中空玻璃用硅酮結(jié)構(gòu)膠標準解讀

 

      關(guān)鍵詞: 產(chǎn)品標準;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，采用高強度、高氣密性的復合粘結(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》和歐洲標準中均明確規(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，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)密封膠標準的制定，將有利于中空玻璃密封膠產(chǎn)品和工程質(zhì)量的控制，進一步保障建筑安全和實現(xiàn)建筑節(jié)能。國家標準《中空玻璃用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》是根據(jù)國家標準化管理委員會于2007年下達的第4 批國標制修訂計劃，由我所負責組織國內(nèi)外著名的密封膠企業(yè)共同進行編制的。該標準已于2009 年7月發(fā)布，并將于2010 年6 月實施，標準號為：GB24266—2009，其中物理力學項目為強制性指標。

 

      2 標準制定原則

 

      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》標準的硅酮結(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。因為作為中空玻璃一道密封的丁基密封膠，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，相互之間不應產(chǎn)生影響使用效果的反應，如：起霧、發(fā)粘、“流淚”、粘結(jié)破壞、變色等等。據(jù)統(tǒng)計，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標準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)密封膠標準。

 

      本標準的試驗項目根據(jù)中空玻璃結(jié)構(gòu)膠的用途進行了調(diào)整，當在涉及結(jié)構(gòu)裝配時要求與GB16776相同。本標準主要指標或檢測方法非等效采用了國外先進標準ASTM C1369:2002《結(jié)構(gòu)鑲裝中空玻璃單元用第二道密封膠》，本標準附錄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)品標準》。

 

      3 標準主要內(nèi)容介紹

 

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

 

  　　3.1 產(chǎn)品的分類

 

   　 本標準中將產(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)品應用相對較少，從驗證試驗的樣品來看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。本標準未對此項目進行規(guī)定，由供需雙方商定，適應了不同場合的需求。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的固化速度，因此本標準中并未明確規(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)密封膠對應的彈性模量應更高一些，從實際的驗證試驗結(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。因此在設立硬度指標時，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)性能該指標與GB 16776硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的試驗內(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)膠就具有較高的強度來抵抗應力變形。由于中空玻璃結(jié)構(gòu)膠在應力作用下不希望產(chǎn)生很大的變形，因此取消了最大強度時伸長率指標;同時為了避免由于取消伸長率指標造成有些產(chǎn)品彈性太差、變形太小引起結(jié)構(gòu)破壞，本標準規(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，嚴重影響了其產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命，因此在本標準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。我們在驗證試驗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)性驗證試驗數(shù)據(jù)。

 

      4 試驗中需要注意的問題

 

      在試驗項目中，拉伸粘結(jié)性能和定伸粘結(jié)性能是考驗中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的主要指標，而在測試中基材的清潔程度又是直接影響這兩項指標的關(guān)鍵，由于標準中對粘結(jié)破壞面積(拉伸粘結(jié)性項目)規(guī)定很嚴格，要求≤5％，稍有一些污跡就可能遠超這一指標，因此作為檢測人員不能因為自身工作的不到位而錯誤地進行判定。伸長率10％時的模量項目，由于測試的試件間距本身就不大，對應伸長率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)整零點非常重要。這兩點是我們認為在實際的檢測工作中需要加以注意的，供大家參考。

 

      5 其他的一些驗證試驗說明

 

      在標準的制定過程中我們還進行了一系列的產(chǎn)品驗證試驗，如三面粘結(jié)拉伸，此試驗模擬中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在實際使用過程中產(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，這些試驗能較真實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，最終未被列入標準條文。但是，我們認為這些項目的研究和試驗，對今后本標準的進一步修訂完善將提供非常有益的幫助。

 

      6 結(jié)語

 

      本標準的制定，將規(guī)范中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)和應用，避免前期采用GB16776《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》標準來替代中空玻璃硅酮結(jié)構(gòu)密封膠標準的不正?，F(xiàn)象。本標準的實施，必將促進中空玻璃建筑幕墻的技術(shù)進步，也使建筑的安全和節(jié)能有了更好的保障。