硅酮石材耐候密封胶的耐污染性研究

ｍｌ　硅酮石材耐候密封胶的耐污染性研究　张燕红，许艳艳，董鹏飞，孟　婷　（郑州中原应用技术研究开发有限公司，河南郑州４５０００７）　摘要：采用高纯度端羟基聚二甲基硅氧烷（ＰＤＭｓ）为基础聚合物，纳米ＣａＣＯ，与轻质ＣａＣＯ３复配体系为填料，加入自制　的活性增塑剂等添加剂，制得具有较优综合性能的耐污染硅酮石材耐候密封胶。并按照标准ＧＢ　２３２６１－－２００９￣材用　建筑密封胶》中的规定对该密封胶的耐污染性进行了验证试验，测试结果为无污染。　关键词：硅酮石材耐候密封胶；石材幕墙；耐污染性　文章编号：１００７—４９７Ｘ（２０１４）一１２—００３０—０４　中图分类号：ＴＵ５７　８　文献标识码：Ａ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｓｔａｉｎ　Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　Ｓｉｌｉｃｏｎｅ　Ｗｅａｔｈｅｒｐｒｏｏｆ　Ｓｅａｌａｎｔ　ｆｏｒ　Ｓｔｏｎｅ　Ｚｈａｎｇ　Ｙａｎｈｏｎｇ，Ｘｕ　Ｙａｎｙａｎ，Ｄｏｎｇ　Ｐｅｎｇｆｅｉ，Ｍｅｎｇ　Ｔｉｎｇ　（Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　Ｚｈｏｎｇｙｕａｎ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅ　ｎａｎ　４５０００７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ａｎｔｉ—ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｓｉｌｉｃｏｎｅ　ｗｅａｔｈｅｒｐｒｏｏｆ　ｓｅａｌａｎｔ　ｆｏｒ　ｓｔｏｎｅ　ｗｉｔｈ　ｂｅｔｔｅｒ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｗａｓ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｐｕｒｉｔｙ　ｈｙｄｒｏｘｙ－ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ　ｐｏ１ｙ—ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ（ＰＤＭＳ）ａｓ　ｂａｓｅ　ｇｌｕｅ，‘ｎａｎｏ—ＣａＣＯ３　ｃｏｍｐｏｕｎｄｅｄ　ｗｉｔｈ　ｌｉｇｈｔ　ＣａＣＯ３　ａｓ　ｆｉｌｌｅｒ　ａｎｄ　ａｄｄｉｎｇ　ｓｅｌｆ－ｍａｄｅ　ａｃｔｉｖｅ　ｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ．Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｓｔａｉｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅａｌａｎｔ　ｗａｓ　ｍａｄｅ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ＧＢ　２３２６１－－２００９“Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｓｅａｌａｎｔｓ　ｆｏｒ　Ｓｔｏｎｅ”ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｅａｌａｎｔ　ｗａｓ　ｓｔａｉｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｉｌｉｃｏｎｅ　ｗｅａｔｈｅｒｐｒｏｏｆ　ｓｅａｌａｎｔ　ｆｏｒ　ｓｔｏｎｅ；ｓｔｏｎｅ　ｃｕｒｔａｉｎ　ｗａｌｌ；ｓｔａｉｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　石材幕墙风格独特、夺人眼目，能够凸显建筑宏　伟大气的特点，发展十分迅猛，与之配套的石材密封　材料也开始大幅发展。然而，石材密封胶用于石材幕　困难。石材幕墙一旦发生污染，很难进行清理，并且清　除污染所需的费用甚至比换掉石材要贵得多，有效控　制密封胶对石材幕墙的污染也就显得极其重要１１－２１。　要避免石材幕墙污染问题的出现，除了事先预防之　外，就要求石材密封胶具有良好的耐污染性　。　常用的石材种类主要包括大理石、花岗岩、水磨　墙以来，不断有石材幕墙被污染的案例报道。所谓的　石材幕墙被污染实际上就是密封胶里所含的一些有　机物（如不参与反应的增塑剂、未反应完全的高分子　聚合物等）随着时间的迁移慢慢渗透到石材的毛细孔　中，在石材接缝的两边形成深色的带状污染物，影响　石、合成石４种，大理石和花岗岩属于天然石材，水磨　石和合成石属于人造石材。建筑物室外装饰主要选用　天然石材，花岗岩因具有不含碳酸盐、吸水率小、抗风　了石材幕墙的美观，也给石材幕墙的维护带来极大的　收稿日期：２０１４—４—２６　化腐蚀能力强等特点，应用最为广泛；大理石具有美　作者简介：张燕红，女，主要从事建筑密封胶新产品开发工作。　联系地址：４５０００７河南省郑州市华山路９４号郑州中原应用技　丽的图案，但力学强度稍差，常用于建筑墙裙装饰（亦　常用于家居卧室地面的装饰）。硅酮石材耐候密封胶　是以端羟基聚二甲基硅氧烷（ＰＤＭＳ）为基础聚合物，　术研究开发有限公司，Ｅ－ｍａｉｌ：１０２５９７４４８７＠ｑｑ．ｃｏｒｎ。　建筑密封　曩。豫毒聪骚搿　量　嚣”聪　¨¨　嚣　糍　溺　戮灏瓣　黼　惹　糍　；　囊　添加填料、硅烷偶联剂、自制活性增塑剂等，在催化剂　材密封胶的耐污染性。　的作用下，常温遇湿发生缩合反应形成的三维网状弹　性体，具有较优的耐老化性能。本文从石材密封胶原　材料的控制人手［５－６］，研究了硅酮石材耐候密封胶对　花岗岩、大理石的耐污染性能。　１实验部分　１．１主要原材料　．　本文借助红外谱图和热失重曲线筛选出两种不　同小分子物质含量的ＰＤＭＳ样品，编号为１＃、２＃。其　中，１＃样品小分子挥发物质含量较低，２＃样品小分子　挥发物质含量较高。取１＃、２＃样品各１００份（质量　份），分别加入计量好的填料、ＭＯＳ、硅烷偶联剂和　ＤＢＴＤＬ等，在双行星搅拌釜中抽真空混合均匀，制得　端羟基聚二甲基硅氧烷（ＰＤＭｓ）：黏度２０　０００～　１００　０００　ｍｍ２／ｓ；活性增塑剂，自制；纳米ＣａＣＯ３、轻质　ＣａＣＯ　、重质ＣａＣＯ，、重质活性ＣａＣＯ，：均为工业品，宜　昌慧龙科技开发有限公司；甲基三丁酮肟基硅烷　（ＭＯＳ）：湖北新蓝天新材料股份有限公司；二月桂酸　二丁基锡（ＤＢＴＤＬ）：南通名泰化工有限公司；硅烷偶　联剂：道康宁。　１．２主要仪器设备　双行星搅拌设备：佛山金银河机械设备有限公　司；电子拉力机：深圳新三思计量技术有限公司；高温　辐照试验箱、ＵＶＡ一３４０型紫外辐照试验设备：自制。　１．３测试方法　硅酮石材耐候密封胶的力学性能和污染性能按　照标准ＧＢ／Ｔ　２３２６１－２００９（石材用建筑密封胶》的规　定进行测试。　２结果与讨论　２．１　ＰＤＭＳ的选择　硅酮石材耐候密封胶的主要成分是ＰＤＭＳ，分子　链以Ｓｉ—Ｏ键为主，断裂能极高，因此具有较好的耐　老化性能。高纯度的ＰＤＭＳ产品透明性好，挥发物质　含量低，随着时间的推移不会有小分子物质挥发或渗　出造成石材幕墙的污染。然而，由于市场竞争的加剧，　一些厂家为了降低成本，采用了价格相对较低的低纯　度ＰＤＭＳ产品，这类产品的挥发物质含量较高，经其　制得的密封胶虽然在短时间内不会对石材造成污染，　但是里面含有的较多的小分子物质会随着时间的推　移慢慢渗透到石材的毛细孔中，造成石材的污染。因　此，严格把关ＰＤＭＳ的选择能够在一定程度上提高石　硅酮石材耐候密封胶１＃和２＃。两种密封胶对石材的　耐污染性能测试结果见图１。　图１　ＰＤＭＳ纯度对石材耐候密封胶耐污染性能的影晌　如图１所示，１＃石材密封胶对石材无污染；２＃石　材密封胶由于小分子含量较高，对石材污染严重。选　用纯度较高的ＰＤＭＳ产品，能够有效避免石材污染问　题。　２．２填料对硅酮石材耐候密封胶耐污染性的影响　固定纳米ＣａＣＯ。的用量，分别与１５０份重质　ＣａＣＯ，、１５０份重质活性ＣａＣＯ　和１５０份轻质ＣａＣＯ　复配，得到三种复配填料，编号为３＃、４＃、５＃。分别采　用３＃、４＃、５群复配填料制成硅酮石材耐候密封胶３＃、　４＃、５＃，３种密封胶对石材的耐污染性能测试结果见　表１　表１填料对硅酮石材耐候密封胶耐污染性的影响　项目　配方种类　技术指标　３＃　４＃　５样　标准实验　污染宽度／ａｒｍ　０　Ｏ　Ｏ　≤２．０　条件　污染深度／ｍｍ　０　Ｏ　０　≤２．０　污染宽度／ａｒｍ　４　２　０　≤２．０　加热处理　污染深度／ｍｍ　３　２　２　≤２．０　紫外线　污染宽度／ｍｍ　３　２　Ｏ　≤２．０　处理　污染深度／ｍｍ　３　５　０　≤２．０　房屋建筑防水　水孔的导水测试，以确保单元板块等压腔的渗水能够　１、　通过泄水孔排到竖向前腔，然后排出室外。在安装完　ｂ－ｒ　Ｉ　整一层单元板块后，在现场对水槽进行２４　ｈ渗水试　验，确保水槽不渗水后，再进行上层板块施工。　随着市场对建筑幕墙品质要求的不断提升，建筑　造型新颖独特的单元式玻璃幕墙越来越多地成了建　筑师的首选，然而也给幕墙的密封防水带来了难题。　Ｌ　箧　一弼　．　’　ｂ　ｒ一　图７开启窗顶部防水设计　宁波梅山岛商务中心单元式玻璃幕墙采用定位角度　各有不同的三角形单元板块来实现复杂曲面造型，采　取行之有效的技术措施达到完美的防水效果，可以作　为借鉴。　参考文献：　［１】梁小琼，闭思康．复杂空间曲面幕墙设计ｆｊｊ．中国建筑金属　结构，２０１１（５）：３２—３３．　６结语　单元式玻璃幕墙防　水性能的好坏直接关系　着幕墙的整体质量，从　设计到加工、安装，每一　个细节都必须处理好，　［２】高树鹏．开启天窗防水措施探讨【Ｊ】．中国建筑防水，２０１２　（１９）：１４—１７．　才能保证做出高质量的　单元式幕墙。单元板块　在安装前一定要进行泄　图８铝合金防雨百叶窗　舢　ｊ屯　龇　．址　［３］高树鹏．复杂空间双曲单元式玻璃幕墙的设计与施工『Ｊ】．浙　江建筑．２０１３（７）：４１—４３，４７．　（上接第３２页）　表４　自制石材耐候密封胶耐污染性检测结果　项目　石材种类　大理石　花岗岩　３）采用自制的活性增塑剂能够改善硅酮石材耐　候密封胶的挤出性能，制得力学性能和污染性均满足　标准ＧＢ／Ｔ　２２２６１－－２００９要求的高性能石材耐候密封　胶。　≤２Ｏ　≤２．０　≤２．Ｏ　≤２０　．技术指标　粘结性（脱粘面积）／％　标准实验　污染宽度／ｍｍ　污染深度／ａｒｍ　污　污染宽度／ｒａｍ　染　加热处理　性　污染深度／ｍｍ　紫外线　处理　污染宽度／ｍｍ　污染深度／ｍｍ　Ｏ　Ｏ　０　０　Ｏ　Ｏ　Ｏ　０　０　Ｏ　Ｏ　０　０　０　参考文献：　【ｌ】　中国建筑科学研究院．ＪＧＪ　ｌ３３—２００ｌ金属与石材幕墙工　程技术规范［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２００１．　【２】曹云来．单组分建筑用石材硅酮密封胶的研制【Ｊ１．粘接，　２００７．２８（２）：２７—２８．　条件　≤２．Ｏ　≤２．Ｏ　≤２．Ｏ　［３】幸松民，王一璐．有机硅合成工－一－－＆产品应用［Ｍ］．北京：化　学＿ｚ－，＿ｌｋ出版社，２００８：６１５—６２４．　造成污染，污染性检测结果为无污染。　３结语　ｆ４］彭忠利，王跃林，伍青，等．室温硫化水性硅橡胶粘接性研　究［Ｊ］．化学与粘合，２００５，２７（４）：２００—２０５．．　［５】周文亮，黄圻．浅析密封胶对石材外墙的污染原因及预防　办＂．￣－［ｃ］／／２００５年全国铝门窗幕墙行业年会论文集：１１２一　ｌ１７．　１）选用高纯度ＰＤＭＳ产品（挥发物质含量较低），　能够改善硅酮石材耐候密封胶的耐污染性。　２）轻质ＣａＣＯ，对硅酮石材耐候密封胶的耐污染　性能贡献最大，其次是重质活性ＣａＣＯ　，最差是重质　ＣａＣＯ　。　【６】李拥有，盘毅，谢凯．端环氧基聚二甲基硅氧烷的合成及表　征［Ｊ】．精细化工中间体，２００４，３４（１）：２３－２５．