硅橡膠材料在建筑中及密封作用.doc

《硅橡膠材料在建筑中及密封作用.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《硅橡膠材料在建筑中及密封作用.doc（4頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

硅橡膠材料在建筑中的密封作用 摘要：介紹了硅橡膠的發(fā)展在建筑中的應用，就硅橡膠的優(yōu)越性能及在綠色環(huán)保和其他材料的對比作了研究述評。 一、硅橡膠的發(fā)展及性能 隨著普通橡膠塑料及相關配和劑被懷疑或已證實對人體致癌研究的進展，人們對硅橡膠研究及開發(fā)的熱情空前高漲。 　　硅橡膠是指主鍵以Si-O單元為主，以有機基因為側基的一類線形聚合物，是分子鏈兼具無機和有機性質高分子彈性材料。硅橡膠分子結構式為： R R′ E — Si — O — E — SiO — O n R R′′ 　　其中R、R′均為有機基因，而尤以甲基乙烯基硅橡膠應用最廣。 　　1940年，G．Rochow發(fā)明了用硅和氯甲烷直接合成甲基氯硅烷的方法，開始了實驗室向工業(yè)化生產(chǎn)的轉化。1944年最早由美國General Eleatric公司合成制 二甲基硅烷，同時美國Dow Corning 公司研究橡膠的合成技術，并于1945年以商品硅橡膠SR-73和SR-74問世，但產(chǎn)品質量極差，至1948年廠E.Nyde等人得到高質量的合物將其取代，由氣相法白炭黑作為補強體系，有機過氧化物硅硫化催化，從而使硅橡膠的廣泛應用成為可能。 　　1948年甲基乙烷基硅橡膠研制成功。1951年又開發(fā)成功苯基硅橡膠，該橡膠能在-100℃使用，隨之又研究開發(fā)出室溫硫化硅橡膠，從而使硅橡膠在技術上趨于完善。隨后又開發(fā)出聚炭硼烷硅氧烷橡膠，可在400℃下長期使用。我國在60年代初期開始研究硅橡膠，并先后投入生產(chǎn)，目前全國擁有自主知識產(chǎn)權的企業(yè)近20家，生產(chǎn)能力達到5萬t/a，并以30%的速度遞增，應用領域進一步拓寬。 二、硅橡膠在密封中的應用 硅橡膠密封劑的特性密封劑在建筑工業(yè)中作密封填縫材料,主要用于建筑施工骨架構件與鑲板之間的密封。隨著建筑業(yè)的生產(chǎn)工業(yè)化、預件化、高層及超高層化、輕質化、以及全視野系統(tǒng)和大型框架掛板結構的大量采用,對密封材料的要求越來越高。新式高層建筑物的接縫有較大伸縮位移,造成密封接點處發(fā)生明顯運動,這樣的場合,傳統(tǒng)的油性或瀝青基嵌縫密封材料已遠不能滿足要求,于是促進了各種新型高彈性、低模量、大延伸率、耐溫、耐久性的高檔建筑密封材料的開發(fā)使用。硅橡膠密封劑便是其中理想的品種。硅橡膠密封劑的模數(shù)較其它有機密封劑低,且可通過適當控制聚合物和填料的相互作用,以及適當控制交聯(lián)密度,制備出模數(shù)極低的密封劑。當由接點運動而使密封劑伸長時,通過密封劑將作用力傳遞到粘合界面,顯然低模數(shù)密封劑是很適用的,因為在伸長時,它們使粘合劑受到的應力較小。硅橡膠密封劑還具有優(yōu)越的耐天候老化性能、對多種化學藥品的惰性性能、好的粘合性能以及不用表面處理劑,即可與玻璃、陶瓷、金屬、木材、塑料等粘接的性能。適用于25％接縫形變位移,使用期在20年以上,是性能理想的高檔建筑用密封劑。 　　合和興建筑實業(yè)公司工程技術人員于80年代開始進行硅橡膠在建筑密封條中的研究，經(jīng)過原料開發(fā)，性能研究，設備開發(fā)，使硅橡膠成本下降，性能得到保持，從而使硅橡膠密封條在建筑門窗中的大量使用成為可能。 　三、硅橡膠性能在建筑門窗密封膠條的應用 　1優(yōu)異的耐寒性及耐熱性在密封條中的應用：硅橡膠可在-70℃~ +250℃的環(huán)境中長期使用，硅橡膠良好的高低溫性能在緯度范圍較大的中國地區(qū)尤為主要，在中國南方夏季向陽的門窗及墻面上，溫度在70℃是正常的，而在冬季的漠河地區(qū)氣候在-40℃也不足為奇。巨大的溫差使PVC、熱塑性強性體（santoprene）、三元乙丙橡膠的使用受到嚴重制約，一般的塑料及橡膠或彈性體在-20℃時已脆化，即使在0℃的北方地區(qū)，冬季也無法施工。而硅橡膠在-50℃ ~ 200℃時，物性根本沒有大的變化。 2優(yōu)異的氣候老化性在密封條中的應用：硅橡膠的天然老化性及耐臭氧老化性優(yōu)于已知其他橡膠及彈性體。硅橡膠并具有機及無機的高分子材料性能，因其表面能低，與有機物不粘附，在日曬雨淋、水和臭氧的作用下，置室外經(jīng)30年老化，性能也無明顯下降，這于門窗的使用壽命同步，其他材料（EPDM除外）是無法實現(xiàn)的。同時硅橡膠有憎水、密封、持久等性能。 　 3良好的壓縮變形性質在靜密封及動密封中的應用：（高溫硅橡膠在150℃70h壓、變僅為10%），建筑門窗需承受來自外界及自身的力學變化，如：熱脹冷縮，瞬時荷載，風荷載、地震效應，長久荷載：自重、溫差形變，雪荷載等。 硅橡膠優(yōu)異的彈性，良好的壓縮變形，其他橡膠及塑料無法比擬，硅橡膠在邵氏30A-85A之間任意調整，使其達到最佳密封性能。 　　 4良好的生理惰性、無毒無味性能在環(huán)保方面的開發(fā)尤為主要：1954年硅橡膠在與人體實驗中證實：“無毒、無味、與人體組織及血液不粘連，生物適應性好，對外界極為敏感的熱血動物組織與硅橡膠制品接觸時，其細胞組織未發(fā)現(xiàn)異常?！痹摻Y果的公布，也顯示了在環(huán)保及食品與醫(yī)療界中作為彈性體材料，只有硅橡膠最安全。美國FDA認證中，至今為止作為新型環(huán)保材料中沒有一種比硅橡膠更對人體無害，在建筑中突出其優(yōu)異環(huán)保性能，無疑是具有特殊意義的。 　　 5綜合物性的開發(fā)及應用：良好的撕裂拉伸及低變形，高定伸耐屈撓，得到良好的開發(fā)及利用，使硅橡膠的性能得到充分發(fā)揮。硅橡膠優(yōu)異的熱穩(wěn)定性及透明性，又使硅橡膠可以與任何流行色彩進行調配，構成藝術建筑的完美，符合現(xiàn)代都市人時尚的追求。 　　 6最新研究及發(fā)現(xiàn)對硅橡膠密封條賦予了新的環(huán)保意識：新型的苯基硅橡膠具優(yōu)異的耐輻射性，耐燃燒性，使硅橡膠在密封使用中更安全。 最新研究表明：硅橡膠的氧透過率是天然膠的25倍，是IIR的428.6倍，這種性能可使居室保持新鮮的空氣，最適合人的生活。 　　而據(jù)美國最新報道：硅橡膠對二氧化硫等有害氣體的滲透率比其他硅橡膠更低，對于有大氣污染的地區(qū)來說，這種發(fā)現(xiàn)具極其寶貴的。 　　四、建筑密封條中硅橡膠的開發(fā)及利用 　　1根據(jù)GB12002-89中對建筑塑料門窗密封條作了如下物理性能的要求： 類別 指標 單位 安裝玻璃用密封條 框扇間用密封條 試驗 方法 GLI GLII WeI WeII 項目 硬 度 （邵爾A型） 23℃ 度 655 655 655 655 5.4.3 0℃ < 40℃ < 0℃與40℃硬度差 < 度 度 85 50 30 75 45 15 85 15 30 75 45 15 5.4.4 100%定伸強度 ≥ MPa 3.0 2.0 3.0 2.0 5．4．5 拉伸斷裂強度 ≥ MPa 7.5 10.0 7.5 10.0 拉伸斷裂伸長率 % 300 300 300 300 熱空氣老化能100℃ X 72h 拉伸強度保留率 ≥ % 85 85 85 85 5．4．6 伸長率保留率 ≥ % 70 70 70 70 加熱失重 ≤ % 3.0 3.0 3.0 3.0 熱收縮率70℃ X 24h ≤ % 2.0 2.0 2.0 2.0 5．3 壓縮永久變形（壓縮率30%） < 70℃ X 24h % 75 75 75 75 5．4．7 脆性溫度 不高于 ℃ -30 -40 -30 -40 5．4．6 耐臭氧性（50pphm,伸長20%） 40℃ X 96h 不出現(xiàn)龜裂 5．4． 注：有要求時密封條按GB7107進行氣密性試驗，按GB7108進行水密性試驗，并記錄于報告中。 　　由上表可知，硅橡膠除拉伸強度外，其他性能無以倫比。但根據(jù)≥7.5MPA的物性，使硅橡膠的成本居高不下，建設部也根據(jù)行業(yè)實際情況于2003年8月起，重新修定GB12002-89標準，這將使作為高檔材料的硅橡膠更加大眾化，進入普通消費大眾的家中。作為國內最早在建筑中開發(fā)和利用硅橡膠的合和興公司，在2003年中取得較大突破，在保持物性的基礎上，加大開發(fā)硅橡膠配合，生產(chǎn)成本大幅下降，使硅橡膠的大眾化利用成為了可能。 　　2與建筑門窗同壽命的開發(fā)：國家建設部在建筑門窗密封條與門窗是否同壽命的問題上展開討論：合和興工程技術人員在經(jīng)過與其他行業(yè)的辨論后認為：既然門窗使用期定為50年，在門窗使用中沒有可能中途拆換密封條，堅持密封條與門窗同壽命的觀點，受到了同行的贊許，這使中國的密封條質量大膽邁出了一步，也為密封條質次價低的惡性競爭中帶來了光明。 　　3生產(chǎn)設備的開發(fā)：為適應硅橡膠的工藝特點，合和工程技術人員經(jīng)過研究采用冷出料，高溫快速定形，中溫二次硫化，使產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，色澤艷麗，手感潤滑，使硅橡膠從純粹的建筑物變成了藝術品，賦予了建筑藝術不滅的靈魂。 　　五．結論： 　　綜上所述，從硅橡膠制品使用上，其產(chǎn)量、品種、數(shù)量、用量均在逐年增加，用途也在不斷擴大。今后，隨著橡膠加工技術及建筑水平的提高，海外在建筑中對硅橡膠的應用。開發(fā)質優(yōu)價低，使用方便，綠色環(huán)保的新型硅橡膠密封條將有著深遠的意義。相信作為硅膠密封條大量應用，滿足人們在新世紀新觀念的需求。