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硅酮膠二十年發(fā)展概覽之一：硅酮膠在歐美

作者:王躍林

有機(jī)硅建筑密封膠（俗稱硅酮膠，下同）作為有機(jī)硅高分子材料的重要組成部份，它在室溫下無需加熱，光照或其他條件即可固化變?yōu)閺椥韵鹉z，使用非常方便，除具有一般有機(jī)硅材料的耐高低溫、耐氣候老化、高電絕緣等優(yōu)異特性外，還具有對(duì)各類基材的粘結(jié)性好，抗變位能力強(qiáng)等特點(diǎn)，已發(fā)展成為現(xiàn)代建筑裝飾的重要密封材料，用戶可以根據(jù)不同用途選擇相應(yīng)類型的產(chǎn)品。

歐美發(fā)達(dá)國(guó)家在上世紀(jì)五十年代初就開發(fā)了雙組份硅酮密封膠產(chǎn)品用于建筑業(yè)，六十年代初有高性能單組份硅酮建筑密封膠出售，七十年代硅酮結(jié)構(gòu)密封膠首次用于全隱框玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)粘接裝配工程，到現(xiàn)在已實(shí)際投入使用超過40年，使用效果良好。在硅酮膠發(fā)展的同期，世界上還開發(fā)了其他幾種性能較好的密封膠，主要有聚硫、聚氨酯、丙烯酸型、丁基型等產(chǎn)品，但從綜合性能比較而言，硅酮密封膠最優(yōu)秀，使其成為玻璃幕墻中唯一使用的結(jié)構(gòu)、耐候密封膠品種。從使用量來看，國(guó)外由于硅酮密封膠售價(jià)要高于其他產(chǎn)品，故僅占有密封膠使用量的三分之一左右，但已出現(xiàn)逐步取代其他密封膠的趨勢(shì)，或者用普通的有機(jī)材料對(duì)有機(jī)硅高分子進(jìn)行改性制備具有相似性能并且成本較低的密封膠品種。國(guó)內(nèi)的情況則與之相反，除丙烯酸類密封膠價(jià)格比較低、使用量較大外，聚硫和硅酮價(jià)格接近，聚氨酯的價(jià)格反而比硅酮高，使得硅酮密封膠占據(jù)的市場(chǎng)份額超過了70%。國(guó)外硅酮膠經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在原材料及專用生產(chǎn)設(shè)備方面配套都非常好，已實(shí)現(xiàn)了大批量連續(xù)化生產(chǎn)，主要的生產(chǎn)商集中在全球幾大有機(jī)硅公司，大部分制造商的年產(chǎn)量超過萬噸，全世界的總產(chǎn)量超過600kt/a.

有機(jī)硅結(jié)構(gòu)密封膠在建筑裝飾行業(yè)俗稱為硅酮結(jié)構(gòu)膠（下同），作為室溫固化（RTV）硅橡膠中的重要組成部分，在室溫下無需加熱，光照或其他特殊條件即可固化為彈性體，使用十分方便，按固化方式它又分為單組分（RTV-1）和雙組分（RTV-2）兩大類，其中RTV-1主要用于小型幕墻和現(xiàn)場(chǎng)施工，RTV-2主要用于大型幕墻施工。硅酮結(jié)構(gòu)膠除了具有有機(jī)硅材料的耐高低溫，耐氣候老化以及耐臭氧等顯著特點(diǎn)外，還具有對(duì)多種基材的粘接性好，抗位移能力強(qiáng)等特點(diǎn)，成為隱框幕墻關(guān)鍵的也是唯一的結(jié)構(gòu)粘接密封材料，既具有使建筑內(nèi)部與外界完全隔開的密封性能，同時(shí)又將玻璃等裝飾板片牢固地粘接在與建筑物連為一體的金屬骨架上，將玻璃等承受的永久荷載（自重）、風(fēng)荷載、熱變形，地震作用等傳遞到骨架及建筑主體結(jié)構(gòu)，由于硅酮結(jié)構(gòu)膠本身具有很好的彈性變形能力，使得建筑物主體與裝飾玻璃板片間形成彈性連接，大大減少了地震和颶風(fēng)等自然災(zāi)害的破壞程度，這是隱框幕墻具有的非常顯著的優(yōu)點(diǎn)。

在上世紀(jì)六十年代末，硅酮結(jié)構(gòu)膠開始在建筑物門廳或大堂、鋪面的落地玻璃的安裝中使用，它實(shí)際上是一種半隱框玻璃幕墻，在1970年開始用于鋁合金半隱框玻璃幕墻。1971年產(chǎn)生了第一個(gè)由硅酮結(jié)構(gòu)膠裝配的全隱框鋁合金玻璃幕墻，1976年硅酮結(jié)構(gòu)膠用于半隱框中空玻璃幕墻，1978年用于全隱框中空玻璃幕墻。從此，硅酮結(jié)構(gòu)膠開始在歐美，亞洲及全世界的隱框、半隱框玻璃幕墻中大量使用。

雖然全隱框玻璃幕墻與半隱框和明框幕墻及其他結(jié)構(gòu)相比，抗震及抗臺(tái)風(fēng)等性能更為優(yōu)越，但由于其沒有機(jī)械固定裝置，因此比其他裝飾結(jié)構(gòu)具有更大的安全風(fēng)險(xiǎn)。人們對(duì)硅酮結(jié)構(gòu)膠的耐久性給予了極大的關(guān)注，許多學(xué)者也進(jìn)行了大量的人工加速老化試驗(yàn)，得出的結(jié)論是硅酮結(jié)構(gòu)膠在30年內(nèi)的性能基本保持不變，20年人工自然暴曬試驗(yàn)也證明硅酮結(jié)構(gòu)膠性能變化很小，但這些試驗(yàn)的結(jié)果卻無法給玻璃幕墻的壽命下準(zhǔn)確結(jié)論，因?yàn)樯婕暗囊蛩靥�多，例如結(jié)構(gòu)膠在實(shí)際使用過程中的受力狀態(tài)與試驗(yàn)條件完全不同，所用的鋁材與氧化膜粘接強(qiáng)度是否足夠大并保持不變，鍍膜玻璃與鍍膜的附著力大小，打膠操作工人的熟練程度等等不確定因素。到目前為止，對(duì)用硅酮結(jié)構(gòu)粘接密封的全隱框玻璃幕墻的安全壽命的權(quán)威性說法是第一個(gè)幕墻有30年的歷史而沒有出現(xiàn)任何問題，全世界的玻璃幕墻也沒有因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)膠的原因而發(fā)生重大安全事故，用戶應(yīng)該采用被證明過的材料和技術(shù)工藝，在幕墻的制作和安裝過程中要有好的質(zhì)量控制程序，并在以前SSG系統(tǒng)成功使用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上來設(shè)計(jì)和使用幕墻。本文作者2002年到美國(guó)Florida 參加ASTM會(huì)議時(shí)親自去全世界第一座中空玻璃幕墻建筑考察，該樓于1978年建成，所處的環(huán)境比較惡劣，到現(xiàn)在有30多年的使用歷史，仍然保持良好狀態(tài)。