聚碳酸酯采光顶用硅酮密封胶的选择

已有人阅读此文 - 2019-04-25 11:23 -

　　摘要：简要介绍了聚碳酸酯板的性能特点，结合聚碳酸酯板的建筑应用要求，对聚碳酸酯采光顶用硅酮密封胶的选用，围绕关键特性指标、施工应用及防水设计等方面进行了分析讨论。
　　关键词：聚碳酸酯、硅酮密封胶、大接缝形变

　　1、前言

　　聚碳酸酯板，简称为PC板，它具有耐候、质轻、阻燃、隔声、透光、抗紫外线、耐冲击等优良性能，而且还具有玻璃所不具备的无眩光、防碎、保温等特性。80年代中期迅速进入建筑装饰材料市场，应用于建筑天幕、采光顶、墙体、室内装饰装修等工程，是目前国际上广泛采取的一种建筑材料。据统计，PC在建筑方面的用量占其总用量的40%以上。我国的PC生产是在上世纪90年代后期开始引入发展，相对起步较晚，PC板作为新型的建筑材料，与金属、玻璃、石材等常规建材的物理性能差别很大，工程设计、施工及应用有其独特要求。本文将围绕聚碳酸酯采光顶用硅酮密封胶的选用进行分析讨论。

　　2、聚碳酸酯板的性能特点

　　PC板是以聚碳酸酯为主要成分，采用共挤压技术制成的一种综合性能优良的高品质板材。PC板的材质特性决定了其作为新型建筑材料既具有独特的优势，也存在一些需要克服的缺点。主要性能特点如下：

　　（1）材质轻，重量约为同等厚度玻璃的一半

　　（2）透光性能优良，透光率高达88%

　　（3）热膨胀系数远大于无机玻璃和铝材，易发生热胀冷缩形变

　　（4）耐高低温性能良好，使用范围宽，-40～120℃范围内物理性能稳定

　　（5）耐腐蚀性能一般，遇到有机溶剂易引起开裂，遇强碱分解

　　（6）界面惰性，粘结性能较差

　　（7）节能，传热系数低，隔热性好，比无机玻璃提高7～25%

　　（8）阻燃，防火性能达到B1级

　　（9）具有良好的隔音性能，隔音效果明显，隔声量比同等无机玻璃提高3～4DB

　　（10）抗冲击性能优异，冲击强度约为普通无机玻璃的250倍，钢化玻璃的2倍

　　（11）抗风性能可达到GB/T7106-2002《建筑外窗抗风压性能分级及检测方法》第1级标准

　　3、聚碳酸酯板的建筑应用及密封形式

　　聚碳酸酯板的建筑应用主要有PC板幕墙及采光顶。在我国，采用PC板作为面板材料应用于幕墙相对较少，尚待推广；而采用PC板作为透明采光材料应用于建筑采光顶等屋面系统中正日益普遍，特别是在大型公共建筑中。聚碳酸酯板的建筑密封形式分为干式系统和湿式系统，其中湿式系统采用密封胶，密封接口示例如图1。

　　4、聚碳酸酯采光顶用硅酮密封胶的选择

　　由于聚碳酸酯板的材质特点与金属、玻璃、石材等常规建材的物理性能差别很大，普通硅酮耐候密封胶难以满足聚碳酸酯采光顶工程使用要求，因密封胶选用不当造成聚碳酸酯板腐蚀开裂、粘结破坏、接缝变化大导致胶缝开裂而出现工程漏水等现象屡屡发生，甚至有观点认为硅酮密封胶不适用于聚碳酸酯采光顶工程应用。广州市白云实业有限公司针对聚碳酸酯板的性能特点，对硅酮密封胶的选用作了系统的深入分析探讨，进行了专门的配方设计，开发了适用其技术特点的聚碳酸酯专用超高性能硅酮耐候密封胶。以下将就此进行详细阐述。

　　4．1 无腐蚀性

　　无论在聚碳酸酯工程的干法或湿法密封系统中，都存在密封材料对PC板腐蚀引发的开裂问题。究其根本原因，是由于聚碳酸酯主链中含有酯基，这一极性较大的基团使得其较易溶于极性有机溶剂。当PC板表面与含有此类物质的密封材料接触后，发生腐蚀作用，导致PC板发生龟裂，甚至开裂。选用合适的硅酮密封胶体系，避免密封胶中的助剂对PC板的侵蚀作用是解决PC板开裂问题的关键。为此，我们选择了市场上有影响力的5家公司、12种产品进行试验，检测密封胶对PC板的腐蚀影响。其中1#-4#为脱酸型硅酮密封胶，5#-8#为中性脱肟型硅酮密封胶，9#-12#为中性脱醇型硅酮密封胶（其中12#为广州市白云化工实业有限公司的SS911C产品，专门针对PC板材料的耐候密封设计），结果见表1。

　　由上表可见，脱酸型硅酮密封胶和脱醇型硅酮密封胶对PC板无腐蚀作用，脱肟型硅酮密封胶有腐蚀作用。该测试说明脱肟型硅酮密封胶中的助剂对PC板有腐蚀作用，该类体系密封胶不宜选用。

　　4．2 粘结性

　　将上述的1#-12#为硅酮密封胶，采用GB/T13477.18的方法测定密封胶与PC板的粘结性，结果见表2。

　　由上表可见，虽然脱酸型硅酮密封胶对PC板无腐蚀作用，但粘结性能差，也不宜选用。中性密封胶对PC板的粘结具有明显的选择性，此外某些胶对PC板初始粘结良好，但经过一段时间后粘结力消失。这主要是由于聚碳酸酯板界面惰性，表面能低，普通硅酮密封胶难以取得良好的粘结效果，因此在配方设计时，必须重点改善密封胶的粘结性能。

　　4．3 位移能力

　　由于PC板的热膨胀系数高，约为普通玻璃的7倍，铝材的2.5倍，造成PC板板间接缝变化比普通玻璃或铝材大得多。例如1.8m长的板材，在预期温差变化为80℃，接缝为20mm时，分别采用玻璃、铝材及PC板时，其接缝变化及所需密封胶的位移能力见表3。

　　由上表可见，PC板的接缝变化大，在相同接缝宽度下，对硅酮密封胶的位移能力提出了更高的要求。

　　4．4 聚碳酸酯专用超高性能硅酮耐候密封胶

　　SS911C聚碳酸酯专用超高性能硅酮耐候密封胶是单组分，中性固化，高位移能力硅酮耐候密封胶（±50级），对PC基材和金属具有优异的粘结性，不腐蚀PC基材和金属，专门用于PC板幕墙及采光顶的接缝密封，能适应大的接缝变化，具有优异的耐候性能。主要性能指标及与普通耐候胶的对比见表4。

　　4．5 施工应用

　　安装过程建议按照下列步骤进行：（1）清洁PC板表面。使用干净海绵或柔软棉布清洗，或用中性肥皂、洗涤剂柔洗，最后用清水冲洗；（2）确定啮合边长和伸缩容许量，然后剪裁；（3）硅酮密封胶选用；（4）施胶前，PC板平整度检查；（5）按硅酮密封胶施工工艺要求施胶；（6）施工完成后的防护，注意避免PC板被污染、刮伤。

　　4．6 聚碳酸酯采光顶的防水设计

　　聚碳酸酯采光顶漏水是常见问题，有些是安装好后立即发现漏水，有些是半年或一两年后漏水。造成这种情况的原因主要有以下几点：（1）不了解PC板特性，沿用玻璃采光顶的经验设计，接缝变化大而造成胶缝开裂；（2）安装时板面变形，引起密封接缝变形、开裂；（3）密封胶选择不当，选用的密封胶不粘PC板或腐蚀PC板，造成胶缝脱胶或PC板开裂。聚碳酸酯采光顶防水设计可以有很多种形式，设计与选材应匹配，合理确定安装工艺过程，才能确保工程质量。