吳健濤 陳炳耀 姚榮茂 全文高
摘 要:簡單介紹建筑家裝市場中常見的脫酮肟型、脫醋酸型、脫醇型、脫酰胺型等四大類密封膠的性能特點和應用領域。逐一分析和概況有機硅密封膠在玻璃幕墻裝配、門窗裝配、石材幕墻裝配、路面修補等5個領域中的應用情況;通過總結(jié)我國有機硅建筑密封膠的生產(chǎn)及市場情況,分析未來的發(fā)展機遇及存在問題。
關鍵詞:有機硅;建筑;玻璃幕墻;門窗;石材;填縫
0 前言
有機硅密封膠又稱之為室溫硫化(RTV)硅橡膠,根據(jù)硫化反應放出的低分子化合物的不同,RTV有機硅密封膠又分為脫酸型、脫醇型、脫肟型、脫酰胺型、脫丙酮型等。目前建筑業(yè)常用的是脫酸型、脫肟型、脫醇型及脫酰胺型有機硅密封膠。有機硅密封膠具備優(yōu)異的耐老化性能,能在風吹日曬的惡劣環(huán)境中保持良好粘接性能;同時在冷熱交換的高低溫下性能比較穩(wěn)定,能夠在-40~150℃的溫度中粘接完好如初。有機硅密封膠基材適用范圍廣泛,在石材、金屬、玻璃、水泥、陶瓷以及木材等領域均可使用。這些特殊性能,滿足了建筑行業(yè)對粘接密封材料的需求,目前有機硅密封膠在建筑上的應用領域越來越廣。
1 建筑業(yè)常用有機硅密封膠的特點
1.1 脫酸型有機硅密封膠
脫酸型有機硅密封膠具有良好的粘接性能和貯存穩(wěn)定性,是發(fā)展起步最早、技術最成熟的密封膠之一。脫酸型有機硅密封膠適用于鋁材、玻璃、陶瓷等基材領域,鋁門窗的裝配工程中用量最大,曾一度占據(jù)了建筑有機硅密封膠的最大市場份額。但是脫酸型有機硅密封膠存在對金屬腐蝕嚴重,在室外高溫中容易降解等缺點,使其應用推廣領域受到嚴重受限。
1.2 脫肟型有機硅密封膠
脫肟型有機硅密封膠又稱之為中性密封膠,該密封膠品種研制工藝成熟,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,適用于水泥、鋼材、木方等傳統(tǒng)建筑基材,具有良好的粘接性和密封性。脫肟型有機硅密封膠基材適用范圍廣泛,施工工藝簡潔高效,在密封膠的市場中的份額最大。但脫肟型有機硅密封膠生產(chǎn)成本比較高,而且溶助劑材料毒性強,不符合健康、環(huán)保發(fā)展理念。
1.3 脫醇型有機硅密封膠
脫醇型有機硅密封膠比脫肟型更環(huán)保和健康,在密封膠的市場時常代替脫肟型使用。脫醇型有機硅密封以鈦配合物為催化劑,有優(yōu)異的粘接密封性能(鈦配合物本身就是很好的增粘劑),而且生產(chǎn)成本較低,有良好的發(fā)展前景。但脫醇型有機硅密封膠施膠環(huán)境要求高、生產(chǎn)工藝復雜,不適用于潮濕悶熱、通風條件差的環(huán)境下使用。
1.4 脫酰胺型有機硅密封膠
脫酰胺型有機硅密封膠以甲基乙烯基-順-(N-甲基乙?;坊┕柰闉閿U鏈劑,膠液模量比較低,硫化速度快,在道路、機場跑道等路面縫隙填充中應用量比較大。脫酰胺型有機硅密封膠生產(chǎn)企業(yè)少,生產(chǎn)研發(fā)成本比較高,在有機硅密封膠市場占有量比較小;同時脫酰胺型有機硅密封膠交聯(lián)劑反應活性高,硫化過程釋放出的酰胺揮氣體時常造成密封膠表面發(fā)粘,嚴重限制了此類密封膠的應用和推廣。
2 有機硅密封膠在建筑業(yè)的應用
2.1 在玻璃幕墻裝配中的應用
有機硅密封膠在玻璃幕墻(SSG)裝配系統(tǒng)中,承受著玻璃自重及所受的外力等多種荷載,并且要求能經(jīng)受日曬雨淋、保持長久的粘接性。幕墻結(jié)構(gòu)與其他類型的建筑加固不同,需要粘接材料具有良好的耐老化性和耐高低溫性能,在日曬雨淋中不發(fā)生分解和粘接失效。目前在膠粘劑領域中,只有有機硅結(jié)構(gòu)密封膠能滿足GB16776-2015的要求,能夠保障幕墻工程的密封防水與建筑安全。
2.2 在門窗裝配中的應用
有機硅密封膠不僅有良好的粘接性能,而且耐老化性能也表現(xiàn)十分的優(yōu)異,在門窗裝配中能經(jīng)受住風吹日曬的侵蝕。有機硅密封膠施工操作簡單,門窗裝配使用過程中對施工環(huán)境需求比較寬泛,后期的維護保養(yǎng)需求比較少。在門窗家裝領域中,有機硅密封膠深受消費者們的喜愛,市場上占據(jù)了80%以上的份額。有機硅密封膠在品質(zhì)方面碾壓丙烯酸酯密封膠產(chǎn)品,主攻中高端建材市場,適用于多用于門窗裝配等室內(nèi)外裝修場景。
2.3 在石材幕墻裝配中的應用
傳統(tǒng)的有機硅密封膠配方體系中增塑劑是必不可少的原料之一, 增塑劑可以提升密封膠的彈性和韌性,但是增塑劑原料在密封膠老化過程中容易析出。增塑劑析出后形成流掛淚珠,不僅影響裝飾美觀,而且嚴重的污染了石材等多孔性材料。隨著有機硅密封膠生產(chǎn)技術的發(fā)展,部分有機硅企業(yè)已經(jīng)掌握活性增塑劑技術,通過化學反應連接到聚硅氧烷分子鏈上,使其不再游離析出。實踐證明,以有機硅密封膠粘接的石材建筑,經(jīng)受住十幾年日曬雨淋的考驗。
2.4 在路面嵌縫中的應用
路面在日曬雨淋的惡劣環(huán)境下,路基材料頻繁受到熱脹冷縮的影響,為了適應路面頻繁收縮實際需求,路面間在設計中提前預留了很多接縫。公路縫隙填充一般會選擇木方、瀝青等傳統(tǒng)材料,但這些傳統(tǒng)材料雖然滿足了填縫需求,但是起不到密封、防水的作用,在夏季暴雨沖刷下容易引發(fā)路面塌陷的風險。有機硅密封膠粘接性能良好、適用基材廣泛以及優(yōu)異的伸長拉伸性能,滿足了路面填縫、密封以及收縮變化的需求。
3 我國有機硅建筑密封膠的生產(chǎn)及市場概況
在我國,有機硅密封膠大量用于建筑行業(yè)始于20世紀80年代后期;至90年代初期,有些企業(yè)掌握了有機硅密封膠的生產(chǎn)技術并開始大量生產(chǎn),如廣州白云粘膠廠、湖北回天新材料有限公司。在以后的十幾年里,有機硅密封膠行業(yè)飛速發(fā)展。短短30多年,國內(nèi)有機硅生產(chǎn)企業(yè)達到320家,總產(chǎn)量規(guī)模超過了200萬噸/年級,生產(chǎn)技術比較成熟的有機硅密封膠品種有脫酮肟型、脫醇型、脫酸型及脫酰胺型等四張主要品種。我國有機硅密封膠的消費量在120萬噸左右,主要在建筑幕墻、室內(nèi)門窗裝飾、陽光棚項目、裝修填縫等方面需求量最大。從企業(yè)實力來看,廣州白云化工、江西星火有機硅廠、成都硅寶公司、廣東新展化工、浙江新安化工集團等企業(yè)產(chǎn)能規(guī)模居前,實現(xiàn)了工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
4 未來發(fā)展及存在問題
隨著國家經(jīng)濟的高速發(fā)展,有機硅密封膠的未來前景不可限量。經(jīng)濟發(fā)展必然會帶動建筑行業(yè)的繁榮,市場上對有機硅密封膠產(chǎn)品需求量與日俱增,高性能、功能型密封膠也會相繼問世;以此同時,有機硅密封膠產(chǎn)品需求量的壯大,也帶動了原料產(chǎn)業(yè)、生產(chǎn)設備的改良和優(yōu)化,大大的提升了有機硅密封膠的生產(chǎn)效率、有效的降低密封膠的制造成本;有機硅密封膠產(chǎn)品發(fā)展瓶頸主要在于缺乏研發(fā)和創(chuàng)新、科技專利立項少,各生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品千篇一律且將精力都話花費在降低成本上,試圖通過價格戰(zhàn)搶占有限的市場。激烈的價格競賽中,很多企業(yè)在有機硅密封膠原料體系中以次充好,將大量的白物質(zhì)礦油填充到密封膠中代替增塑劑硅油使用,造成大量密封膠產(chǎn)品出現(xiàn)滲油、發(fā)白以及老化等質(zhì)量問題,嚴重影響了有機硅密封膠在建筑行業(yè)的推廣應用。
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