中空玻璃用硅酮結(jié)構(gòu)膠標(biāo)準(zhǔn)解讀

 

      關(guān)鍵詞: 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn);中空玻璃用密封膠;硅酮結(jié)構(gòu)密封膠;硬度;相容性

 

      1 概述

 

      中空玻璃是一種具有良好的隔熱隔音性能、美觀適用、可降低建筑物自重的新型建筑節(jié)能材料，自美國1865 年發(fā)明至今已有百年以上的歷史。中空玻璃由兩片(或多片)玻璃組成，采用高強(qiáng)度、高氣密性的復(fù)合粘結(jié)劑將玻璃片與內(nèi)含干燥劑的間隔條周邊粘合密封，使玻璃層間形成有干燥氣體的空間。為達(dá)到玻璃與間隔條的粘合密封效果，形成玻璃層間具有干燥氣體的空間，高強(qiáng)度、高氣密性的外道或稱二道密封膠——中空玻璃結(jié)構(gòu)密封膠的性能和質(zhì)量非常重要，其功能是將玻璃單元固定在一起，同時限制水分轉(zhuǎn)移到玻璃單元內(nèi)，阻止氣體由玻璃單元內(nèi)滲出。目前常用的中空玻璃窗用密封膠有3 類產(chǎn)品，即硅酮、聚硫和聚氨酯密封膠，而對于商業(yè)建筑用中空玻璃一般首選的是硅酮密封膠。需要特別指出的是，作為隱框幕墻，在JGJ102—2003《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》和歐洲標(biāo)準(zhǔn)中均明確規(guī)定，用于結(jié)構(gòu)裝配的中空玻璃二道密封膠必須為硅酮結(jié)構(gòu)密封膠。也正由于硅酮結(jié)構(gòu)密封膠具有與無孔基材表面粘結(jié)牢固、耐老化性能優(yōu)異的特點(diǎn)，隨著大量商業(yè)建筑幕墻的出現(xiàn)，中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠也由此得到了大量的運(yùn)用。目前我國生產(chǎn)中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的企業(yè)有40多家，年產(chǎn)量上萬t，已經(jīng)成為全球硅酮結(jié)構(gòu)密封膠生產(chǎn)和使用量最大的國家，中空玻璃用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠標(biāo)準(zhǔn)的制定，將有利于中空玻璃密封膠產(chǎn)品和工程質(zhì)量的控制，進(jìn)一步保障建筑安全和實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。國家標(biāo)準(zhǔn)《中空玻璃用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會于2007年下達(dá)的第4 批國標(biāo)制修訂計(jì)劃，由我所負(fù)責(zé)組織國內(nèi)外著名的密封膠企業(yè)共同進(jìn)行編制的。該標(biāo)準(zhǔn)已于2009 年7月發(fā)布，并將于2010 年6 月實(shí)施，標(biāo)準(zhǔn)號為：GB24266—2009，其中物理力學(xué)項(xiàng)目為強(qiáng)制性指標(biāo)。

 

      2 標(biāo)準(zhǔn)制定原則

 

      中空玻璃用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠主要用于結(jié)構(gòu)裝配系統(tǒng)的中空玻璃二道密封，有別于建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠。執(zhí)行GB16776《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》標(biāo)準(zhǔn)的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠，主要是考慮在幕墻結(jié)構(gòu)裝配時需要較大的延伸率，能夠承受結(jié)構(gòu)的受力變形;而對于中空玻璃用結(jié)構(gòu)密封膠來說，如果也在延伸率上提出同樣的要求，將會產(chǎn)生很大的問題。因?yàn)樽鳛橹锌詹Ａб坏烂芊獾亩』芊饽z，在中空玻璃單元拉伸10％時容易產(chǎn)生破壞，若二道密封的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在低強(qiáng)度時延伸率很大，就會造成一道密封的破壞，影響中空玻璃的氣密性。對于二道密封為硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的中空玻璃單元，其氣密性主要由丁基密封膠發(fā)揮作用，因此對中空玻璃用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的延伸率要求有別于建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠。

 

      此外中空玻璃用結(jié)構(gòu)膠長期承受光照作用，需要有更好的耐候性;中空玻璃結(jié)構(gòu)膠需要與一道密封的丁基膠和接縫處的耐候膠接觸，相互之間不應(yīng)產(chǎn)生影響使用效果的反應(yīng)，如：起霧、發(fā)粘、“流淚”、粘結(jié)破壞、變色等等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，95％以上的中空玻璃的失效是由于二道密封粘結(jié)失效引起的，因此目前的GB16776標(biāo)準(zhǔn)不完全適用于中空玻璃用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠，需要制定適用于中空玻璃的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠標(biāo)準(zhǔn)。

 

      本標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)項(xiàng)目根據(jù)中空玻璃結(jié)構(gòu)膠的用途進(jìn)行了調(diào)整，當(dāng)在涉及結(jié)構(gòu)裝配時要求與GB16776相同。本標(biāo)準(zhǔn)主要指標(biāo)或檢測方法非等效采用了國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)ASTM C1369:2002《結(jié)構(gòu)鑲裝中空玻璃單元用第二道密封膠》，本標(biāo)準(zhǔn)附錄A部分“中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠與相接觸材料的相容性”，參考了prEN 15434：2005《建筑玻璃———結(jié)構(gòu)和/或耐紫外線                  　　密封膠(用于結(jié)構(gòu)密封鑲裝或中空玻璃單元暴露密封)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)》。

 

      3 標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容介紹

 

      本標(biāo)準(zhǔn)由于部分內(nèi)容與GB 16776 標(biāo)準(zhǔn)有相同之處，因此本文不一一列出，只是將兩標(biāo)準(zhǔn)的不同之處作一介紹。

 

  　　3.1 產(chǎn)品的分類

 

   　 本標(biāo)準(zhǔn)中將產(chǎn)品分為單組分型(1)和雙組分型(2)。一般而言，中空玻璃產(chǎn)品大多為工廠化生產(chǎn)，需要連續(xù)作業(yè)，因此單組分產(chǎn)品應(yīng)用相對較少，從驗(yàn)證試驗(yàn)的樣品來看11個樣品也全部是雙組分產(chǎn)品。

 

      3.2 物理力學(xué)性能

 

      3.2.1 適用期

 

      適用期是指密封膠的分裝組分從混合均勻開始到保持能使用的時間。本標(biāo)準(zhǔn)未對此項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)定，由供需雙方商定，適應(yīng)了不同場合的需求。對雙組分產(chǎn)品而言，適用期的長短反映了其固化速度的快慢，一般只需通過調(diào)配兩組分的混合比即可滿足要求;而且固定混合比的適用期也不能反映真實(shí)的固化速度，因此本標(biāo)準(zhǔn)中并未明確規(guī)定其要求。

 

      3.2.2 硬度相對于GB16776硅酮結(jié)構(gòu)密封膠，中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠對應(yīng)的彈性模量應(yīng)更高一些，從實(shí)際的驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果看，硬度的確也高一些，11個樣品中最小值為36，最大值為56，較同生產(chǎn)單位的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠要高出2～3個數(shù)量單位。因此在設(shè)立硬度指標(biāo)時，根據(jù)彈性模量與硬度間的關(guān)系，中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠產(chǎn)品硬度指標(biāo)比GB 16776有所提高。

 

      3.2.3 拉伸粘結(jié)性能和定伸粘結(jié)性能該指標(biāo)與GB 16776硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的試驗(yàn)內(nèi)容較為接近。不同之處是對于中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠來說，對拉伸模量有了進(jìn)一步要求，即伸長率10％時的拉伸模量須≥0.15 MPa，保證在第一道密封的丁基膠沒有破壞時，第二道密封的結(jié)構(gòu)膠就具有較高的強(qiáng)度來抵抗應(yīng)力變形。由于中空玻璃結(jié)構(gòu)膠在應(yīng)力作用下不希望產(chǎn)生很大的變形，因此取消了最大強(qiáng)度時伸長率指標(biāo);同時為了避免由于取消伸長率指標(biāo)造成有些產(chǎn)品彈性太差、變形太小引起結(jié)構(gòu)破壞，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了25％時定伸粘結(jié)性，以保證產(chǎn)品具有一定的彈性。

 

      3.3 與丁基膠、耐候膠的相容性

 

      在組裝中空玻璃時，中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠不可避免地與第一道密封的丁基膠，以及板塊間接縫密封的耐候膠相接觸。從實(shí)際工程反饋的信息來看，由于一些耐候膠摻加了較多的揮發(fā)性小分子物質(zhì)，使中空玻璃產(chǎn)生了“流淚”現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了其產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命，因此在本標(biāo)準(zhǔn)中增加了與相接觸材料的相容性要求，有助于限制劣質(zhì)產(chǎn)品的使用。我們在驗(yàn)證試驗(yàn)中選用了一些低檔的耐候膠，看到中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠與耐候膠、與丁基膠接觸后，一些產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度、模量、伸長率都有較大變化;同時中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠與上述材料接觸后，從外觀上也能發(fā)現(xiàn)丁基膠發(fā)粘、耐候膠有小分子物質(zhì)析出的現(xiàn)象，但并不是每個中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠與上述材料相接觸后都會產(chǎn)生這種現(xiàn)象，這更證明了選用材料時相容性試驗(yàn)的重要性。表1為23 ℃時中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠與中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠、耐候膠、丁基膠接觸的拉伸粘結(jié)性驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

 

      4 試驗(yàn)中需要注意的問題

 

      在試驗(yàn)項(xiàng)目中，拉伸粘結(jié)性能和定伸粘結(jié)性能是考驗(yàn)中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的主要指標(biāo)，而在測試中基材的清潔程度又是直接影響這兩項(xiàng)指標(biāo)的關(guān)鍵，由于標(biāo)準(zhǔn)中對粘結(jié)破壞面積(拉伸粘結(jié)性項(xiàng)目)規(guī)定很嚴(yán)格，要求≤5％，稍有一些污跡就可能遠(yuǎn)超這一指標(biāo)，因此作為檢測人員不能因?yàn)樽陨砉ぷ鞯牟坏轿欢e誤地進(jìn)行判定。伸長率10％時的模量項(xiàng)目，由于測試的試件間距本身就不大，對應(yīng)伸長率10％就更小了，相差1 mm 的位移，模量可能已相差好幾倍，因此調(diào)整零點(diǎn)非常重要。這兩點(diǎn)是我們認(rèn)為在實(shí)際的檢測工作中需要加以注意的，供大家參考。

 

      5 其他的一些驗(yàn)證試驗(yàn)說明

 

      在標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中我們還進(jìn)行了一系列的產(chǎn)品驗(yàn)證試驗(yàn)，如三面粘結(jié)拉伸，此試驗(yàn)?zāi)M中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在實(shí)際使用過程中產(chǎn)生的三面受力情況，即兩面玻璃和側(cè)面的鋁隔條形成的使中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在形變時均受力的情況。另外還有撕裂性能、剪切性能和長期耐老化性能等，這些試驗(yàn)?zāi)茌^真實(shí)地反映中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在使用過程中產(chǎn)生的受力破壞情況，但由于技術(shù)和成本等各方面的因素，最終未被列入標(biāo)準(zhǔn)條文。但是，我們認(rèn)為這些項(xiàng)目的研究和試驗(yàn)，對今后本標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步修訂完善將提供非常有益的幫助。

 

      6 結(jié)語

 

      本標(biāo)準(zhǔn)的制定，將規(guī)范中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用，避免前期采用GB16776《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》標(biāo)準(zhǔn)來替代中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠標(biāo)準(zhǔn)的不正?，F(xiàn)象。本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，必將促進(jìn)中空玻璃建筑幕墻的技術(shù)進(jìn)步，也使建筑的安全和節(jié)能有了更好的保障。