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1、以刃年全国铝门窗幕墙行业年会论文硅酮密封胶在门窗上的应用探讨邱泽皓袁素兰王有治王祖华成都硅宝科技实业有限责任公司摘要本文针对目前硅酮密封胶在门窗中的应用加以概述,比较了硅酮密封胶与其它类型密封胶的优缺点,并对个别门窗广家对硅酮密封胶认识不足导致的一些误区加以解析。,前言有机硅密封胶俗称硅酮密封胶,是普遍应用于建筑行业的一种有机硅产品。有机硅产品发展的早期,由于技术要求高,加上性能优异,价格昂贵,故主要为军工部门使用。随着时间的推移,现已变成社会和人们为发展生产和改善生活环境中不可缺少的化工材料。在工业发达国家,有机硅产品的销售额仅次于聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯及酚醛树脂等五大产品的销售
2、额。硅酮密封胶与其它高聚物密封胶不同,具有非常独特的性质,由于硅酮密封胶中所使用的基础聚合物主要由一一键构成。密封胶施胶后,其固化的过程就是交联剂与基础聚合物反应后形成网状的凡一一骨架结构的硫化过程,一一键键能很高,大大超过了一、一及一键等,与常见的砂、石、玻璃、陶瓷及石英等无机物所具有的一一键类似,因此,硅酮密封胶作为一种半有机半无机的材料,具有较卓越的耐候性、优异的耐高低温性、耐化学物质性、环境友好等优点,广泛应用于建筑门窗、幕墙、汽车、道桥、电子及医疗等行业。如表所示为几种表一一键与其它典型高聚物键能对比化化学键键键能一一碳一碳键抖一碳一氧键一碳一氮键一碳一硫键一硫一硫键一硅一氧键月科科
3、紫紫外光高分子材料典型的化学键与一一键键能的比较,可以看出,除了一一键以外,其它化学键键能都低于的紫外光的能量,这也就是硅酮密封胶在长期户外条件下受紫外线照射仍保持良好的性能,而一般的高聚物则很容易老化的基本原因。入刃年全国铝门窗幕墙行业年会论文门窗密封胶的发展现代建筑业兴起以前,大部分建筑使用的都是木质门窗,门窗密封材料一般用木条和腻子,也有短暂使用过聚丙烯酸脂密封胶,这种老式的门窗密封材料在美观或密封性能上都不是非常理想,腻子甚至需要一年一换。随着现代建筑的发展,木质门窗逐渐退出市场,取而代之的是以较为高档的阳极氧化铝材为基材的铝合金门窗,与之搭配的门窗密封胶为酸性硅酮密封胶,这是硅酮密封
4、胶在门窗上的第一次使用,在当时条件下看来,作为一种高档耐用,各项性能都非常优异的密封胶确实取得了极大的成功。然而一段时间以后,酸性硅酮密封胶的生产厂家为了牟取暴利,向密封胶中加人了大量低廉的聚稀烃类油状填充物,酸性硅酮密封胶施胶一段时间后就出现渗油现象,影响了门窗的美观,甚至失去密封功能。加上酸性密封胶使用时放出大量难闻的异味,阳极氧化铝合金门窗越来越不受人们的欢迎。随着社会的进步,目前为止,市场上大量应用的现代门窗一般有两种,一种是节能性能优异的塑料门窗,另一种是从阳极氧化铝合金门窗改进而来的彩色铝合金门窗。塑料门窗的塑料与门窗玻璃之间采用了密封胶条作为密封材料,利用密封胶条的弹性挤压使门窗
5、的玻璃和基材固定成型。而彩色铝合金门窗中铝合金与玻璃之间的缝隙使用一种可室温固化的密封胶填充,待密封胶固化完全后,玻璃和铝合金通过密封胶粘结形成整体,既有密封还可以起到防水作用。起初,有部分厂家使用过聚丙烯酸脂密封膏,然而聚丙烯酸脂密封膏不管是对彩色铝合金还是对玻璃表面都只有简单的附着力,没有形成分子间的键合,受力破坏后内聚破坏面积几乎为零。在日常的使用过程中,彩色铝合金门窗受热胀冷缩的影响,在风力、人力等载荷的作用就下一定会产生位移,虽然肉眼无法识别,但对于无内聚粘结力的聚丙烯酸脂密封膏来说,这样的位移绝对是破坏性的。因此,使用一段时间后,聚丙烯酸密封膏与彩色铝合金及玻璃之间就发生脱离,失去
6、了密封防水的作用。目前,人们意识到聚丙烯酸密封膏的缺陷后,大多采用硅酮密封胶作为门窗填缝材料,硅酮密封胶除具有卓越的耐候性能,优异的防水性而外,在其固化的过程中,密封胶中的偶联剂与铝合金或玻璃表面的活性基团发生化学反应,结合成牢固的化学键,一般而言,受强力破坏后与基材的内聚破坏面积可以达到以上,所以,普通的热胀冷缩等荷载基本上不会对硅酮密封胶造成影响。然而,前面提到,酸性硅酮密封胶曾用于阳极氧化铝合金门窗,出现了一系列的问题,为什么在这里还要推荐使用硅酮密封胶呢这要从硅酮密封胶的种类说起,硅酮胶按固化剂种类不同分为脱酸型、脱醇型、脱酮厉型、脱丙酮型等等,固化剂种类不同,硅酮密封胶的一些使用性能
7、都会不同。前面提到的脱酸型硅酮密封胶只是一种最初期的产品,的确存在一些缺陷,应用到彩色铝合金上还会对铝材产生腐蚀,目前,脱酸型的密封胶只在玻璃和玻璃之间的粘结上还有部分使用,在多数场合下使用的是脱醇型、脱酮肪型硅酮密封胶。彩色铝合金和玻璃门窗接缝可以使用脱醇型中性固化硅酮密封胶,脱醇型硅酮密封胶对铝材无腐蚀、粘结性好,一般不会出现渗油现象,现已深得广大用户信赖。年全国铝门窗幕墙行业年会论文门窗外墙用密封胶塑料门窗和彩色铝合金门窗在门窗厂加工成型后,施工现场装配到固定的墙体上,由于装配的需要,墙体所预留安装部位的尺寸要大于门窗实际尺寸,当安装成型后,墙体和门窗之间就会有少量间隙,通过打人发泡材料
8、可以部分填满此间隙,但达不到防水及美观的效果,因此需要使用密封胶来进行填缝处理。墙体内部缝隙采用丙烯酸脂密封膏就可以到达密封效果,然而,墙体外部缝隙由于常常受到雨水冲刷,日晒雨淋,使用水性的丙烯酸脂密封膏就达不到防水效果。目前,市场上除丙烯酸脂密封胶外还有两种外墙胶,一是高分子溶剂型胶,二是硅酮密封胶。高分子溶剂型胶是将一些分子链柔性大,常温下呈橡胶态的高聚物溶人有机溶剂中,并加人填料制得,如常见的丁基胶。这种密封胶施胶后随着有机溶剂的挥发,放出大量有害气体,对环境造成很大影响,大大损害了施工人员的健康。在固化过程中,密封胶与墙体及门窗体都不发生化学反应,密封胶 自身也不发生任何反应,没有形成
9、交联网状结构,固化后高分子材料的粘弹性就明显体现出来,表面易发粘,容易吸收大量灰尘,严重影响美观。如果使用对水泥基材有良好粘结性的脱酮肪型硅酮密封胶,这样的情况就可以完全避免,施胶后无论雨水冲刷,还是日晒雨淋,都不发生太大地变化。虽然在价格上,硅酮密封胶的确比高分子溶剂型胶昂贵,但随着社会的发展,人们对建筑的品质和美观要求越来越高,相信硅酮密封胶会越来越广泛地作为门窗外墙胶应用到实际工程中。硅酮密封胶用于门窗填缝时常见问题解析硅酮密封胶各种性能上的优势加之在玻璃幕墙上多年的使用经验使其应用于门窗填缝上是绰绰有余的,然而由于打胶工人施工不当,或对打胶环境认识不清等人为因素造成的质量问题也是时有发
10、生,下面我们重点介绍硅酮胶施工时候易出现的问题及解决办法。密封胶的厚度硅酮密封胶应用于玻璃幕墙作为结构胶使用时,国家标准规定其厚度不得小于,然而,作为门窗填缝胶使用时,并不是施胶越厚越好,由于硅酮密封胶是通过吸收空气中的水分从外到里逐渐固化的,施胶越厚,需要固化等待的时间越长,不小于厚的结构用单组分硅酮密封胶一般在固化时间天后才能达到最大粘结力。作为铝合金门窗接缝使用时,一般需要两面施胶,等第一面胶固化基本完全后再翻面打第二面胶,如果施胶厚度太厚,不但成本提高,造成不必要的浪费,而且两遍胶的固化时间都要增加,使生产周期变长,还要占用大量空间来堆放未成型的门窗。如果不等硅酮密封胶固化完全就强行翻
11、面进行第二面施胶或直接出厂,在翻动和搬运的过程中产生的引力很容易使密封胶开裂或与基材剥离。印年全国铝门窗幕墙行业年会论文图门窗厂现场所施硅酮胶要达到粘结玻璃和基材成为一个整体且起到密封的作用,密封胶厚度也不能太薄,由于硅橡胶的特点,施胶没有一定的厚度,与基材的粘结性会受很大的影响,太薄就容易发生粘结失败的情况,而且,密封胶太薄,强度不够,很容易在外界载荷的作用下破坏。因此,建议门窗厂根据自身门窗的特点,针对门窗缝的具体宽度选择打胶厚度为一为宜,见图所示。表面清洁一个容易忽略的问题就是铝合金和玻璃的表面清洁,获得很好的密封胶粘结性的一个关键就是有一个干净的材料表面。材料表面是密封粘接的关键之处,
12、但往往是最容易被忽视的。很多看起来较为干净的基材,其实有很多肉眼无法识别的污渍,不管是铝合金还是玻璃,都容易粘染这些污渍,如油污、脱模剂、灰尘、指纹、水气或保护胶带膜去除后残存的物质等等。这些污渍在施打密封胶前都应用溶剂进行清洗干净,例如对于玻璃来说,可用异丙醇、丁酮清洗,铝合金可用丁酮、丙酮清洗。使用温度硅酮密封胶一般在一范围内施工。铝合金表面温度过高以上也不能施工。此时施工可能造成硅酮密封胶的固化反应速度过快,产生的小分子物质来不及迁移出胶体表面而在胶体内部聚集形成气泡,从而破坏胶缝的表面美观。温度低于时,基材的表面容易结露或结冰、结霜等,为粘结失败带来很大隐患。然而,如果注意对结露、结冰
13、、结霜清理干净,作好一些细节的把握,也是可以正常打胶施工的。前面已经谈到,材料表面清洁是密封粘接的关键之处,铝合金和玻璃在打胶之前必须用溶剂清洗干净,然而,清洗溶剂挥发后会带走大量热量,使基材表面的温度瞬间低于环境温度,在处于温度较低的环境中时,容易使周围的水分凝结到基材的表面,这少量的水分施胶工人是很难察觉得到,按照正常情况施胶,就很容易造成粘结失败,密封胶与基材的脱离。而避免出现类似情况得方法就是,用溶剂清洗基材后立即用干布条再清理一人刃年全国铝门窗幕墙行业年会论文遍,凝聚的少量水分也会被布条擦干,再立即施胶就比较稳妥。还有一些门窗厂家习惯于在冬天将铝合金及玻璃基材拿到暖房中施胶,疏不知将
14、温度较低的基材拿到暖房中后,由于环境温度较高,基材温度较低,这样就会在基材表面上聚积薄层的水分,施胶工人也很难察觉,即使用干布条清理后仍会马上重新聚积,施胶后很容易造成粘结失败。因此,建议厂家在冬天气温较低时将基材放在暖房中,施胶时挪移到户外施胶,这样不但可以避免结露、结冰、结霜的情况,而且,此时基材表面温度高,施胶后密封胶与基材表面接触面的部分温度也较高,温度高则有利于密封胶中的偶联剂与基材上基团的化学反应,使得密封胶与基材的粘结更加牢固。小结总之,随着社会的进步和科技的发展,硅酮密封胶作为一种优秀的密封材料,从一些高端产品中的应用,如幕墙用结构胶,逐渐可以成为我们日常的玻璃门窗用胶,尽可能地展示了有机硅材料的优异性能。然而,在硅酮胶再门窗应用过程中出现的一些由于施工处理不当造成的事故问题,还需要在长时间的实践中不断摸索、不断总结经验来解决。参考文献 幸松民,王一璐,有机硅合成工艺及产品应用,化学工业出版社,卿一
