採用薄膜法鑑別“充油”硅酮密封膠的試驗研究

硅酮密封膠由於其優異的耐紫外老化、耐氣候老化、耐高低溫性能[1]及廣泛的基材粘結性,在建築幕牆、中空玻璃、門窗等領域具有廣泛的應用。硅酮密封膠之所以具有如此優異的性能,是由其分子結構決定的。硅酮密封膠主要原料聚二甲基硅氧烷分子主鏈由Si-O-Si鍵組成,由於Si-O鍵鍵能大於其他種類密封膠的鍵能和紫外線的能量,使得硅酮密封膠擁有優異的耐紫外老化和耐氣候老化性能。[2]在一項針對服役20年幕牆粘結及密封材料狀況的調研中,質量好的硅酮結構密封膠和硅酮耐候密封膠在實際工程中使用20年甚至超過20年仍然能保持良好的性能。[3]

然而,由於硅酮密封膠市場競爭日益激烈,特別是自2016年以來,有機硅原材料價格急劇攀升,致使許多硅酮密封膠生產企業用廉價的工業白油(以下簡稱白油)替代價格昂貴的有機硅基礎聚合物——聚二甲基硅氧烷,以此來獲取高額利潤。[4]白油,俗稱白礦油、礦物油,是石油精煉所得液態烴的混合物,主要為飽和的環烷烴與鏈烷烴混合物。使用白油替代聚二甲基硅氧烷,減少了密封膠中聚二甲基硅氧烷的含量,硅酮密封膠各方面性能將受到嚴重影響。相關研究表明:添加白油的密封膠熱老化後的硬度增加非常明顯,最大強度伸長率下降明顯;熱老化後的冷拉-熱壓後粘接性、定伸粘接性出現破壞;在5000h紫外老化過程中最大強度伸長率下降明顯,並在3500小時出現完全脫膠的情況。[5]填充白油將嚴重影響硅酮密封膠的耐老化性能,在長期應用過程中會有很大的質量隱患。大量的實際工程案例表明,填充白油的密封膠極易出現中空玻璃流油、粘接性差、開裂、硬化、粉化等情況,有些使用廉價“充油”密封膠的工地,甚至不到半年就可見到明顯的密封膠開裂。並且,充油量越多,上述情況出現的速度越快,程度越深。

採用薄膜法鑑別“充油”硅酮密封膠的試驗研究

圖1 充油密封膠的危害

要判斷密封膠性能的好壞,許多人會通過將密封膠擠成膠條,待其固化後對膠條進行反覆拉伸來感覺密封膠的強度、彈性。這種方法對於不充油密封膠來講,確實是非常簡便的,但是,卻不適用於充油的硅酮密封膠。由於白油從硅酮密封膠中揮發出來的過程持續時間較長,通常需要幾個月時間,因此充油密封膠在剛固化的時候,白油還在密封膠內部,這會使密封膠拉起來彈性非常好,這也是很多人受騙上當的原因。一開始,密封膠彈性挺好,項目順利驗收,結果過了幾個月,白油大部分揮發掉了,密封膠就收縮、開裂、脫膠,導致幕牆、門窗漏水,但是工程已經驗收了,錢已經結算完了,甚至很多時候找不到施工隊了,只好自認倒黴,重新花錢找人進行修補。有些密封膠添加的白油較少,出問題的時間會拖到1-2年之後,過了施工單位承諾的無償保修期,業主就更是啞巴吃黃連,有苦說不出了。

為限制在硅酮密封膠中添加白油的行為,國家專門制訂了檢測硅酮密封膠中白油添加量的試驗方法標準——GB/T 31851-2015《硅酮結構密封膠中烷烴增塑劑檢測方法》。該標準適用於以熱重分析、熱失重或紅外光譜等分析方法,定量或定性檢測硅酮密封膠中的烷烴增塑劑(白油、液體石蠟)。但是這三種方法需要專門的實驗儀器甚至是精密儀器,在一些專門的檢測機構、實驗室才能檢測,且所需費用不菲,適合專業的技術鑑定。對於一些沒有實驗設備,但又希望迅速判別密封膠中是否填充了白油的場合,比如工地現場,則無法適用了。

為解決這個問題,筆者開發了一種非常簡單易行,且成本極低的鑑別硅酮密封膠中是否添加了白油的試驗方法——“薄膜法”。該方法只要將待檢測硅酮密封膠塗在一定厚度的聚乙烯(PE)塑料薄膜上,刮平,經過幾個小時後觀察密封膠邊部的塑料薄膜是否平整即可,如果塑料薄膜變得不平整,那麼該密封膠就有99%的概率添加了白油。

下篇將就塑料薄膜種類、厚度、環境溫度、硅酮密封膠白油含量等因素對“薄膜法”不平整情況的影響進行分析。

採用薄膜法鑑別“充油”硅酮密封膠的試驗研究

圖2 充油密封膠使薄膜表面不平整

“薄膜法”以其操作簡單、快速有效的特點可以廣泛應用於項目工地現場、項目採購人員辦公室等場合,為眾多密封膠使用者識別劣質充油硅酮密封膠提供了方便。

本文已發佈在《中國建築防水》2018年第22期,如有需要請聯繫《中國建築防水》。


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