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】【關閉】【評論】

摘要：簡要介紹了聚碳酸酯板的性能特點，結合聚碳酸酯板的建筑應用要求，對聚碳酸酯采光頂用硅酮密封膠的選用，圍繞關鍵特性指標、施工應用及防水設計等方面進行了分析討論。
關鍵詞：聚碳酸酯、硅酮密封膠、大接縫形變

　　本文作者：曾容張冠琦朱應和
　　1　前言
　　聚碳酸酯板，簡稱為PC板，它具有耐候、質輕、阻燃、隔聲、透光、抗紫外線、耐沖擊等優良性能，而且還具有玻璃所不具備的無眩光、防碎、保溫等特性。80年代中期迅速進入建筑裝飾材料市場，應用于建筑天幕、采光頂、墻體、室內裝飾裝修等工程，是目前國際上廣泛采取的一種建筑材料。據統計，PC在建筑方面的用量占其總用量的40%以上。我國的PC生產是在上世紀90年代后期開始引入發展，相對起步較晚， PC板作為新型的建筑材料，與金屬、玻璃、石材等常規建材的物理性能差別很大，工程設計、施工及應用有其獨特要求。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，采用共擠壓技術制成的一種綜合性能優良的高品質板材。PC板的材質特性決定了其作為新型建筑材料既具有獨特的優勢，也存在一些需要克服的缺點。主要性能特點如下：
　　材質輕，重量約為同等厚度玻璃的一半
　　透光性能優良，透光率高達88%
　　熱膨脹系數遠大于無機玻璃和鋁材，易發生熱脹冷縮形變
　　耐高低溫性能良好，使用范圍寬，-40～120℃范圍內物理性能穩定
　　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，粘結性能較差
　　節能，傳熱系數低，隔熱性好，比無機玻璃提高7～25%
　　阻燃，防火性能達到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
　　抗風性能可達到GB/T7106-2002《建筑外窗抗風壓性能分級及檢測方法》第1級標準
　　3　聚碳酸酯板的建筑應用及密封形式
　　聚碳酸酯板的建筑應用主要有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用于建筑采光頂等屋面系統中正日益普遍，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和濕式系統，其中濕式系統采用密封膠，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特點與金屬、玻璃、石材等常規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，因密封膠選用不當造成聚碳酸酯板腐蝕開裂、粘結破壞、接縫變化大導致膠縫開裂而出現工程漏水等現象屢屢發生，甚至有觀點認為硅酮密封膠不適用于聚碳酸酯采光頂工程應用。廣州市白云實業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的深入分析探討，進行了專門的配方設計，開發了適用其技術特點的聚碳酸酯專用超高性能硅酮耐候密封膠。以下將就此進行詳細闡述。
　　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中，都存在密封材料對PC板腐蝕引發的開裂問題。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PC板表面與含有此類物質的密封材料接觸后，發生腐蝕作用，導致PC板發生龜裂，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板開裂問題的關鍵。為此，我們選擇了市場上有影響力的5家公司、12種產品進行試驗，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有限公司的SS911C產品，專門針對PC板材料的耐候密封設計），結果見表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板的粘結性，結果見表2。

　　由上表可見，雖然脫酸型硅酮密封膠對PC板無腐蝕作用，但粘結性能差，也不宜選用。中性密封膠對PC板的粘結具有明顯的選擇性，此外某些膠對PC板初始粘結良好，但經過一段時間后粘結力消失。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效果，因此在配方設計時，必須重點改善密封膠的粘結性能。
　　4．3位移能力
　　由于PC板的熱膨脹系數高，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基材和金屬具有優異的粘結性，不腐蝕PC基材和金屬，專門用于PC板幕墻及采光頂的接縫密封，能適應大的接縫變化，具有優異的耐候性能。主要性能指標及與普通耐候膠的對比見表4。

　　4．5施工應用
　　安裝過程建議按照下列步驟進行[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聚碳酸酯采光頂的防水設計
　　聚碳酸酯采光頂漏水是常見問題，有些是安裝好后立即發現漏水，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，沿用玻璃采光頂的經驗設計，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，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計可以有很多種形式[4,5]，設計與選材應匹配，合理確定安裝工藝過程，才能確保工程質量。
　　5　結語
　　聚碳酸酯面板應用于采光頂及幕墻的工程近年來越來越多，其防水設計應充分考慮到面板的特殊性，設置合適的膠縫寬度并選擇具有對應位移能力和粘結性的密封膠，才能保證工程的防水性能。
　　參考文獻
　　[1] 劉寶松，彭華，陽光板幕墻在工程中的應用，天津建設科技，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能材料的性能和應用，建筑節能，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在深圳大運中心項目主體育館中的應用，建筑技術，2010,41(4)：365-368

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