國(guó)內(nèi)建筑用密封膠現(xiàn)狀

岳森 李文霞

【關(guān)鍵詞】建筑用膠黏劑；密封膠；性能特點(diǎn)；市場(chǎng)現(xiàn)狀

【中圖分類(lèi)號(hào)】TQ437+.1 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1003-1324（2012）-08-0082-03

本文闡述了目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上幾種常用密封膠，并從組分、性能、價(jià)格等角度分析了幾種密封膠的特點(diǎn)、市場(chǎng)現(xiàn)狀和發(fā)展進(jìn)展。

建筑用密封膠用于建筑物各種接縫或孔洞的密封，以阻止氣體、液體、固體透過(guò)，防止結(jié)構(gòu)材料在結(jié)構(gòu)位移時(shí)被破壞，從而起到保溫、隔聲、防水、防塵、防氣、防火、防腐蝕、減震和防止接縫聚積異物的功能。根據(jù)密封膠組成不同，國(guó)內(nèi)的建筑用密封膠主要分為醋丙密封膠、純丙密封膠、苯丙密封膠、硅酮密封膠、聚硫密封膠、聚氨酯密封膠等。以下對(duì)國(guó)內(nèi)幾種常見(jiàn)密封膠的組分、性能特點(diǎn)、應(yīng)用狀況等進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

1.醋丙密封膠

醋丙密封膠的原料主要有醋丙乳液、重鈣粉、增塑劑、纖維素、分散劑等。其中，醋丙乳液是決定醋丙密封膠性能的最主要成分。早期的密封膠乳液多以醋酸乙烯-乙烯共聚（VAE）乳液為主，但是這種乳液持粉量較小，使得制成的密封膠成本較高，達(dá)不到市場(chǎng)要求[1]，所以現(xiàn)在多被醋丙乳液代替。目前常用的密封膠類(lèi)醋丙乳液一般以醋酸乙烯酯，與玻璃化溫度較低的丙烯酸酯如丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等聚合而成[2]。醋丙密封膠乳液成本低廉，持粉量大，成膜溫度低，多用于低檔次密封膠的生產(chǎn)。醋丙密封膠施工時(shí)受氣候條件影響很大，在北方寒冷、干燥而且多風(fēng)的冬季和春季，經(jīng)常出現(xiàn)大面積開(kāi)裂的情況；同時(shí)，醋丙類(lèi)密封膠易黃變，耐水性差，這些因素極大的限制了其在密封膠領(lǐng)域的應(yīng)用[3]。

2.純丙密封膠

純丙密封膠乳液是由一種或多種丙烯酸酯共聚乳化而成，在醋丙密封膠的配方基礎(chǔ)上用其替代醋丙乳液，就可制得純丙密封膠。該類(lèi)密封膠與醋丙密封膠相比耐熱性能更好，可在高溫環(huán)境下長(zhǎng)期使用，同時(shí)具有良好的耐油、耐溶劑、耐老化、耐紫外線及耐低溫性能，物理性能受溫度影響相對(duì)較小[4]，同時(shí)持粉量較大，成本比較低廉，是目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上最常用的建筑用密封膠。純丙密封膠根據(jù)性能主要分為普通密封膠和防水密封膠兩類(lèi)。目前，普通密封膠在國(guó)內(nèi)門(mén)窗封邊領(lǐng)域的用量占據(jù)主導(dǎo)地位。防水密封膠在高檔建筑物封邊中擁有重要市場(chǎng)。

3.苯丙密封膠

苯丙密封膠乳液是在純丙密封膠乳液的基礎(chǔ)上加入硬單體苯乙烯等[5]，大大提高了制成密封膠的耐水性。施恩斌，趙春林，趙波等人[6]選用市場(chǎng)上常見(jiàn)的純丙、苯丙密封膠乳液通過(guò)改變“聚粉比”，研究其對(duì)密封膠制品紫外光照射、斷裂伸長(zhǎng)率、彈性恢復(fù)率的影響，并考察了增塑劑對(duì)制品斷裂伸長(zhǎng)率及低溫柔性的影響，以及部分粉料對(duì)密封膠制品浸水、浸油后斷裂伸長(zhǎng)率的影響。實(shí)驗(yàn)證明，苯丙密封膠成膜后耐候、耐老化、抗寒、耐水、耐油性能更優(yōu)。由于苯丙密封膠造價(jià)成本高于純丙密封膠，因此現(xiàn)階段主要應(yīng)用于防水用建筑密封膠的生產(chǎn)制備 [7]。在苯丙密封膠乳液的制備過(guò)程中，加入部分有機(jī)硅，使得值得的密封膠乳液耐水效果更佳，同時(shí)使用高目數(shù)重鈣粉，可以制得高強(qiáng)度、高耐水的防水密封膠[8]。制備苯丙密封膠使用的增稠劑一般與醋丙、純丙密封膠類(lèi)不同，多使用丙烯酸酯類(lèi)增稠劑，可以大大提高苯丙密封膠的耐水性和觸變性。苯丙密封膠的造價(jià)雖然高于醋丙、純丙密封膠，但是耐水、耐黃變性能遠(yuǎn)優(yōu)于此二類(lèi)密封膠，已經(jīng)有漸漸取代純丙密封膠之勢(shì)，是目前市場(chǎng)上防水密封膠最常用的一類(lèi)。

4.硅酮密封膠

硅酮密封膠乳液多以封羥基聚二甲基硅氧烷為主[9]，在無(wú)水的條件下與交聯(lián)劑、增塑劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、催化劑、粘結(jié)促進(jìn)劑等混合，制成硅酮密封膠。硅酮類(lèi)密封膠由于其特殊的分子結(jié)構(gòu)，其分子結(jié)構(gòu)兼?zhèn)錈o(wú)機(jī)和有機(jī)兩類(lèi)聚合物的特性。其中，補(bǔ)強(qiáng)劑有利于提高有機(jī)硅膠粘劑的耐熱性、粘結(jié)強(qiáng)度、降低固化溫度。研究表明，補(bǔ)強(qiáng)劑的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、顆粒大小、孔容孔徑、比表面積和表面性質(zhì)等因素是影響補(bǔ)強(qiáng)效果的重要因素，硅藻土的補(bǔ)強(qiáng)效果之所以?xún)?yōu)于沉淀SiO2，其原因是硅藻土具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部富含孔道，比表面積和孔體積大，使硅橡膠和硅烷偶聯(lián)劑等膠料容易浸貯到孔道中，并與硅藻土表面大量的羥基充分反應(yīng)，使膠料與多孔材料緊密結(jié)合所以拉伸強(qiáng)度提高幅度大，補(bǔ)強(qiáng)效果好。硅酮密封膠是靠空氣中的濕氣交聯(lián)固化的，固化后的彈性體具有卓越的耐紫外光和耐大氣老化性能及電絕緣性能。王金輝等[10]使用市場(chǎng)上常見(jiàn)的硅酮密封膠通過(guò)50℃紫外連續(xù)照射老化后，其斷裂伸長(zhǎng)依然能有很好的保持。硅酮密封膠透明度好，耐黃變性?xún)?yōu)異，粘結(jié)性強(qiáng)，固化溫度低，在陽(yáng)光、雨、雪等惡劣環(huán)境中能保持不龜裂、不變質(zhì)。但是硅酮類(lèi)密封膠造價(jià)較高，極大的限制了其在建筑方面的應(yīng)用發(fā)展。

5.聚硫密封膠

聚硫密封膠是一種以液體聚硫橡膠為主體，配以硫化組分構(gòu)成的高性能密封材料[11]，因具有較優(yōu)的耐候性、耐高低溫性、耐水性、高彈性和高抗位移性，被廣泛用作房屋建筑、高速公路、橋梁、隧道、機(jī)場(chǎng)跑道等工程的接縫材料。聚硫密封膠與硅酮膠相比，具有優(yōu)異的耐油性能和較低的水蒸氣透過(guò)率，是理想的建筑伸縮縫用防水密封材料。事實(shí)上，聚硫防水密封膠在國(guó)內(nèi)外防水工程中應(yīng)用的實(shí)例很多，如三峽左岸廠房屋面防水工程、新加坡蘇州工業(yè)園區(qū)凈水廠嵌縫防水、山西萬(wàn)家寨引黃入晉工程嵌縫防水等。但聚硫密封膠自身存在的一些缺陷，如粘附性差、強(qiáng)度低、彈性恢復(fù)率差、固化慢、低溫硫化時(shí)間長(zhǎng)等。針對(duì)聚硫密封膠存在的缺陷，出現(xiàn)了各種改性產(chǎn)品。研究證明，利用帶有-NCO異氰酸酯端基的氨基甲酸酯預(yù)聚物作改性劑和固化劑是提高聚硫密封膠性能的一個(gè)有效途徑[12]。選擇合適的填料可以提高聚硫密封膠的彈性和耐熱性。孫明明，張斌，張緒剛等[13]使用中空微球來(lái)降低聚硫密封膠的密度，考察了不同種類(lèi)微球及補(bǔ)強(qiáng)填料對(duì)密封膠密度、拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率、熱老化等性能的影響，研制出具有較低密度綜合性能優(yōu)異的密封膠。

6.聚氨酯密封膠

聚氨酯密封膠是一類(lèi)新型彈性密封膠，其固化后形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有聚氨酯鏈與Si-O-Si鍵的雙重特性，這兩種不同鏈與鍵在結(jié)構(gòu)上的結(jié)合使聚氨酯密封膠具有諸多優(yōu)異的性能：在力學(xué)性能、黏附性能、耐老化性能等多方面性能間具有良好的平衡關(guān)系；聚氨酯密封膠的固化交聯(lián)是借助硅烷中的烷氧基在室溫濕氣作用下進(jìn)行水解、縮聚反應(yīng)完成，不放出CO2，因此在高溫、高濕的環(huán)境下不會(huì)發(fā)泡；在不施用底涂的情況下，聚氨酯密封膠對(duì)金屬、玻璃、PVC等常用基材具有良好的粘接效果；另外，該密封膠體系無(wú)游離的異氰酸酯，無(wú)帶污染性的固化滲出物逸出，不會(huì)污染被粘基材的表面和周邊[14]。聚氨酯密封膠用量最大的是在土木建筑業(yè)，其次是交通運(yùn)輸業(yè)，其產(chǎn)品的75%～80%用于前者，交通運(yùn)輸業(yè)的用量約占15%。在建筑方面主要用于混凝土預(yù)制件的接縫，預(yù)制件與墻壁間的接縫，建筑輕質(zhì)結(jié)構(gòu)件間的間縫，窗框四周接縫，浴室、游泳池和陽(yáng)臺(tái)設(shè)施等構(gòu)件間的接縫以及雙層玻璃結(jié)構(gòu)等方面的粘接、嵌縫密封。土木建筑方面，主要用于飛機(jī)跑道、高速公路、橋梁、不同材質(zhì)的管道（包括下水管道、煤氣管道、暖氣管道和電線管道等）的連接面、動(dòng)態(tài)接縫、冷熱伸縮接縫等部位的粘接密封[15]。從性能上講，聚氨酯密封膠是一種非常優(yōu)異的密封膠，但是昂貴的造價(jià)極大地限制了其在建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

我國(guó)建筑密封膠的研究和發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入發(fā)展快車(chē)道，不僅用量猛增，產(chǎn)品種類(lèi)也日臻完善。由于價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)，醋丙密封膠和純丙密封膠還占有大量的市場(chǎng)，但是已經(jīng)開(kāi)始漸漸被苯丙或改性純丙密封膠所取代。隨著近代建筑業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)建筑用密封膠在性能、質(zhì)量上提出了更高的要求，中、高檔彈性密封膠已成為當(dāng)今建筑密封膠的主要發(fā)展方向。在中高端密封膠中，硅酮密封膠、聚氨酯密封膠等由于其優(yōu)異的性能，已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)市場(chǎng)。隨著人們研究的不斷深入，各種性?xún)r(jià)比高的密封膠產(chǎn)品將會(huì)得到進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

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