摘要：隨建筑門窗幕墻結(jié)構(gòu)粘結(jié)密封技術(shù)的發(fā)展，密封膠的品種規(guī)格和生產(chǎn)技術(shù)不斷完善，生產(chǎn)規(guī)模和能力增長迅速。為適應(yīng)日益增長的建筑需求及國際化市場，應(yīng)加強(qiáng)粘結(jié)密封材料基礎(chǔ)研究和技術(shù)創(chuàng)新，提高產(chǎn)品一致性，推進(jìn)國際公認(rèn)的產(chǎn)品認(rèn)證，促進(jìn)集約化生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)；粘結(jié)；密封
隨建筑門窗幕墻設(shè)計、施工、應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，20多年來我國構(gòu)建了以結(jié)構(gòu)連接為主體的彈性粘結(jié)密封材料體系。為適應(yīng)建筑發(fā)展及日益增長的國際化市場，應(yīng)抓住機(jī)遇，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和技術(shù)創(chuàng)新，推進(jìn)國際公認(rèn)的認(rèn)證，提高產(chǎn)品一致性，促進(jìn)集約化生產(chǎn)，在競爭中爭取更大發(fā)展。
1 產(chǎn)品自主研發(fā)
20世紀(jì)80年代末，國家“七五”攻關(guān)項目“建筑用硅酮密封膠”和“中空玻璃彈性密封膠”的驗收完成，為結(jié)構(gòu)粘結(jié)密封材料的發(fā)展創(chuàng)造了重要技術(shù)基礎(chǔ)，其后中空玻璃用聚硫彈性密封膠、中空玻璃用丁基密封膠和硅酮密封膠相繼由中試轉(zhuǎn)入生產(chǎn)，推進(jìn)了建筑門窗幕墻粘結(jié)密封材料的國產(chǎn)化進(jìn)程。早期發(fā)展過程中，成都晨光化工研究院、北京航空材料研究院、鄭州中原應(yīng)用技術(shù)研究所、廣東佛山嘉美化工集團(tuán)公司和江門精細(xì)化工廠等單位，在產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)攻關(guān)和工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)骨干的培養(yǎng)上做了貢獻(xiàn)。我國現(xiàn)已形成適用于結(jié)構(gòu)粘結(jié)、中空玻璃密封和適用于石材、金屬等材料具有耐候、防火、防霉等功能的建筑接縫密封膠系列產(chǎn)品，產(chǎn)品牌號超過200項，構(gòu)建了門窗幕墻粘結(jié)密封材料體系，并建成多個產(chǎn)學(xué)研基地和產(chǎn)品研發(fā)中心，一批專業(yè)技術(shù)層次較高的工程技術(shù)人員成為行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的骨干，新的功能性產(chǎn)品不斷研發(fā)，為建筑門窗幕墻工程應(yīng)用提供了技術(shù)支持。
2 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化
20多年來，我國相繼發(fā)布實施了適用于門窗幕墻粘結(jié)密封材料的多項標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)包括GB 16776《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》、JC/噸 881《建筑幕墻玻璃接縫用密封膠》、JC/噸 882《建筑用混凝土接縫密封膠》、JC/噸 883《建筑用石材接縫密封膠》、JC/噸 884《建筑用金屬接縫密封膠》、JC/噸 485《建筑窗用密封膠》、JC/噸 486《中空玻璃彈性密封膠》等。在制定和更新修訂標(biāo)準(zhǔn)的過程中，眾多企業(yè)和工程技術(shù)人員緊密結(jié)合工程應(yīng)用，進(jìn)行大量驗證試驗，付出辛勤勞動，為結(jié)構(gòu)粘結(jié)密封材料的基本性能控制和產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗提供了技術(shù)依據(jù)，在凈化產(chǎn)品市場、保障建筑幕墻工程質(zhì)量、推進(jìn)國產(chǎn)化產(chǎn)品的應(yīng)用等方面發(fā)揮了重要作用，也為未來國際互認(rèn)創(chuàng)造了條件。
3 行業(yè)規(guī)模發(fā)展
90年代中期我國建筑幕墻迅速發(fā)展，為粘結(jié)密封材料產(chǎn)品開辟了嶄新市場，當(dāng)時進(jìn)口結(jié)構(gòu)膠的高價位（單價160元/kg）為國產(chǎn)化產(chǎn)品提供了極大的利潤空間。1997年國家對結(jié)構(gòu)膠生產(chǎn)實施行政審批認(rèn)定管理，對生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行總量控制，為最早準(zhǔn)入獲證的5家企業(yè)提供了極為有利的發(fā)展機(jī)遇和空間，有效地制止了良莠不分一哄而上的局面。經(jīng)短短幾年的發(fā)展，至2003年我國以硅酮結(jié)構(gòu)密封膠為代表的有機(jī)硅建筑密封膠的產(chǎn)量，已由1997年的幾千噸增長到7萬噸，成為建筑和幕墻工程中的主導(dǎo)產(chǎn)品�，F(xiàn)在建筑密封膠的企業(yè)總數(shù)已超過80家，銷售額過億的企業(yè)已超過25家，接近或超過5億元的企業(yè)至少有6家，。密封膠產(chǎn)品以門窗幕墻、中空玻璃、裝飾裝修業(yè)和建筑防水為主要市場，逐步向汽車、鐵路運(yùn)輸、電子和新能源等多個工業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展。其中有機(jī)硅密封膠的產(chǎn)能和產(chǎn)量增長最為迅速，預(yù)計2015年總產(chǎn)量將由2002年入世時的23萬噸，增長至52萬噸[1]。目前，業(yè)內(nèi)不僅已有企業(yè)成功上市，而且許多企業(yè)呈現(xiàn)強(qiáng)勁發(fā)展和規(guī)模擴(kuò)張的勢頭。盡管目前有些小企業(yè)仍將密封膠產(chǎn)品當(dāng)作“短平快”項目經(jīng)營，成為新建企業(yè)的投資動向，但經(jīng)濟(jì)增長方式從數(shù)量擴(kuò)張型向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變，逐步走向規(guī)�；图s化已成為必然趨勢。
4 原料及生產(chǎn)裝備
早期建筑結(jié)構(gòu)粘結(jié)密封材料的基礎(chǔ)聚合物及單體主要依靠進(jìn)口，但隨著產(chǎn)品市場需求的急速增長，國產(chǎn)化產(chǎn)能不斷提升，其中以國產(chǎn)硅氧烷的產(chǎn)能增長最為迅速，由90年代初的幾萬噸到現(xiàn)在的100多萬噸，2010年的表觀消費量已達(dá)50萬噸，國產(chǎn)原材料供應(yīng)充足，價格基本穩(wěn)定，尚有巨大的潛在產(chǎn)能未釋放。我國密封膠最初多采用高速分散機(jī)、捏合機(jī)和三輥研磨機(jī)等設(shè)備，間歇式分段生產(chǎn)，手動灌裝，產(chǎn)品質(zhì)量難以穩(wěn)定控制。1998年后有機(jī)硅密封膠生產(chǎn)開始引進(jìn)國外設(shè)備，包括各種規(guī)格的真空行星式攪拌機(jī)和壓出機(jī)等，逐漸引進(jìn)紊流混合設(shè)備，軟、硬包裝自動灌裝機(jī)及堪稱世界先進(jìn)水平的全自動多組分靜態(tài)紊流拼混設(shè)備和大型差速捏合設(shè)備。這一時期國產(chǎn)化設(shè)備的技術(shù)水平和功能質(zhì)量也在不斷提高和完善，價格優(yōu)勢明顯（約為進(jìn)口設(shè)備的1/5甚至1/8）。2002年以后，行業(yè)設(shè)備得到更新，新的企業(yè)生產(chǎn)線相繼投入建設(shè)，國產(chǎn)設(shè)備已成主體，其中江陰化工機(jī)械廠、佛山市金銀河公司、石家莊市曉進(jìn)公司等企業(yè)都做出了貢獻(xiàn)，特別是2008年后以雙螺桿自動混合擠出設(shè)備為主體的生產(chǎn)線在業(yè)內(nèi)推廣，企業(yè)產(chǎn)能和生產(chǎn)規(guī)模得以顯著提升，產(chǎn)品成本相應(yīng)下降。近幾年，國外更加先進(jìn)的第三代生產(chǎn)線吸引企業(yè)的關(guān)注，該生產(chǎn)線配置可不同程度地實現(xiàn)過程自動控制和在線檢測，如原材料的遠(yuǎn)距輸送、計量、真空投料，實現(xiàn)物料混合、分散、均化、細(xì)化加工的自動化，從配方控制、調(diào)色配合直至密封灌裝、裝箱、碼垛，取代了一線生產(chǎn)人員值機(jī)作業(yè)模式，實現(xiàn)全線自動化生產(chǎn)。目前一些規(guī)模化生產(chǎn)企業(yè)已開始引進(jìn)高配置的生產(chǎn)線裝置，以適應(yīng)競爭日益激烈的市場，減少人力資源對產(chǎn)品成本的影響，滿足客戶對產(chǎn)品價格、質(zhì)量及批次穩(wěn)定性不斷增長的訴求。
5 應(yīng)用技術(shù)體系
俗稱的“三分料七分工”同樣適用于粘結(jié)密封裝配。粘結(jié)構(gòu)造及尺寸設(shè)計、粘結(jié)選材、施工環(huán)境控制、施工技藝和質(zhì)量驗收等環(huán)節(jié)，都影響到結(jié)構(gòu)粘結(jié)的可靠性及接縫密封的可靠性。目前，建筑門窗幕墻企業(yè)依據(jù)材料標(biāo)準(zhǔn)、建筑規(guī)范和供膠企業(yè)的技術(shù)支持，對結(jié)構(gòu)粘結(jié)密封設(shè)計、施工工藝及質(zhì)量驗收，建立了較完善的程序文件和作業(yè)指導(dǎo)書，配備了密封膠進(jìn)場復(fù)驗、低溫倉儲、自動混膠、恒溫恒濕凈化施膠作業(yè)和質(zhì)量驗收所需的儀器和裝備，粘結(jié)密封操作人員技術(shù)培訓(xùn)考核上崗，通過評比形成一支精通技術(shù)、熟練作業(yè)的專業(yè)“槍手”隊伍。供膠企業(yè)已將工程應(yīng)用納入自己的服務(wù)責(zé)任，復(fù)核工程粘結(jié)密封設(shè)計尺寸、復(fù)核工程附件相容性檢驗結(jié)果、復(fù)核工程材料被粘表面的粘結(jié)性等，向結(jié)構(gòu)設(shè)計、粘結(jié)施工及特殊表面處理提供技術(shù)支持，保留工程用膠樣品，積累試驗測試數(shù)據(jù)，跟蹤幕墻應(yīng)用及材料性能變化，展開相應(yīng)的試驗研究，在實踐中構(gòu)建的應(yīng)用技術(shù)體系已成為優(yōu)質(zhì)工程的重要保障。我國建筑門窗幕墻施工面積及年竣工量已躍居世界之最，并走出國門承接歐、美、中東、俄羅斯及東南亞多項幕墻工程建設(shè)，這表明我國建筑粘結(jié)密封材料的產(chǎn)品水平、加工技術(shù)水平及粘結(jié)裝配結(jié)構(gòu)的可靠性已近世界水平。
6 展望和建議
建筑粘結(jié)密封材料產(chǎn)能和產(chǎn)量的規(guī)模發(fā)展得益于門窗幕墻市場的增長，但目前的產(chǎn)品多處于中低端同質(zhì)技術(shù)，欠缺高端產(chǎn)品及核心技術(shù)優(yōu)勢。同發(fā)達(dá)國家相比較，我們的技術(shù)創(chuàng)新和市場競爭能力不強(qiáng)，關(guān)鍵是新材料、新技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)研究不足，所以，提升企業(yè)國際市場競爭力，必須提升技術(shù)基礎(chǔ)，提高產(chǎn)品一致性，推進(jìn)國際公認(rèn)的認(rèn)證制度，同時加大自動化、規(guī)�；a(chǎn)線建設(shè)，提高企業(yè)集約化生產(chǎn)水平，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，推進(jìn)企業(yè)重組進(jìn)程。
1）產(chǎn)品研發(fā)
近年來，跨國化工企業(yè)將中國作為最大的新興市場，紛紛在華建設(shè)研發(fā)中心、測試中心、技術(shù)服務(wù)中心，如陶氏在上海建設(shè)了陶氏化學(xué)中心，�？松顿Y7 000萬美元建上海研發(fā)中心，道康寧投5 000萬美元建上海商務(wù)技術(shù)中心，還有巴斯夫、杜邦、朗盛、3M公司等都在華設(shè)立了研發(fā)中心[2]，由此可預(yù)見市場競爭態(tài)勢將以創(chuàng)新及核心技術(shù)為支撐。道康寧2010年銷售額創(chuàng)60億元新高，比上年增長18%，為客戶提供創(chuàng)新的有機(jī)硅技術(shù)直接造就了這一強(qiáng)勁表現(xiàn)。新一代粘結(jié)密封產(chǎn)品已進(jìn)入市場，如瓦克公司推出了α－硅烷為基礎(chǔ)不含有機(jī)錫催化的密封膠，具有優(yōu)異的耐化學(xué)性能，彈性高，強(qiáng)度高，且像玻璃一樣透明；又如創(chuàng)新的單組分及雙組分聚脲密封膠，強(qiáng)度7～14 MPa，伸長率250%～800%，耐熱150～350 ℃，耐UV輻照、耐低溫，長期耐水、酸、堿和油浸泡穩(wěn)定。國內(nèi)企業(yè)盡管多為中小企業(yè)，但專業(yè)技術(shù)相對集中，建議企業(yè)提高產(chǎn)品創(chuàng)新起點，建立產(chǎn)學(xué)研基地、研發(fā)中心或委托專業(yè)機(jī)構(gòu)出資研究及合作研究獲得知識產(chǎn)權(quán)，關(guān)鍵聚合物項目可申報納入地方或國家重點科研計劃，集中優(yōu)勢創(chuàng)新研發(fā)極具前景的工程用膠和專業(yè)新產(chǎn)品。
2）新技術(shù)
硅酮結(jié)構(gòu)密封膠應(yīng)用于建筑幕墻結(jié)構(gòu)粘結(jié)密封裝配，基本依據(jù)是耐老化性能優(yōu)越、粘結(jié)穩(wěn)定、承載安全。2008年歐洲技術(shù)批準(zhǔn)（ETA—09/0024）推出一項新材料——幕墻玻璃結(jié)構(gòu)粘結(jié)系統(tǒng)專用丙烯酸泡棉壓敏膠，有別于硅酮密封膠，具有粘塑性材料的力學(xué)特性，，采用干法粘結(jié)施工技術(shù)，具有新穎性。該項技術(shù)的基礎(chǔ)是深入的材料研究、工程試驗和應(yīng)用技術(shù)研究，證明在該粘塑性材料在風(fēng)荷載及地震等瞬時/變動荷載下，呈現(xiàn)出特有的非線性的應(yīng)力—應(yīng)變效應(yīng)，在熱位移慢速荷載下呈現(xiàn)出大應(yīng)變—低應(yīng)力，這些特性適用于粘結(jié)體系的安全承載。該技術(shù)在幕墻玻璃結(jié)構(gòu)粘結(jié)中具有應(yīng)用前景。粘結(jié)密封是材料、結(jié)構(gòu)及工程科學(xué)的邊緣技術(shù)，具有較大的技術(shù)創(chuàng)新空間，應(yīng)綜合專業(yè)優(yōu)勢針對工程需要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，如結(jié)構(gòu)粘結(jié)密封中聚合物彈性連接體的非線性力學(xué)特性研究、建筑結(jié)構(gòu)粘結(jié)連接優(yōu)化技術(shù)研究、新型材料及新穎粘結(jié)技術(shù)研究等，充分發(fā)揮彈性粘結(jié)的技術(shù)優(yōu)勢，有效改善脆性薄面板結(jié)構(gòu)裝配的可靠性、中空玻璃結(jié)構(gòu)粘結(jié)密封的延壽、玻璃粘結(jié)復(fù)合結(jié)構(gòu)成型和應(yīng)用技術(shù)問題等。建議圍繞建筑安全和節(jié)能要求開發(fā)新穎技術(shù)，展開針對性驗證試驗、應(yīng)用研究和基礎(chǔ)研究。
3）標(biāo)準(zhǔn)化
我國非等效采用ISO 11600《建筑結(jié)構(gòu)—密封膠—分類及要求》的建筑密封膠標(biāo)準(zhǔn)，目前已有JC/T 882、JC/T 883、JC/T 884、JC/T 881等，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容大同小異，產(chǎn)品性能要求及試驗方法相同，僅個別技術(shù)指標(biāo)隨使用條件不同而略有差異。類似細(xì)化用途的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)隨著密封膠在建筑上應(yīng)用對象的增加，可能還會不斷增加。密封膠的基本功能是密封，具有相同的功能性要求及試驗方法，只要有明確的分類及合理的要求，密封膠產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)完全可等效采用ISO 11600，不必分列為諸多標(biāo)準(zhǔn)。不同對象和使用條件下密封膠的適用性，應(yīng)在密封選材、建筑接縫密封設(shè)計、施工應(yīng)用技術(shù)等相關(guān)規(guī)范中細(xì)化規(guī)定，，目前這些技術(shù)規(guī)范均有缺失，直接影響著建筑結(jié)構(gòu)粘接及防水密封質(zhì)量水平的進(jìn)一步提高。
目前建筑密封膠的標(biāo)準(zhǔn)用于產(chǎn)品合格判定，規(guī)定了產(chǎn)品性能最低指標(biāo)。眾所周知，密封膠是多種成分混合加工的非定型產(chǎn)品，配方、生產(chǎn)工藝、原材料產(chǎn)地及規(guī)格等都會影響產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量，為有效保證質(zhì)量穩(wěn)定，定型的品牌產(chǎn)品不僅要保證合格，而且應(yīng)限量控制密封膠的密度、黏度、強(qiáng)度、伸長率、模量等性能指標(biāo)的波動，保證質(zhì)量一致性。歐洲標(biāo)準(zhǔn)對密封膠的質(zhì)量一致性提出了要求，如規(guī)定了產(chǎn)品密度波動限值、模量波動限值，檢驗產(chǎn)品熱失重曲線和紅外吸收光譜的符合性，將材料疲勞、蠕變等長期的綜合老化性能納入型式檢驗項目，以綜合表征和有效檢驗成分、原料及工藝變化影響的顯著性。若借鑒這種做法，一些檢驗指標(biāo)合格但配方摻加白油的低價密封膠就難以流入建筑市場，規(guī)避應(yīng)用后才發(fā)現(xiàn)流油、開裂、脫膠等工程質(zhì)量事故的風(fēng)險。此外應(yīng)加大貫徹標(biāo)準(zhǔn)的力度，如位移能力級別是建筑接縫寬度設(shè)定及選用密封膠的基本依據(jù)，但一些低性能產(chǎn)品不執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，不標(biāo)志級別，往往引起誤用，造成建筑接縫密封早期失效；又如結(jié)構(gòu)膠的模量是幕墻設(shè)定結(jié)構(gòu)粘結(jié)厚度的重要依據(jù)，但不少產(chǎn)品不提供報告，放任幕墻企業(yè)對結(jié)構(gòu)膠變位能力（δ）的隨意取值，甚至超出現(xiàn)有材料的能力取δ＝25%、40%，導(dǎo)致粘結(jié)厚度不足影響粘結(jié)可靠性。
建筑安全和節(jié)能與密封膠品質(zhì)關(guān)系密切。目前中空玻璃產(chǎn)品壽命保證期為10年，延長壽命關(guān)鍵是密封膠的性能。中空玻璃存在露點過早上升、結(jié)露、滲水甚至外片玻璃墜落傷人現(xiàn)象，主要是玻璃結(jié)構(gòu)粘結(jié)中的密封膠耐久性不足，應(yīng)通過試驗量化產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)與延壽的相關(guān)性。對全國城鎮(zhèn)建筑而言，若能使中空玻璃壽命延長一年，獲得經(jīng)濟(jì)效益和社會效益將十分顯著。此外，人們關(guān)注幕墻玻璃粘結(jié)的安全性，但有關(guān)既有幕墻玻璃結(jié)構(gòu)粘結(jié)承載可靠性檢驗和失效判定的方法和標(biāo)準(zhǔn)尚未建立，應(yīng)加快標(biāo)準(zhǔn)化研究，盡快制訂檢驗規(guī)則和判定標(biāo)準(zhǔn)。
4）產(chǎn)品認(rèn)證
1997至2002年國務(wù)院取消結(jié)構(gòu)膠認(rèn)定管理行政審批，5年間國家經(jīng)貿(mào)委批準(zhǔn)認(rèn)定準(zhǔn)入生產(chǎn)的企業(yè)共有6家15個牌號，但2002年入世至2010年經(jīng)協(xié)會批準(zhǔn)認(rèn)定的企業(yè)基本囊括了結(jié)構(gòu)膠生產(chǎn)企業(yè)，共55家138個牌號。目前市場準(zhǔn)入門檻已經(jīng)消失，一些誠信企業(yè)開始選擇國家認(rèn)監(jiān)委批準(zhǔn)的認(rèn)證機(jī)構(gòu)進(jìn)行公平、公正、合法、合規(guī)的第三方產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證，這些認(rèn)證是以企業(yè)忠誠和發(fā)證機(jī)構(gòu)的信用為擔(dān)保，適應(yīng)國際貿(mào)易規(guī)則和開展國際互認(rèn)的基礎(chǔ)條件，對企業(yè)突破國際貿(mào)易技術(shù)壁壘、贏得市場競爭優(yōu)勢具有重要意義[3]。
7 結(jié)語
住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部仇保興副部長指出，中國是世界最大的建筑市場，正處在大規(guī)模城鎮(zhèn)化建設(shè)階段，目前的建筑量占到世界的一半還多，大規(guī)模建設(shè)還會持續(xù) 30年至35年。這將預(yù)示著建筑粘結(jié)密封材料市場會持續(xù)增長。值得注意的是有機(jī)硅密封膠隨技術(shù)的重大突破，單體合成流化床反應(yīng)器、凈化和濃酸水解技術(shù)現(xiàn)已居國際先進(jìn)及領(lǐng)先水平，大型企業(yè)投產(chǎn)單套12萬噸的規(guī)模裝置已平穩(wěn)運(yùn)行，單體產(chǎn)能過剩已成定局[4]，這將加大有機(jī)硅價格的下行趨勢，促進(jìn)下游密封膠更大發(fā)展，加劇市場的替代性競爭�；谶@一分析，企業(yè)應(yīng)及時調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，爭取產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證，加大規(guī)�；s化力度，增強(qiáng)國際市場競爭力。
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