硅酮類密封膠檢測技術探討

吳仲良

（廣東省建筑材料研究院有限公司）

0 前言

硅酮類密封膠作為重要的粘接密封材料，具有優異的抗老化性能和抗變形能力，能與大部分建筑材料（如鋁型材、玻璃、石材）良好粘接，并且與其他密封材料（如泡沫條、橡膠密封條）相容良好，同時在外界環境變化時，硅酮類密封膠可以將鋁材和玻璃熱脹冷縮引起的荷載傳遞到建筑主體結構上[1]。這使其在玻璃幕墻工程上得到廣泛的應用。但在玻璃幕墻的現場施工中，若硅酮類密封膠存在老化、質量不合格以及油污污染嚴重等問題，不僅會影響硅酮類密封膠對基材結構的粘結性，造成密封膠失效，甚至出現透氣漏水、幕墻基材脫落等安全事故的發生。因此對硅酮類密封膠的檢測尤為重要。

1 硅酮類密封膠的檢測標準

硅酮類密封膠按用途分可分結構膠、耐候膠、中空膠、防霉膠、石材膠；本文僅針對其中使用較為廣泛的結構膠和耐候膠進行不同標準檢測技術的對比。

1.1 結構膠

結構膠在隱框、半隱框玻璃幕墻工程中主要承擔結構性粘結的作用，其常用的檢測標準是GB 16776-2005《建筑用硅酮結構密封膠》，該標準從2005 年6 月1 日開始實施，為強制性國家標準[2]。但按該國標進行檢測、控制產品質量，只能對結構膠提供10 年的質量保證，而JGJ 102-2003《玻璃幕墻工程技術規范》中明確指出[3]：玻璃幕墻的設計使用年限一般不低于25 年，顯然不能滿足玻璃幕墻設計使用年限的最低要求。因此2015 年11 月23 日發布了JG/T 475-2015《建筑幕墻用硅酮結構密封膠》[4]，該標準參照歐洲標準ETAG 002 和EN 15434，在給予硅酮結構密封膠25 年質量保證的基礎上制定[5]。

由表1 可知：GB 16776-2005 和JG/T 475-2015 之間有較大的不同，具體如下：

表1 GB 16776-2005 和J G/T 475-2015 標準技術要求對比

⑴指標判定方面：GB 16776-2005 的拉伸粘結強度是進行平均值的比較，而JG/T 475-2015 的23℃拉伸粘結強度是用標準值進行判定，而其他環境處理的拉伸粘結強度通過保持率來判定。

⑵環境老化方面：①在不同溫度的拉伸粘結強度項目中，GB 16776-2005 要求的溫度是90℃和-30℃，處理時間是1h，而JG/T 475-2015 的要求溫度是80℃和-20℃，處理時間是24h；②在水-紫外線光照后拉伸粘結性項目中，GB 16776-2005 要求的是300w 的汞燈紫外處理300h，同時水質要求只是常規的蒸餾水或去離子水，而JG/T 475-2015 的光源要求是輻照度在300～400nm、波段為（60±5）W/m2的氙弧燈，處理時間為1008h，水質要求是電阻值為1～10MΩ 的去離子水。從上述的不同可以看出，JG/T 475-2015 老化條件更接近為自然環境氣候，但有檢測時間長、檢測成本高的缺點，而GB 16776-2005 的老化為加速老化，可作為快速檢驗的方法來表征密封膠這方面的性能；③JG/T 475-2015增加NaCl 鹽霧、SO2酸霧、清洗劑和100℃7d 高溫處理條件下的拉伸粘結性，以考察結構膠在高鹽水、酸雨、幕墻清洗以及高溫環境下的老化性能。

⑶力學作用方面：GB 16776-2005 只對拉伸性能進行檢測，只能表征結構膠的抗風載荷、抗震能力，而JG/T 475-2015 除了拉伸性能外，還增加了剪切性能、抗撕裂性能、疲勞性能和蠕變性能，進一步檢驗結構膠的抗重力剪切能力、產生缺口后的抗撕裂能力、抗往復循環受力和位移作用的能力，以及在非支撐系統中長期抗風載荷和重力的能力?？梢哉fJG/T 475-2015 在力學作用方面的檢測更為系統、全面。

1.2 耐候膠

耐候膠主要用于玻璃、點式、鋁板幕墻等接縫的耐候防水密封，其常用的檢測標準是GB/T 14683-2017《硅酮和改性硅酮建筑密封膠》[6]。該標準于2017 年9月更新，2018 年8 月實施。相較于舊標準GB/T 14683-2003《硅酮建筑密封膠》[7]，GB/T 14683-2017 標準的建筑用硅酮密封膠（SR）將JC/T 882-2001《幕墻玻璃接縫用密封膠》[8]的檢測指標放入Gw 類中，而原標準的檢測項目放入Gn 類中，同時增加了35 級和50 級兩種類別以及烷烴增塑劑的技術要求。以下是GB/T 14683-2017SR 膠、JC/T 882-2001 和GB/T 14683-2003的區別。

由表2 可知，新標準GB/T 14683-2017 的下垂度只保留了垂直方向的要求，而舊標準GB/T 14683-2003 和行標JC/T 882-2001 的下垂度都有垂直和水平方向的要求，這是因為垂直方向的測試條件比水平方向的測試條件更為嚴苛，如果垂直方向試驗合格，則水平方向也能合格； 根據擠出性方法的最新標準GB/T 13477.3-2017，擠出壓力由0.2MPa 變為0.3MPa，因此GB/T 14683-2017 的擠出性要求也從原來的≥80mL/min 調整到≥150mL/min，而作為現行行標的JC/T 882-2001 標準在擠出性要求上并未作出相應的調整；GB/T 14683-2017 質 量 損 失 率 為≤8% ， 而GB/T 14683-2003 和JC/T 882-2001 為≤10%，要求更高；對于GB/T 14683-2017 標準新增的烷烴增塑劑項目，要求Gw 類產品不得檢出烷烴增塑劑，這有利于耐候膠在接縫工程中得到長期的質量保證，同時也避免出現對基材產生污染的問題[8]。

表2 GB/T 14683-2017 SR 膠、J C/T 882-2001和GB/T 148683-2003 標準技術要求對比

耐候膠密度所引用的方法標準由 GB/T 13477.2-2002 更新到GB/T 13477.2-2018，由之前的體積校正法改成金屬環法和金屬膜框法，進而避免體積校正法中體積標定所引起的誤差，使密度試驗結果有較好的重現性，更為科學、準確。同時，金屬環法和金屬?？蚍y定密度不受密封膠類型的影響，方法更簡單且先進。

2 典型檢測項目的注意事項

在硅酮類密封膠標準的執行過程中發現，制樣輔材的選用和制樣工藝的差異等因素對檢測結果有著重大的影響。結合在執行標準中所遇到的問題，對典型檢測項目的注意事項進行探討。

2.1 基材同密封膠的粘結性

硅酮類密封膠對大多數幕墻基材（如中空玻璃、陽極氧化鋁型材、裝飾石材等）都具有良好的粘接性，然而對一些新型基材或者采用新型表面處理方法的常規基材適用性很差，造成出現硅酮類密封膠對基材僅部分粘結或完全不粘結的情況，目前最常規的解決辦法是在基材涂刷底涂。表3 介紹了硅酮類密封膠對常用建材的適用性情況。

表3 硅酮類密封膠與常用建筑材料粘接適用性

由表3 知，在進行基材同密封膠粘結性試驗時，要確認基材屬于哪類材料，若基材屬于易粘材料，通常不需要用底涂；若基材屬于較難粘材料，硅酮類密封膠對該種基材的粘結性極不穩定，需要通過預實驗或者委托方要求進行確認是否使用底涂；若基材屬于難粘材料，絕大多數有使用底涂的要求[10]。此外，需要注意底涂的廠家要與硅酮類密封膠廠家相匹配，底涂類型要與基材相適配，切忌出現類似于噴粉鋁型材涂刷應用于水泥砂漿底涂的情況。

2.2 拉伸粘結性

在制樣過程中，首先要注意的是打膠過程，打膠時要控制好力量和速度，使膠均勻打出，若使用氣動膠槍則要調整氣壓至適中位置、連續打膠，同時，膠槍退出時要利用密封膠的反作用力，嚴禁手動拔出，這樣使密封膠填充密實，防止產生氣泡。此外，制樣時隔離墊塊表面的防粘材料的選擇對拉伸粘結性也有一定的影響。目前比較常用的防粘材料有PE 膜和PTFE 生料帶。其中，PE膜韌性好、容易脫模，但容易變形，致使打膠固化后表面褶皺不平，影響截面尺寸測量的準確性；而PTFE 生料帶同樣容易脫模，不易變形，成型后樣品表面平整，但其韌性較差，導致脫模時出現斷裂并少數殘留在膠的表面上，對拉伸強度造成一定的影響。最后，脫去隔離材料后隔離墊塊應保持原位，試件應側放，不能平放或疊放，以防止試件在固化過程中產生收縮[11]。

2.3 密度

密度的檢測方法有金屬環法和金屬?？蚍?。使用金屬環法離散較小，變異系數低，重現性好，但該方法無法用于自流平型密封膠的密度測量中，同時填模后要迅速從防粘材料上移走金屬環試件，這無疑增加了試驗的操作難度；金屬膜框法同時適用非下垂型和自流平型密封膠，操作更為簡單，但在填膜時，容易在膜框內、底部產生氣泡，進而造成試驗誤差，所以在進行金屬膜框法試驗時應進行除泡措施，目前常見的除泡方法有振動法和尖頭嵌填工具嵌實法[12]。

3 結語

目前硅酮類密封膠的標準眾多，國標與行標差異較大，部分現行的標準過于陳舊，一些項目的指標并未隨著方法更新而及時調整，或者在一些性能的檢測方面不夠全面，不利于現在產品質量的控制和提高。建議標準修訂部門能依據新的試驗方法標準以及現實工程對材料性能的需求盡快修訂或作廢那些老舊的硅酮類密封膠標準。只有保證檢測標準的方法科學，才能有擁有準確的檢測數據，確保檢驗檢測的公平公正。

對于試驗檢測人員來說，除了嚴格執行標準要求外，要在檢測過程中要善于發現并注意影響試驗準確性的細節，以保證出具的報告數據真實有效，為社會和公眾提供科學、準確的試驗結果。