建筑领域用密封胶的分类探析

建筑领域用密封胶的分类探析

作者：李少梅

来源：《中国化工贸易·中旬刊》2019年第04期

摘 要：密封胶经过多年的研究探析及应用实践，已经发展成多种成份类型，近年更是实现了环保密封领域的国际技术国产化。琳琅满目的密封胶产品类型让行业研究者和应用者无所适从，本文从密封胶的性能特点、应用场合、化学成分等方面对建筑用密封胶产品进行探究、对比、分类，着重对主流密封胶产品进行研究探讨。 关键词：密封胶;建筑;硅酮;聚氨酯;硅烷基聚醚 1 建筑用密封胶概述

建筑密封胶是一种由基础胶料、填料、固化剂及其它助剂组成的膏状的建筑密封材料，打出使用后会固化变成有弹性的橡胶材料，粘接在建筑基材上，起到密封，防水防漏的作用，主要应用于建筑物接缝的填缝密封。作为建筑胶粘剂的一种，它与其它建筑胶粘剂如胶水等在形态和应用上都有显著区别，其它的建筑胶粘剂一般都是流体状的，主要用来粘接、粘贴建筑装饰材料，是没有密封作用的。

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建筑密封胶根据所起的作用不同可以分为两类：一类是建筑结构密封胶，另一类是非结构性密封胶。建筑结构密封胶又简称结构胶，是用在幕墙单元件制作时对玻璃等建筑板材起结构性粘接和密封作用，这些板材是完全靠结构胶粘接在框架上的，没有其它的固定连接。因此，结构胶对强度、粘接力都有严格的要求。非结构性密封胶也就是结构胶以外的其它建筑密封胶，这类胶的作用是接缝密封，不起结构粘接作用，因此对强度没有很严格的要求，只要能较好地粘附在基材上起到密封作用就可以了。由于要考虑到基材热胀冷缩对接缝伸缩的影响，密封胶必须有较好的弹性和位移能力。 2 建筑密封胶类型与对比 2.1 建筑密封胶按化学成分分类

按照密封胶用的基础胶料的化学成分，可以将密封胶分为聚硫、聚氨酯、有机硅、氯丁橡胶、丁基橡胶、丙烯酸胶等。目前市场上用量较大的是有机硅、聚氨酯、聚硫三类。 2.2 几种建筑接缝用密封胶类型介绍和性能对比

建筑接缝用密封胶常用的有硅酮型、聚氨酯型和端硅烷基聚醚型三类，目前国内市场上以硅酮型为主，聚氨酯型和端硅烷基聚醚型在国内出现较晚，应用较少。 2.2.1 硅酮型

硅酮密封胶是指以线性聚硅氧烷为主要原料生产的密封胶，也叫有机硅密封胶。硅酮密封胶的高分子链主要由 Si-O-Si 组成，在固化过程中交联剂与基础聚合物反应形成网状的 Si-O-Si 骨架结构。与其他高分子组成的有机密封胶相比，最显著的特点就是优异的耐高低温性能和耐候性能。Si-O-Si 键键能很高，不仅远大于其他聚合物键能，而且 Si-O-Si 键能高于紫外线能量，这是硅酮密封胶耐紫外老化的根本原因。硅酮密封胶最突出的优点在于耐紫外老化，同时具备良好的粘结性、抗位移能力和弹性恢复率;缺点是表面不能刷漆。 2.2.2 聚氨酯型

聚氨酯密封胶是以聚氨酯橡胶及聚氨酯预聚体为主要成分的密封胶。聚氨酯密封胶的优点是具有高的拉伸强度、优良的弹性、耐磨性、耐油性和耐寒性，与涂料相容性好，可涂饰;缺点是耐水性、耐候性、耐热性和耐紫外老化性能差，户外使用寿命较短。 2.2.3 端硅烷基聚醚型

端硅烷基聚醚型密封胶是以硅烷封端聚醚为基础树脂研制而成的密封材料，目前市面上产品采用的基础树脂主要是日本钟化公司的MS聚合物和德国瓦克 STPE。其优点是具有良好的施工性、粘结性和可涂饰性;缺点是耐候性、耐紫外老化比硅酮胶差，耐热性较差，不能用于玻璃幕墙。

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2.2.4 硅酮型建筑密封胶细分

硅酮型建筑密封胶是通过化学反应进行缩合脱出挥发性小分子固化的，根据化学反应的不同即脱出小分子不同可以对这类产品再进行分类。市场上目前流通的产品有羧酸胶、醇型胶、酮肟胶：

羧酸胶，这类产品是酸性，固化时放出的小分子是醋酸，有酸味，对一些金属材料有一定的腐蚀性，对人体也有一定的刺激性和腐蚀性。

羧酸型硅酮胶一般都是使用脱醋酸的交联剂，也是最早被开发和使用的一类硅酮胶，具有硫化速度快，表面硫化快，力学强度适中，对玻璃粘结性好，透明度高等优点。但是由于在固化过程中，脱去的醋酸有强烈的刺激性气味，在施工过程中对施工人员的呼吸道和皮肤具有较强的腐蚀作用，并且对较多金属基材有腐蚀性，对铝型材和混凝土的粘结性差。因此目前在国内建筑市场上羧酸型硅酮胶的占比比较少，只在某些低端家装市场中有使用，主要在欠发达国家中使用。

醇型胶和酮肟胶都属于中性胶，这类产品呈中性，根据固化过程中放出的小分子的不同加以区分。醇型胶和固化过程中放出的小分子是甲醇，无腐蚀性和刺激性气味。酮肟胶固化时放出酮肟，比醇型胶的气味要大一些。这两类产品在气味、性质上有所不同。醇型硅酮胶一般使用三甲氧基或三乙氧基硅烷作为交联剂，在储存过程中接触微量的水会发生脱醇反应，产生的醇会与硅酮胶的聚合物主体聚硅氧烷（107）发生断链反应，导致硅酮胶硫化时间变长，施工性能下降。因此醇型胶的储存性能较差，在储存过程中胶样易发生黄变，对配方和生产工艺要求较高，导致生产成本也较高。醇的气味较醋酸和酮肟更低，即更加环保，对各类基材均无腐蚀作用，固化所得胶样的模量较高、伸长率也较高，但是其交联剂活性较醋酸型和酮肟型低，因此硫化時间长、表干时间长、深层固化慢。

酮肟型硅酮胶的交联剂一般使用三丁酮肟硅烷，其中 R 基团以甲基、乙烯基或苯基为主，是使用最为广泛的一类中性硅酮胶，有一定的气味，对铜以外的基材均无腐蚀性，且表干时间短，深层固化速度可调，而且储存稳定性好，对建筑中的基材均有较好的粘结性，对于特殊喷漆的型材需要使用配套底涂实现更稳定的有效粘结。这三类硅酮密封胶的分类依据、特点与不足见表3。

2.3 建筑密封胶按强度要求结合应用场合分类

建筑密封胶按强度要求结合应用场合分为结构胶和非结构胶。 2.3.1 结构胶

结构胶是强度高，能承受较大荷载，且耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，在预期寿命内性能稳定，适用于承受结构件粘结的胶粘剂。主要用于金属、陶瓷、塑料、橡胶、木材等同种材料或者不同种材料之间的粘结，可部分代替焊接、铆接、螺栓连接等传统连接形式。

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2.3.2 非结构胶

非结构密封胶是全隐或半隐框玻璃幕墙中使用的关键材料，通过连接板材与金属构架，承受风荷载及玻璃的自重荷载，直接关系到建筑幕墙结构的耐久性及安全性，是玻璃幕墙安全性的关键环节之一。它是以线型聚硅氧烷为主要原料，在固化过程中，交联剂与基聚合物反应形成具有三维立体网状结构的弹性材料，耐紫外光和耐大气老化能力较强，在各种天气环境中能保持30年不龟裂，不变质，在广阔的温度范围内具有±50% 抗形变位移能力。 3 建筑密封胶按包装方式分类

建筑密封胶按包装方式分为单组份和双组份包装。 3.1 单组份

单组份包装是将组成密封胶的所有原材料混合在一起，密封包装在塑料瓶或软包装铝膜内，使用时用胶将产品从包装中打出来就可以了。 3.2 双组份

双组份包装是有 A、B 两个组份组成的，一般情况下，A 组份是基础胶料，B 组份是固化剂。填料和其它助剂根据需要加入在A组份和 B 组份中，使用时要用专门的机械设备（双组份打胶机）将 A、B组份按规定的比例混合均匀，A、B 组份发生化学反应固化， 单独的 A 组份或单独的B 组份都是不能使用的。