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          浙江大華幕墻裝飾有限公司

          全玻(點支式)幕墻中空玻璃密封膠的選擇
          浙江大華幕墻裝飾有限公司 2010/5/10 專家觀點

          前 言

              隨著玻璃幕墻的興起,加速了中空玻璃行業的發展,人們對中空玻璃質量的要求也越來越高。中空玻璃系統的密封和結構穩定性是通過中空玻璃密封膠來實現的。由于中空玻璃的使用環境較為復雜,在使用期間始終面臨著外來的水汽滲透、風吹雨淋、烈日暴曬、紫外線照射、四季溫差變化,還有氣壓、風荷載等外力的影響,因此要求密封膠必須具有不透水、不透氣、耐輻射、耐溫差、耐濕氣等性能,同時還要滿足中空玻璃生產工藝的要求。為確保中空玻璃的質量,優質的密封膠是制作性能良好的中空玻璃的最基本的保證。

              中空玻璃必須靠雙道密封來保證其優良的性能,即第一道密封采用熱熔丁基密封膠,主要起密封作用;第二道密封則由聚硫或硅酮密封膠來完成,因其具有優良的彈性和對玻璃良好的粘接性能而起到輔助密封并保持中空玻璃結構穩定的作用,兩者相輔相成,缺一不可。硅酮、聚硫等彈性密封膠靠化學反應來達到粘合目的,而熱﹑ 熔丁基密封膠主要靠丁基橡膠聚異丁烯等的自身極低的水氣透過率來實現其密封效果。目前國內外中空玻璃的這兩種密封膠都是采用傳統的黑色或深色,很難滿足幕墻的通透性和整體性效果以及視覺上的美觀,特別是全;螯c支式幕墻,往往因此選用了單片或夾層玻璃而導致失去隔音隔熱功能,F在許多設計師及幕墻企業正在尋求白色或透明的密封膠來滿足這一要求。正是基于這一需求,我們自2000 年起在對硅酮系列白色和透明結構密封膠研究開發的同時,在傳統黑色丁基密封膠研究的基礎上,對中空玻璃用白色和透明丁基密封膠進行立項和研究,并于2004 年通過中試生產,投放市場。

              1 、透明硅酮結構膠研究

              我們研究開發的MF899T 中性透明硅酮結構密封膠,在2002年3月經國家建筑防水材料產品質量監督檢驗中心的檢測,檢驗合格,是國內首家也是惟一一家通過GB16776 標準檢測的中性透明硅酮結構密封膠。2004 年9 月按ASTMC920-2001 標準,MF899T 中性透明硅酮結構密封膠經新加坡國家實驗室(PSB Corporation)檢測,檢驗合格。

              MF899T 中性透明硅酮結構密封膠研制過程

              MF899T 中性透明硅酮結構密封膠,克服了酸性膠腐蝕基材的缺點和長期老化后黃變現象的發生,對被粘材料具有良好的粘結性能。

              1 . 1 采用技術標準GB/16776-97 建筑用硅酮結構密封膠GB/T11944-2002 中空玻璃GB/T13477-2002 建筑密封材料試驗方法GB/T 531-99 袖珍硬度計壓入硬度實驗方法GB/T 14682-93 建筑密封材料術語

              1 . 2 性能研究性能研究包括實驗室研究、生產工藝研究、批量生產、穩定性研究和應用領域研究幾個研究階段。

              1.2.1 實驗室研究階段硅酮密封膠通常由基礎聚合物、交聯劑、填料及催化劑等組成。從2000 年至2002 年,我公司研發小組對本研究進行了為時2 年500 多個配方試驗,試驗包括以下幾個方面。

              1.2.1.1 一般性能研究硅酮密封膠作為一種建筑密封材料,需要達到的性能參數有:(1)外觀,要求為細膩均勻膏狀物、無結塊、凝膠、結皮及不易迅速分散的析出物,透明膠則還要求達到較高的透明度;(2)下垂度,是指密封材料在一定溫度下的流動程度;(3)擠出性,它反映了密封材料擠注的施工性能;(4)表干時間,指密封材料的表面失去粘性的時間;(5) 邵氏硬度,指彈性密封材料抵抗外力壓入的能力;(6)拉伸粘結性,反映了密封材料在給定基材上的粘結性能,以拉伸強度(MPa)及斷裂伸長率(%)表示。

              1.2.1.2 抗黃變性能研究黃變現象是密封膠經大氣長期老化后, 膠體被氧化而發生自身變黃的現象,與配方設計有較大關系。為此我們從偶聯劑及填料等方面入手,對所選材料進行反復實驗,并對實驗樣品進行長期大氣曝曬實驗,最終確定了具有抗黃變性能的配方。

              MF899T 中性透明硅酮結構密封膠與進口酸性透明硅酮密封膠大氣曝曬老化對比實驗。

              經6 個月大氣曝曬實驗后,MF899T 中性透明硅酮結構密封膠沒有黃變現象,而進口酸性透明硅酮密封膠黃變非常明顯,證明MF899T 中性透明硅酮結構密封膠具有良好的抗黃變性能,能達到很好的美觀要求。

              1.2.1.3 貯存性能研究MF899T 中性透明硅酮結構密封膠作為一種商品,由包裝成品到銷售并最終被使用,必須具有一定貯存期以滿足使用要求。我公司的硅酮建筑密封膠產品貯存期為12 個月,在貯存期內產品的全面性能無變化。貯存性能受三個因素影響:(1)膠體本身的特性,膠體在存放過程中自身性能會發生變化;(2)包裝影響,外包裝密封性好壞直接影響到膠體貯存。(3)環境影響,外界大氣的溫度、濕度等因素對膠體貯存也有一定的影響。

              1 . 2 . 2 批量生產階段

              中試放大成功后,MF899T 中性透明硅酮結構密封膠進入批量生產階段,在嚴格控制生產工藝的前提下,對生產過程中出現的不足和存在的問題,進行逐一解決,最終確定了生產配方和生產工藝。MF899T中性透明硅酮結構密封膠達到國家標準要求, 各項物理力學性能良好。

              2 、產品應用情況

              MF899T 中性透明硅酮結構密封膠自問世以來,因其出色的性能,得到眾多用戶的認可。從2001 年至今,透明硅酮密封膠累計產出約23 萬支,用于全國各地的幕墻工程將近100 個,工程使用面積達到20 多萬m2。其中主要工程有鄭州二七廣場、中關村軟件信息園、深圳航天大廈、深圳安聯大廈、深圳貿業百貨廣場、萬全莊商業綜合樓、世貿外灘、大連輕軌車站、福建石獅服裝城、江陰天華文化中心、沈陽海韻廣場、鄭州友誼廣場、鄭州大學行政樓及圖書館、河南省婦幼保健院、洛陽市政府辦公樓、無錫站前商貿區等。

              3 、白色結構膠的研制

              MF899 和MF881 白色硅酮結構密封膠性能均符合GB16776 標準要求,各項物理力學性能良好。

              4 、丁基膠的性能及特點:

              a.良好的氣密性;

              b. 優異的抗紫外線的性能;

              c.無溶劑,從根本上消除玻璃內表面霧化根源;

              d. 對玻璃、鋁等材質極好的粘接性能;

              e. 在較寬的溫度范圍內,表面不結皮, 不開裂,保持永久粘性。對產品與Henkel 產品按JC/T914-2003 標準進行平行測試,性能與Henkel 產品性能接近,符合標準要求,達到了國外同類產品技術水平,現已批量生產并成功投放市場, 用戶反映良好。白色和透明丁基密封膠的研制成功,打破了傳統的黑色丁基密封膠的使用限制,使丁基密封膠的應用范圍大幅擴展。我們相信,透明和白色硅酮、丁基系列密封膠的投入使用,必將會給我國中空玻璃行業和幕墻行業帶來一個新的亮點。

              4.1 性能研究

              實驗檢測按JC/T914-2003 標準進行,項目包括針入度、剪切強度、塑性、水蒸氣透過量、低溫柔性等產品性能指標以及用其制成的中空玻璃所需測試的檢測項目(紫外線輔照發霧性、露點、高溫高濕循環試驗)。實驗檢測采用與T e r o s t a t -969、GD-115、Totalseal 3524 平行實驗的方法,各產品編號為:

              1#:Terostat-969(Henkel);

              2#:MF-DJ910(黑色)(鄭州中原);

              3#: GD-115(Kommeerling);

              4#:Totalseal 3524(Lejointfrancais);

              5#:MF-DJ910(白色)(鄭州中原);

              MF899 和MF881 白色硅酮結構密封膠性能測試結果注:(1)僅用于雙組分656#:MF-DJ910T(透明)(鄭州中原)。

              4.1.1 白色、透明熱熔丁基密封膠性能檢測

              4.1.1.1 針入度:

              此項指標表征產品在溫的軟硬程度和高溫下的熱熔性能及流變性能。常溫值(25℃) 表征密封膠在工作時的狀態,不能太大也不能太小,過小影響粘合,過大則易流淌,影響玻璃的質量。高溫值(130℃)則表征密封膠在施工時的狀態,同樣不能太大也不能太小,過大易流淌影響擠出成條,過小則提高擠出溫度同時影響粘合。實驗方法采用GJB785.3-89 標準,試驗模具選A 型,測試時間為5 秒,針入度實驗曲線。實驗結果可以看出,MF-DJ910 系列白色、透明丁基密封膠與國外1# 和4# 黑色產品在25-50℃范圍內針入度隨溫度變化基本一致。

              4.1.1.2 剪切強度:

              此項指標表征產品的力學性能,主要考察產品對基材(玻璃、鋁及不銹鋼等)的粘接力的大小,是檢測密封膠質量的主要指標。本項試驗按照JC/T914-2003 規定的方法,樣品厚度為2.0 ± 0.2mm。拉伸速度為50mm/min。試片規格見圖6,實驗結果見表3 (標準條件下)。由表3 實驗結果可以看出,MF-DJ910 系列白色、透明丁基密封膠與國外同類黑色產品剪切強度相當,滿足JC/T914-2003 標準的要求。

              4.1.1.3 塑性:

              此項指標是表征產品彈性的優劣。試驗參考GB/T12828-1991 中復原值的規定的方法,將試樣放入可塑度試驗機的上下壓板之間的中心位置上,在5kg 負荷下,測定將試樣從20mm 壓至10mm 的時間。去掉負荷, 取出試樣,測量試樣的高度h1,放置5 分鐘后,測量恢復后的高度h2,精確到0.1mm。試樣規格為20mm × 20mm × 20mm 的正方體。試驗結果見表4(標準條件下)。由表4 實驗結果可以看出,MF-DJ910 系列白色、透明丁基密封膠彈性性能與國外1# 和4# 同類黑色產品基本一致。

              4 . 1 . 1 . 4 水蒸氣透過率:

              此項指標是表征產品的氣密性,是確保中空玻璃壽命的重要技術指標之一,實驗方法按JC/T914-2003 的規定進行,結果見表5。由表5 實驗結果可以看出,MF-DJ910 系列白色、透明丁基密封膠與國外1# 產品水蒸氣透過率相近,具有很好的氣密性。4.1.1.5 低溫柔性: 此項指標表征產品在低溫環境下的工作能力。試驗參考GB/T13477-2002 中低溫柔性的規定,將樣品制成φ 5 ± 0.1mm 的圓柱條,表面光滑無氣泡和雜質。置于-45℃條件下5 分鐘,然后迅速180°對折,對折操作在1~2 秒內完成,對折后立即檢查試樣開針入度曲線圖ill. 5: Fluid deformation graph Fluid deformation,1/10mm 針入度,1/10mm temperature,oc 溫度,℃ 66圖6 密封膠剪切試樣ill. 6: Shearing sample of the sealant 裂或斷開情況。試驗結果表明樣品在-45℃ 下仍具備較好的柔性,具備高水平的安全性和可靠性。實驗結果見表6。由表6 實驗結果可以看出,MF-DJ910 系列白色、透明丁基密封膠在-45℃條件下仍具有較好的柔性。

              4.1.1.6 熱老化性:

              此項試驗與ASTMC792 規定方法的試驗原理相同,僅試樣尺寸和形狀略有差別,制成規格為20mm × 20mm × 20mm 的試件6 塊,稱量后在標準條件下水平放置8小時,取其中5 塊放進130℃的烘箱中。50 小時后測定熱處理后的試樣的質量損失并檢查表面變化情況。試驗結果見表7。由表7 實驗結果可以看出,MF-DJ910 系列白色、透明丁基密封膠具有很低的熱失重,具有較高的熱穩定性。

              4.1.1.7 擠出: 此項實驗模擬密封膠的使用情況,指標表征密封膠的擠出性能。我們的實驗方法為:取一定質量的密封膠(120g)放入恒溫(140℃)的烘箱中預熱30 分鐘后,取出立即裝入模具內,再加熱10 分鐘后。取出模具在擠出機(壓力:2.5Mpa;時間:30 秒)上擠出,然后稱其擠出的量。擠出量越多表明該密封膠的施工性越好。試驗結果見表8。由表8 實驗結果可以看出,MF-DJ910 系列丁基密封膠與國外同類黑色產品具有相近的擠出量。

              4.1.2:與國外同類產品檢測性能對照表

              按JC/T914-2003 標準,MF-DJ910 系列產品與國外同類產品性能對比,從表9 可以看出,MF-DJ910 系列產品在性能上與德國Henkel 公司生產的Terostat-969 的性能相當。

              5 、制成的中空玻璃與國外同類產品檢測性能對照表目前透明、白色硅酮結構密封膠在單片或夾膠玻璃等密封中應用較廣,而在中空玻璃方面的應用較少。隨著我公司透明及白色丁基密封膠的研制成功,我們展開了透明硅酮結構密封膠和白色硅酮結構密封膠在雙道密封中空玻璃方面的研究,并取得了一定的進展。我們分別用MF881 黑色硅酮結構密封膠與MF-DJ910黑色丁基密封膠(簡稱1#), MF899T 透明硅酮結構密封膠與MF-DJ910T 透明丁基密封膠(簡稱2 #),MF881白色硅酮結構密封膠與MF-DJ910 白色丁基密封膠(簡稱3 #),用MF881 黑色硅酮結構密封膠與Terostat-969 丁基密封膠(簡稱4 #),分別制作中空玻璃,按照GB/T11944-2002《中空玻璃》標準進行了外觀、露點、紫外照射和高溫高濕循環檢驗測試,測試結果見表10。從表10 可以看出,MF-DJ910 透明、白色、黑色系列產品與本公司生產的第二道密封材料硅酮系列密封膠具有很好的相容性, 制成的中空玻璃與Terostat-969 丁基密封膠制作的中空玻璃相比,性能相當,可滿足GB/ T11944-2002《中空玻璃》標準要求。

              6 、結論

              (1)MF899T 中性透明硅酮結構密封膠, MF881、MF899 白色硅酮結構密封膠達到了GB16776-97 標準要求,性能優越,可用于各類幕墻,尤其是點支幕墻、全玻幕墻的結構性粘結。

              (2)MF899T 中性透明硅酮結構密封膠、MF899 白色硅酮結構膠和MF881 白色硅酮結構密封膠可用于結構性中空玻璃的粘結密封,滿足GB/T11944-2002《中空玻璃》標準要求。

              (3)MF-DJ910T 透明丁基密封膠、MFDJ910 白色丁基密封膠與國外同類黑色產品性能相當,滿足JC/T914-2003 標準的要求;

              (4)MF-DJ910T 透明丁基密封膠、MFDJ910 白色丁基密封膠可以與中空玻璃用透明、白色硅酮結構密封膠一起構成一個優異的抗濕氣系統,滿足GB/T11944-2002《中空玻璃》標準要求。
           

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