掺白油硅酮耐候密封胶的危害分析

掺白油硅酮耐侯密封胶的危害分析刘盈张晓敏曾兵王景涛【摘要】针对工程中出现的中空玻璃＂流泪＂现象,分析了掺加白油的密封胶对中空玻璃丁基胶的影响。通过选用4个不同白油含量的耐候密封胶样品进行试验,分别考察了掺加不同量的白油对密封胶加速老化后的粘结性能﹑硬度﹑定伸粘结性及热失重等性能的影响,并研究了白油含量不同对密封胶性能的影响,以及掺加白油的密封胶实际使用后的危害性。【关键词】硅酮耐候密封胶﹔白油﹔危害分析﹔耐久性【中图分类号】TU58【文摘识别码】B【文章编码】1671-3702(2009)11-0143-03HazardAnalysisofSiliconWeatherproofingGlazingSealantWithWhiteMineralOilLIUYingZHANGXiao-minZENGBingWANGJing-tao(NationalCenterforQualitySupervisionandTestofBeijingEngineering,Beijing100013,China)Abstract:Aimingagainstthe“weep”phenomenoninthehollowglassinproject,thesiliconglazingsealantaffectonhollowglassbutylrubberisanalyzed.Throughthetestofselectingfourdifferentweatherproofglazingsealantsamples,differentquantitywhitemineraloilaffectontheglazingsealantafteracceleratedaging,suchasadhesiveproperty,hardness,moduluscohesiveproperty,heatweightlessnessandanyotherperformance.Thecontentofwhitemineraloilaffectontheperformanceofthesiliconglazingsealantaswellasthehazardaftertheuseofsiliconglazingsealantwithwhitemineraloilisstudied.Keywords:siliconweatherproofingglazingsealant;whitemineraloil;hazardanalysis;durability1引言随着玻璃幕墙在建筑业应用的不断增多，硅酮耐候密封胶等与之相配套产品的产量也在迅速增加。但近年来，由于企业生产成本的提高和市场竞争的加剧，很多企业的经营遇到了极大的困难和考验。一些厂家为了降低成本，在硅酮耐候密封胶生产过程中添加白油增塑剂，使其耐候性、力学性能及与中空玻璃中丁基胶的相容性等均受到很大的影响，从而给建筑玻璃幕墙的工程质量埋下隐患。为此，笔者对硅酮耐候密封胶中掺加白油的危害性进行了研究。2试验部分1）试验材料含白油的硅酮耐候密封胶（以下简称白油密封胶），其白油含量分别为：5%、8%、12%和15%。2）试验仪器电子天平、拉力机、调温调湿箱、烘箱、紫外线辐照箱、邵氏A硬度计。3）试验操作①白油密封胶经加速老化后外观的变化按照GB/T13477的规定，制作成H形试样，养护28d后，进行紫外线—水辐照试验，然后定伸24h，观察试验现象。②白油密封胶经加速老化后性能的劣化按照GB/T13477的规定，制作成H形试样，养护28d后分别在标态、高温、浸水光照条件下测试白油密封胶的粘结性能。③白油密封胶的热老化性能按照行标JC/T882－2001规定的要求，测试白油密封胶的热失重，并与未掺油的密封胶试样进行比较。3结果与讨论目前，不少工程出现过中空玻璃丁基胶溶解甚至流淌的现象，不仅影响了建筑物的美观，而且使其保温、密封等性能大大降低。某工程现场中空玻璃如图1所示，从图中可清楚地看到中空玻璃丁基胶溶解流淌的情况。针对这一问题，业界的一些学者开始寻找其原因，其中，王旭东等[1]对掺油中空玻璃密封胶做了较详尽的研究，发现掺油后的中空玻璃密封胶对造成中空玻璃丁基胶流淌现象有着直接的关系。而我们在实际工程中还发现，有些中空玻璃使用了无白油中空玻璃密封胶后，仍旧出现了中空玻璃丁基胶流淌的情况。这些工程虽然使用了高质量的中空玻璃，但却因选择了廉价的耐候密封胶，也造成中空玻璃发生流淌现象。白油是一种矿物油，又称石蜡油，为无色无味的透明液体，其对热熔丁基胶有明显的溶解作用。白油因其小分子的扩散作用，可穿过中空玻璃密封胶，由密封胶层扩散至中空玻璃内道的丁基胶层，并将其溶解。随着时间的推移，丁基胶因白油的扩散溶解作用而发粘甚至流淌，即我们所说的“中空玻璃流泪”。出现这一现象，将直接影响工程质量。1）白油密封胶经加速老化后外观的变化随着建筑物使用年限的增加，一些密封胶出现粉化、开裂现象，使得建筑密封性能下降，同时也影响到建筑物的美观（见图2）。白油密封胶经加速老化试验后的外观变化如表1所示。由表1可知，随着白油掺量的增加，开裂现象更加明显。这是因为，白油作为一种极易渗透、挥发的小分子矿物油，在经过紫外线长时间照射后，会因其流失导致密封胶体体积收缩，并出现开裂等现象。在实际工程中，有些使用廉价耐候密封胶的工程，甚至不到半年时间就可见到明显的密封胶开裂。2）白油密封胶经加速老化后性能的劣化耐候密封胶作为一类填缝密封用材料，虽不像结构胶那样需要具有很好的粘结强度和拉伸粘结伸长率，但就工程使用而言，其填缝密封性能在设计使用年限内，同样应满足需求。掺加白油对耐候密封胶粘结性影响的试验结果如表2所示。由表2可以看出，随着掺加白油量的增加，密封胶本身的粘结性能随之下降，说明白油的加入直接影响到了耐候密封胶本身的性能。而加白油量相同的密封胶，在经过试验室水－紫外老化条件处理后，其粘结性能也下降明显。白油密封胶经高温处理后，粘结强度有一定程度的提高，这可能是因为其标态下未固化充分所致。在实际使用过程中，一些密封胶随着使用年限的增加，出现变硬变脆等现象，失去硅酮胶本身的柔韧特性，导致密封效果降低，建筑节能能效下降。标态及加速老化条件下的密封胶硬度测试情况如图3、表3所示。由图3看出，随着密封胶中掺加白油量的增加，密封胶在标态下的硬度随之降低，即掺加白油的密封胶柔软、弹性好是一种外观假象。并且，由表3可以看出，随着白油掺量的增加，密封胶在老化后的硬度变化率也增大，表明掺加白油的密封胶随着使用时间的增加，更容易变硬和脆化。3）白油密封胶的热老化性能矿物油沸点低，挥发性较大，经高温试验后，白油密封胶的热失重较大，试验结果见表4、图4。由表4可知，随着白油加入量的增加，密封胶热失重值几乎是呈线性增加。其中白油加入量为8%时，密封胶热失重已超过标准规定值（≤10%）；加入量为5%时，密封胶的热失重为8.18%，虽然达到了标准要求，但通过上述研究发现，其老化性能亦受到很大的影响。现行标准中规定的密封胶热失重值应不大于10%。根据试验，这项指标存在检测漏洞，需在今后的标准修订时进行调整。通过对试验数据的分析发现，当白油加入量为0时，密封胶的质量损失率为3.14；在日常检测中也发现，产品质量稳定的企业，其密封胶质量损失率基本上都在4%以内。因此，为保证耐候密封胶市场的健康稳定发展，相关标准应及时进行修订。4结语1）掺加白油的硅酮密封胶在经过高温、紫外光照等加速老化试验后，其外观、定伸粘结性、硬度等性能均受到明显的影响。因此，如果被用于实际工程，将对幕墙的密封性及外观都产生极大的危害。2）现行标准中的质量损失率指标要求过宽，导致一些掺加白油的密封胶也可以通过产品检测而流向市场，故应重新对该项指标进行修订。参考文献[1]王旭东，张燕红，王经武.关注掺油中空玻璃密封胶的危害性[J].新型建筑材料，2006，（5）：22－24.