时，膜层未被腐蚀时就会出现彩虹现象。在实验室中对中空玻璃硅酮结构胶与丁基胶进行了相容性试验如图：
从图1中可以看出，把掺矿物油硅酮密封胶与丁基胶进行相容性试验后，掺矿物油硅酮密封胶中的矿物油就会迁移出来，进入丁基胶中，从而造成丁基胶溶解、变稀，当使用在中空玻璃上时，会导致丁基流淌现象。
对于矿物油胶（白油）在工程中的使用结果如下图：从图2、3中可以清晰的看出丁基胶流淌和彩虹现象。
2.2对玻璃幕墙的危害
目前，在市场上由于掺白油硅酮密封胶的出现，且被某些建筑商用于玻璃幕墙的结构装配及接缝处的密封，这势必会对幕墙工程的质量造成很大的危害。因为这些建筑幕墙大多采用于公共建筑、商务中心区域,该区域人流势必密集,如板片高空坠落,其后果是灾难性的。
幕墙板片依靠硅酮结构胶粘结在外墙框架上,这就要求结构胶既要有足够的强度,能承受50年或100年一遇的最大设计荷载,又要具有足够的弹性,能承受风荷载、热、地震和建筑沉降引起的结构变位,而且要保证位移时的应力不大于许用应力。如果在幕墙工程上使用了掺白油硅酮密封胶，由于这种密封胶中的增塑剂甲基硅油（甲基硅油无色、无味、不易挥发；不溶于水、甲醇、乙二醇，可与苯、二甲醚、甲乙酮、四氯化碳或煤油互溶，具有很小的蒸气压，较高的闪点和燃点。甲基硅油具有卓越的耐热性、电绝缘性、耐候性、疏水性、生理惰性和较小的表面张力，还具有低的黏温系数，较高的抗压缩性。）被低分子、易挥发的矿物油（白油）所取代，在长期的使用过程中其力学性能会急剧下降，且白油也会随着时间的推移而慢慢的挥发出来，这样导致密封胶结构化、变硬、失去弹性，其后果是造成胶的位移能力下降，粘接性破坏，进而造成玻璃的脱落。下图为某工程所用的掺白油硅酮密封胶后出现的开以及中空玻璃脱落现象裂现象。<
为了进一步了解掺白油硅酮密封胶的龟裂、变脆的原因，在此特地对某工程中所用的掺白油硅酮密封胶相隔一年后两个样的TG曲线进行对比：同一种掺白油硅酮密封胶使用一年后胶样的TG曲线如图6所示：
图6是某厂家的白油硅酮密封胶，1#曲线为使用1年后掺矿物油硅酮密封胶，2#曲线为未使用的掺矿物油硅酮密封胶，在图中的第一个失重平台可以清晰的看出在室外使用1年后的硅酮密封胶失重了1.8%，而未使用的在此温度下失重达到了17%。第二个平台为有机硅的含量，它们的有机硅含量都为25%左右，作为同一种密封胶其有机物含量相差了15%，这是因为矿物油作为增塑剂，极易挥发，当在室外使用时白油会随着时间的推移而慢慢地挥发出来，从而造成了1#TG曲线失重率降低，在此情况下这种胶会收缩、脆化、失去硅酮胶原有的柔性、表面出现龟裂并最终造成硅酮密封胶脱粘，使中空玻璃密封失效。针对中空玻璃脱落问题，主要从四个方面考察：（1）接口设计是否合理；
（2）所用硅酮结构胶本身的质量问题；（3）硅酮密封胶的粘接性能；（4）工程质量问题；
（1）和（4）是建筑商需要解决的问题，而针对（2）和（3）的问题，笔者通过对含有不同矿物油量的硅酮密封胶在加速老化的条件下对其粘接性能及力学性能进行了测定，通过实验数据可以证明硅酮胶本身的质量以及其粘接性也是导致中空玻璃的脱落的二个因素。
硅酮密封胶在标况和水紫外条件下的拉伸性能如图7所示：
从图7中可以看出，几种密封胶在标况下的力学性能差距不大，随着矿物油含量的增加其拉伸性能稍微减小，且玻璃与铝片之间属于内聚破坏。而经过水紫外照射的条件下其拉伸强度与标况下的拉伸强度相比有很大的下降，随着矿物油含量的增加，拉伸强度下降很快，当矿物油含量是10%时其水紫外拉伸强度下降为0.79MPa,且玻璃脱粘5%以上，已经不能满足标准的要求。这也说明了掺矿物油的硅酮密封胶最初的性能是可以满足标准要求的，但经过室外的紫外线照射及雨雪天气的侵蚀其性能会随着时间的推移而急剧下降，最明显的是粘接和拉伸强度下降，这直接会导致中空玻璃脱落。2.3对建筑物的外观污染问题
如果石材密封胶中掺加了矿物油，在使用后会对石材产生污染，这是因为硅酮密封胶中含有的矿物油随着时间的推移慢慢的渗入石材的毛细孔中，从而在石材接缝的两边形成污染带，而一旦出现石材污染现象，就只能更换石材。所以建筑商在选择硅酮密封胶的时候，一定要慎之又慎，不能使用掺矿物油的硅酮密封胶。
3结论
（1）随着硅酮密封胶的矿物油（白油）量的增加，其力学性能、胶的柔韧性、粘接性能与没加矿物油的对比都有不同程度的下降。当经过水紫外、高温老化后其各项性能变化更大，其性能远远低于没加矿物油的硅酮密封胶。
（2）列举了一些掺矿物油硅酮密封胶在使用中对工程产生的一些弊端，进一步说明了它的的危害性。
（3）由于国标中规定的标准太过宽泛，使掺矿物油的硅酮密封胶仍能达到标准要求，这样的密封胶大量流入市场后，对工程的质量造成极大的危害，针对这种现象，建议应尽快对相关标准进行修改，进而规范硅酮密封胶的市场，保证工程的质量。4参考文献
[1]张晓敏，李宏伟，周文亮.幕墙行业密封胶相关问题及原因分析.工程质量201*.No.2
[2]钟志红,赵康,武庆民.再论矿物油影响中空玻璃质量的危害性及预防方法.建筑玻璃与工业玻璃201*.No.6
[3]马启元.正确选材拒绝白油胶维护幕墙结构粘结密封耐久性.建筑接缝密封与防水
[4]马玉权.玻璃幕墙的应用及其发展.建筑工程
[5]牛晓.密封胶中的矿物油对中空玻璃的影响.《玻璃》201*,(1)
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