本文摘自：《建筑幕墻創(chuàng)新與發(fā)展》未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載
1. 前言
80年代初期，隨著中國(guó)鋁門(mén)窗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，建筑用密封膠產(chǎn)品開(kāi)始進(jìn)入中國(guó)。80年代中期以后，隨著建筑幕墻技術(shù)的引入，硅酮膠產(chǎn)品開(kāi)始在國(guó)內(nèi)使用，產(chǎn)業(yè)逐步發(fā)展。建筑門(mén)窗（詞條“建筑門(mén)窗”由行業(yè)大百科提供）幕墻用硅酮膠產(chǎn)品早期在中國(guó)完全依靠進(jìn)口，中國(guó)在該領(lǐng)域的生產(chǎn)技術(shù)完全是空白，產(chǎn)品依賴進(jìn)口，市場(chǎng)被外資企業(yè)所壟斷。此時(shí)，一批國(guó)有和民營(yíng)企業(yè)看到了硅酮膠市場(chǎng)前景，開(kāi)始自行研發(fā)建筑門(mén)窗幕墻用硅酮膠，并在生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)裝備國(guó)產(chǎn)化方面取得了突破。
進(jìn)入2000年后，中國(guó)房地產(chǎn)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，國(guó)產(chǎn)建筑硅酮膠企業(yè)也抓住這一機(jī)遇迅速成長(zhǎng)。特別是近年來(lái)，伴隨著我國(guó)建筑業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)建筑硅酮膠制造業(yè)的迅速崛起，國(guó)內(nèi)廠商的市場(chǎng)份額迅速擴(kuò)大。隨著行業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)硅酮膠生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量飛速增加，目前已逾300家，但企業(yè)規(guī)模大小不一，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，銷(xiāo)售量逐年增加，但產(chǎn)品銷(xiāo)售利潤(rùn)卻一再壓縮，使得許多企業(yè)開(kāi)始通過(guò)降低產(chǎn)品質(zhì)量，甚至以次充好來(lái)追求利潤(rùn)，貼牌、亂加填料（詞條“填料”由行業(yè)大百科提供）等不規(guī)范行為也越來(lái)越多，直接造成一些玻璃幕墻工程出現(xiàn)了玻璃墜落、中空玻璃“流淚”等情況，導(dǎo)致玻璃幕墻工程質(zhì)量糾紛頻發(fā)。此外，施工方對(duì)密封膠產(chǎn)品使用的誤區(qū)以及部分施工單位“偷梁換柱”問(wèn)題的存在都使得門(mén)窗幕墻工程質(zhì)量堪憂。
本文擬通過(guò)化學(xué)分析的方法，建立解決目前門(mén)窗幕墻工程用硅酮膠常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，為保障門(mén)窗幕墻工程質(zhì)量提供測(cè)試方法支持。
2. 門(mén)窗幕墻用硅酮膠常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題
通過(guò)對(duì)門(mén)窗幕墻實(shí)際工程以及硅酮膠生產(chǎn)、銷(xiāo)售、施工、使用等單位的調(diào)研，總結(jié)門(mén)窗幕墻用硅酮膠產(chǎn)品質(zhì)量常見(jiàn)的問(wèn)題，歸納如下：
(1) 早期選材錯(cuò)誤。早期門(mén)窗幕墻的設(shè)計(jì)往往不被重視，或是設(shè)計(jì)人員因?qū)Ω叻肿赢a(chǎn)品性能的不了解，以及對(duì)規(guī)范的不熟悉而導(dǎo)致沒(méi)有給出正確的產(chǎn)品選擇方案，導(dǎo)致門(mén)窗幕墻工程沒(méi)有按照使用需求選擇合適的密封膠產(chǎn)品。選材問(wèn)題包括如何鑒別常見(jiàn)的幾大類密封膠，包括：硅酮類、聚硫類、聚氨酯類。
(2) 產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)玻璃幕墻工程用膠質(zhì)量良莠不齊，對(duì)于一個(gè)工程，存在先供應(yīng)真膠，后供應(yīng)假膠的做法;或是中標(biāo)產(chǎn)品與后期供貨產(chǎn)品質(zhì)量差別較大的問(wèn)題，給玻璃幕墻工程安全帶來(lái)很大隱患。雖然，對(duì)于工程質(zhì)量的監(jiān)管各有關(guān)部門(mén)一再出臺(tái)措施，但因?yàn)?a target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>高分子材料的特殊性：使用前為未固化的半成品，使用之后變成固化的成品，且固化之后的密封膠在目前我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中缺乏有效的檢測(cè)方法。
(3) 密封膠產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)多數(shù)依據(jù)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的方法和參數(shù)設(shè)立，技術(shù)要求側(cè)重物理力學(xué)性能的測(cè)試，基本不包括化學(xué)分析測(cè)試方法。然而，我國(guó)門(mén)窗幕墻工程的現(xiàn)狀與發(fā)達(dá)國(guó)家還存在差距，社會(huì)誠(chéng)信體系尚不健全，以次充好的情況依然存在。這些問(wèn)題都對(duì)目前的測(cè)試方法提出挑戰(zhàn)，為此，本文擬采用一些較常見(jiàn)的化學(xué)分析手段，以期解決門(mén)窗幕墻工程中存在的硅酮膠產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。
3. 分析測(cè)試及結(jié)果分析
3.1 紅外光譜法
紅外光譜測(cè)試是利用紅外光譜對(duì)物質(zhì)分子進(jìn)行定性分析的一種常見(jiàn)測(cè)試方法，可用于鑒別化學(xué)物種。現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《紅外光譜分析方法通則》GB/T 6040中5.2.5a ATR測(cè)定方法可用于密封膠產(chǎn)品的分析測(cè)試，通過(guò)紅外光譜分析能夠有效區(qū)分各種類密封膠產(chǎn)品。
圖1硅酮膠紅外光譜譜圖
由圖1可見(jiàn)，1262cm-1處為Si-CH3吸收峰，1082～1011cm-1處為Si-O-Si的伸縮振動(dòng)吸收峰，2963cm-1為CH3的C-H非對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰。以上特征峰可作為硅酮類密封膠的鑒別特征。
圖2聚硫類密封膠紅外光譜譜圖
由圖2可見(jiàn)，C-S鍵伸縮振動(dòng)出現(xiàn)在742cm-1，1405~1115cm-1為與S相連的亞甲基-CH2-振動(dòng)峰，1724,1283cm-1處為增塑劑中酯基吸收峰。以上特征峰可作為聚硫淚密封膠的鑒別特征。
圖3聚氨酯類密封膠紅外光譜譜圖
聚氨酯類密封膠的氨基甲酸酯特征峰出現(xiàn)在1725cm-1(C=O)，由圖3可見(jiàn)。
3.2 熱重分析法
熱重分析是指在程序控制溫度下測(cè)量待測(cè)樣品的質(zhì)量與溫度變化關(guān)系的一種熱分析技術(shù)，可用來(lái)分析聚合物組分，是比較常用的分析測(cè)試手段。
圖4硅酮結(jié)構(gòu)膠熱重分析譜圖
圖5透明硅酮膠熱重分析譜圖
我們選取了兩款價(jià)格差別較大的市售硅酮結(jié)構(gòu)膠和透明硅酮膠樣品分別進(jìn)行熱重分析測(cè)試。圖4和圖5對(duì)比可見(jiàn)，透明膠樣品中低沸點(diǎn)物質(zhì)(如白油等)含量較大，約占16%，而硅酮結(jié)構(gòu)膠中低沸點(diǎn)物質(zhì)含量較低，約為3%。我們發(fā)現(xiàn)價(jià)格較低的硅酮膠產(chǎn)品中添加的易揮發(fā)物和填料較多，而價(jià)格最高、監(jiān)管最嚴(yán)的硅酮結(jié)構(gòu)膠產(chǎn)品則高分子主鏈的含量更大，產(chǎn)品物理力學(xué)性能和耐久性也更優(yōu)異。熱重分析法可用于實(shí)際工程中以次充好問(wèn)題的初步鑒定，對(duì)熱重分析譜圖差異較小的硅酮膠產(chǎn)品，建議進(jìn)一步進(jìn)行元素分析進(jìn)行鑒定。
3.3 元素分析法
元素分析是對(duì)已知樣品進(jìn)行具體元素的定量分析，除可測(cè)定C、H元素外，還可測(cè)得Si元素含量，可直接獲得硅酮膠產(chǎn)品中硅元素的含量。我們選取不同廠家的硅酮結(jié)構(gòu)膠產(chǎn)品以及同廠家的硅酮結(jié)構(gòu)膠與硅酮耐候膠產(chǎn)品分別進(jìn)行Si元素含量分析，分析測(cè)試結(jié)果如圖6。由圖6測(cè)試結(jié)果可見(jiàn)，不同廠家的硅酮結(jié)構(gòu)膠產(chǎn)品所含Si元素存在差別，雖然僅相差不到2%，產(chǎn)品的型式檢驗(yàn)結(jié)果也均合格，但Si元素含量的不同，導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)成本上存在差別，因主鏈含量的差別，造成實(shí)際工程使用耐久性的差異。圖7測(cè)試結(jié)果可見(jiàn)，同一廠家硅酮結(jié)構(gòu)膠比硅酮耐候膠的Si元素含量高7.7個(gè)百分點(diǎn)，產(chǎn)品價(jià)格與產(chǎn)品性能的差異也較大，用途也不同。可見(jiàn)，元素分析測(cè)試方法對(duì)于鑒別硅酮膠產(chǎn)品優(yōu)劣、產(chǎn)品配方變化等有重要的作用，可結(jié)合熱重分析方法綜合評(píng)價(jià)和鑒定。
圖6 不同廠家硅酮密封膠的元素分析結(jié)果
圖7 同一廠家硅酮結(jié)構(gòu)膠與硅酮耐候膠元素分析的結(jié)果
4. 結(jié)論
通過(guò)以上門(mén)窗幕墻用密封膠問(wèn)題的分析以及建立對(duì)應(yīng)的可解決問(wèn)題的分析測(cè)試方法，為保障門(mén)窗幕墻工程用膠的質(zhì)量提供了可操作的檢測(cè)鑒定方法。鑒于目前門(mén)窗幕墻實(shí)際存在的問(wèn)題，以及后續(xù)質(zhì)量糾紛的復(fù)雜程度，建議硅酮膠生產(chǎn)企業(yè)對(duì)不同批次不同配方的產(chǎn)品進(jìn)行化學(xué)分析測(cè)試并留存譜圖，同時(shí)，實(shí)際工程密封膠產(chǎn)品使用時(shí)也應(yīng)進(jìn)行化學(xué)分析測(cè)試并留存譜圖。上述分析測(cè)試結(jié)果檔案的建立將有助于產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題的追溯，對(duì)保障門(mén)窗幕墻工程的質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
