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聚碳酸酯采光頂用硅酮密封膠的選擇

來源:2011年會論文集 作者:張冠琦 日期:2011-5-6 　 頁面功能 【字體：大 中 小】【打印】【關(guān)閉】【評論】
摘要：簡要介紹了聚碳酸酯板的性能特點，結(jié)合聚碳酸酯板的建筑應(yīng)用要求，對聚碳酸酯采光頂用硅酮密封膠的選用，圍繞關(guān)鍵特性指標(biāo)、施工應(yīng)用及防水設(shè)計等方面進(jìn)行了分析討論。
關(guān)鍵詞：聚碳酸酯、硅酮密封膠、大接縫形變
　　本文作者：曾容 張冠琦 朱應(yīng)和
　　1　前言
　　聚碳酸酯板，簡稱為PC板，它具有耐候、質(zhì)輕、阻燃、隔聲、透光、抗紫外線、耐沖擊等優(yōu)良性能，而且還具有玻璃所不具備的無眩光、防碎、保溫等特性。80年代中期迅速進(jìn)入建筑裝飾材料市場，應(yīng)用于建筑天幕、采光頂、墻體、室內(nèi)裝飾裝修等工程，是目前國際上廣泛采取的一種建筑材料。據(jù)統(tǒng)計，PC在建筑方面的用量占其總用量的40%以上。我國的PC生產(chǎn)是在上世紀(jì)90年代后期開始引入發(fā)展，相對起步較晚， PC板作為新型的建筑材料，與金屬、玻璃、石材等常規(guī)建材的物理性能差別很大，工程設(shè)計、施工及應(yīng)用有其獨特要求。本文將圍繞聚碳酸酯采光頂用硅酮密封膠的選用進(jìn)行分析討論。
　　2　聚碳酸酯板的性能特點
　　PC板是以聚碳酸酯為主要成分，采用共擠壓技術(shù)制成的一種綜合性能優(yōu)良的高品質(zhì)板材。PC板的材質(zhì)特性決定了其作為新型建筑材料既具有獨特的優(yōu)勢，也存在一些需要克服的缺點。主要性能特點如下：
　　材質(zhì)輕，重量約為同等厚度玻璃的一半
　　透光性能優(yōu)良，透光率高達(dá)88%
　　熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于無機玻璃和鋁材，易發(fā)生熱脹冷縮形變
　　耐高低溫性能良好，使用范圍寬，-40～120℃范圍內(nèi)物理性能穩(wěn)定
　　耐腐蝕性能一般，遇到有機溶劑易引起開裂，遇強堿分解
　　界面惰性，粘結(jié)性能較差
　　節(jié)能，傳熱系數(shù)低，隔熱性好，比無機玻璃提高7～25%
　　阻燃，防火性能達(dá)到B1級
　　具有良好的隔音性能，隔音效果明顯，隔聲量比同等無機玻璃提高3～4DB
　　抗沖擊性能優(yōu)異，沖擊強度約為普通無機玻璃的250倍，鋼化玻璃的2倍
　　抗風(fēng)性能可達(dá)到GB/T7106-2002《建筑外窗抗風(fēng)壓性能分級及檢測方法》第1級標(biāo)準(zhǔn)
　　3　聚碳酸酯板的建筑應(yīng)用及密封形式
　　聚碳酸酯板的建筑應(yīng)用主要有PC板幕墻及采光頂。在我國，采用PC板作為面板材料應(yīng)用于幕墻相對較少，尚待推廣；而采用PC板作為透明采光材料應(yīng)用于建筑采光頂?shù)任菝嫦到y(tǒng)中正日益普遍，特別是在大型公共建筑中。
　　聚碳酸酯板的建筑密封形式分為干式系統(tǒng)和濕式系統(tǒng)，其中濕式系統(tǒng)采用密封膠，密封接口示例如圖1。

> 　　4　聚碳酸酯采光頂用硅酮密封膠的選擇
　　由于聚碳酸酯板的材質(zhì)特點與金屬、玻璃、石材等常規(guī)建材的物理性能差別很大，普通硅酮耐候密封膠難以滿足聚碳酸酯采光頂工程使用要求， 因密封膠選用不當(dāng)造成聚碳酸酯板腐蝕開裂、粘結(jié)破壞、接縫變化大導(dǎo)致膠縫開裂而出現(xiàn)工程漏水等現(xiàn)象屢屢發(fā)生，甚至有觀點認(rèn)為硅酮密封膠不適用于聚碳酸酯采光頂工程應(yīng)用。廣州市白云實業(yè)有限公司針對聚碳酸酯板的性能特點，對硅酮密封膠的選用作了系統(tǒng)的深入分析探討，進(jìn)行了專門的配方設(shè)計，開發(fā)了適用其技術(shù)特點的聚碳酸酯專用超高性能硅酮耐候密封膠。以下將就此進(jìn)行詳細(xì)闡述。
　　4．1無腐蝕性
　　無論在聚碳酸酯工程的干法或濕法密封系統(tǒng)中，都存在密封材料對PC板腐蝕引發(fā)的開裂問題。究其根本原因，是由于聚碳酸酯主鏈中含有酯基，這一極性較大的基團使得其較易溶于極性有機溶劑。當(dāng)PC板表面與含有此類物質(zhì)的密封材料接觸后，發(fā)生腐蝕作用，導(dǎo)致PC板發(fā)生龜裂，甚至開裂。選用合適的硅酮密封膠體系，避免密封膠中的助劑對PC板的侵蝕作用是解決PC板開裂問題的關(guān)鍵。為此，我們選擇了市場上有影響力的5家公司、12種產(chǎn)品進(jìn)行試驗，檢測密封膠對PC板的腐蝕影響。其中1#-4#為脫酸型硅酮密封膠，5#-8#為中性脫肟型硅酮密封膠，9#-12#為中性脫醇型硅酮密封膠（其中12#為廣州市白云化工實業(yè)有限公司的SS911C產(chǎn)品，專門針對PC板材料的耐候密封設(shè)計），結(jié)果見表1。

　　由上表可見，脫酸型硅酮密封膠和脫醇型硅酮密封膠對PC板無腐蝕作用，脫肟型硅酮密封膠有腐蝕作用。該測試說明脫肟型硅酮密封膠中的助劑對PC板有腐蝕作用，該類體系密封膠不宜選用。
　　4．2粘結(jié)性
　　將上述的1#-12#為硅酮密封膠，采用GB/T 13477.18的方法測定密封膠與PC板的粘結(jié)性，結(jié)果見表2。

　　由上表可見，雖然脫酸型硅酮密封膠對PC板無腐蝕作用，但粘結(jié)性能差，也不宜選用。中性密封膠對PC板的粘結(jié)具有明顯的選擇性，此外某些膠對PC板初始粘結(jié)良好，但經(jīng)過 一段時間后粘結(jié)力消失。這主要是由于聚碳酸酯板界面惰性，表面能低，普通硅酮密封膠難以取得良好的粘結(jié)效果，因此在配方設(shè)計時，必須重點改善密封膠的粘結(jié)性能。
　　4．3位移能力
　　由于PC板的熱膨脹系數(shù)高，約為普通玻璃的7倍，鋁材的2.5倍，造成PC板板間接縫變化比普通玻璃或鋁材大得多。例如1.8m長的板材，在預(yù)期溫差變化為80℃，接縫為20mm時，分別采用玻璃、鋁材及PC板時，其接縫變化及所需密封膠的位移能力見表3。

　　由上表可見，PC板的接縫變化大，在相同接縫寬度下，對硅酮密封膠的位移能力提出了更高的要求。
　　4．4聚碳酸酯專用超高性能硅酮耐候密封膠
　　SS911C聚碳酸酯專用超高性能硅酮耐候密封膠是單組分，中性固化，高位移能力硅酮耐候密封膠（±50級），對PC基材和金屬具有優(yōu)異的粘結(jié)性，不腐蝕PC基材和金屬，專門用于PC板幕墻及采光頂?shù)慕涌p密封，能適應(yīng)大的接縫變化，具有優(yōu)異的耐候性能。主要性能指標(biāo)及與普通耐候膠的對比見表4。

　　4．5施工應(yīng)用
　　安裝過程建議按照下列步驟進(jìn)行[3]：
　　（1）清潔PC板表面。使用干凈海綿或柔軟棉布清洗，或用中性肥皂、洗滌劑柔洗，最后用清水沖洗；
　�。�2）確定嚙合邊長和伸縮容許量，然后剪裁；
　　（3）硅酮密封膠選用；
　　（4）施膠前，PC板平整度檢查；
　�。�5）按硅酮密封膠施工工藝要求施膠；
　　（6）施工完成后的防護，注意避免PC板被污染、刮傷。
　　4．6聚碳酸酯采光頂?shù)姆浪O(shè)計
　　聚碳酸酯采光頂漏水是常見問題，有些是安裝好后立即發(fā)現(xiàn)漏水，有些是半年或一兩年后漏水。造成這種情況的原因主要有以下幾點：
　　不了解PC板特性，沿用玻璃采光頂?shù)慕?jīng)驗設(shè)計，接縫變化大而造成膠縫開裂；
　　安裝時板面變形，引起密封接縫變形、開裂；
　　密封膠選擇不當(dāng)，選用的密封膠不粘PC板或腐蝕PC板，造成膠縫脫膠或PC板開裂。
　　聚碳酸酯采光頂防水設(shè)計可以有很多種形式[4,5]，設(shè)計與選材應(yīng)匹配，合理確定安裝工藝過程，才能確保工程質(zhì)量。
　　5　結(jié)語
　　聚碳酸酯面板應(yīng)用于采光頂及幕墻的工程近年來越來越多，其防水設(shè)計應(yīng)充分考慮到面板的特殊性，設(shè)置合適的膠縫寬度并選擇具有對應(yīng)位移能力和粘結(jié)性的密封膠，才能保證工程的防水性能。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 劉寶松，彭華，陽光板幕墻在工程中的應(yīng)用，天津建設(shè)科技，2009；（1）：11-12
　　[2] 李偉鋒，鮑義帆，張艷，從深圳大運會工程外裝談幕墻新型節(jié)能材料的性能和應(yīng)用，建筑節(jié)能，2009；（7）：39-43
　　[3] 陳思斌，王洪敏，聚碳酸酯透明采光頂防水問題的研究，中國建筑防水，2005；（5）：20-23
　　[4] 陳克順，聚碳酸酯板屋面幕墻——記深圳大運會主體育場屋面幕墻工程的深化設(shè)計，中國建材科技，2010(2)：43-48
　　[5] 李曉剛，新型聚碳酸酯板屋面系統(tǒng)在深圳大運中心項目主體育館中的應(yīng)用，建筑技術(shù)，2010,41(4)：365-368
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