國內建筑用密封膠現狀

岳森 李文霞

【關鍵詞】建筑用膠黏劑；密封膠；性能特點；市場現狀

【中圖分類號】TQ437+.1 【文獻標識碼】A【文章編號】1003-1324（2012）-08-0082-03

本文闡述了目前國內市場上幾種常用密封膠，并從組分、性能、價格等角度分析了幾種密封膠的特點、市場現狀和發展進展。

建筑用密封膠用于建筑物各種接縫或孔洞的密封，以阻止氣體、液體、固體透過，防止結構材料在結構位移時被破壞，從而起到保溫、隔聲、防水、防塵、防氣、防火、防腐蝕、減震和防止接縫聚積異物的功能。根據密封膠組成不同，國內的建筑用密封膠主要分為醋丙密封膠、純丙密封膠、苯丙密封膠、硅酮密封膠、聚硫密封膠、聚氨酯密封膠等。以下對國內幾種常見密封膠的組分、性能特點、應用狀況等進行簡要介紹。

1.醋丙密封膠

醋丙密封膠的原料主要有醋丙乳液、重鈣粉、增塑劑、纖維素、分散劑等。其中，醋丙乳液是決定醋丙密封膠性能的最主要成分。早期的密封膠乳液多以醋酸乙烯-乙烯共聚（VAE）乳液為主，但是這種乳液持粉量較小，使得制成的密封膠成本較高，達不到市場要求[1]，所以現在多被醋丙乳液代替。目前常用的密封膠類醋丙乳液一般以醋酸乙烯酯，與玻璃化溫度較低的丙烯酸酯如丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等聚合而成[2]。醋丙密封膠乳液成本低廉，持粉量大，成膜溫度低，多用于低檔次密封膠的生產。醋丙密封膠施工時受氣候條件影響很大，在北方寒冷、干燥而且多風的冬季和春季，經常出現大面積開裂的情況；同時，醋丙類密封膠易黃變，耐水性差，這些因素極大的限制了其在密封膠領域的應用[3]。

2.純丙密封膠

純丙密封膠乳液是由一種或多種丙烯酸酯共聚乳化而成，在醋丙密封膠的配方基礎上用其替代醋丙乳液，就可制得純丙密封膠。該類密封膠與醋丙密封膠相比耐熱性能更好，可在高溫環境下長期使用，同時具有良好的耐油、耐溶劑、耐老化、耐紫外線及耐低溫性能，物理性能受溫度影響相對較小[4]，同時持粉量較大，成本比較低廉，是目前國內市場上最常用的建筑用密封膠。純丙密封膠根據性能主要分為普通密封膠和防水密封膠兩類。目前，普通密封膠在國內門窗封邊領域的用量占據主導地位。防水密封膠在高檔建筑物封邊中擁有重要市場。

3.苯丙密封膠

苯丙密封膠乳液是在純丙密封膠乳液的基礎上加入硬單體苯乙烯等[5]，大大提高了制成密封膠的耐水性。施恩斌，趙春林，趙波等人[6]選用市場上常見的純丙、苯丙密封膠乳液通過改變“聚粉比”，研究其對密封膠制品紫外光照射、斷裂伸長率、彈性恢復率的影響，并考察了增塑劑對制品斷裂伸長率及低溫柔性的影響，以及部分粉料對密封膠制品浸水、浸油后斷裂伸長率的影響。實驗證明，苯丙密封膠成膜后耐候、耐老化、抗寒、耐水、耐油性能更優。由于苯丙密封膠造價成本高于純丙密封膠，因此現階段主要應用于防水用建筑密封膠的生產制備 [7]。在苯丙密封膠乳液的制備過程中，加入部分有機硅，使得值得的密封膠乳液耐水效果更佳，同時使用高目數重鈣粉，可以制得高強度、高耐水的防水密封膠[8]。制備苯丙密封膠使用的增稠劑一般與醋丙、純丙密封膠類不同，多使用丙烯酸酯類增稠劑，可以大大提高苯丙密封膠的耐水性和觸變性。苯丙密封膠的造價雖然高于醋丙、純丙密封膠，但是耐水、耐黃變性能遠優于此二類密封膠，已經有漸漸取代純丙密封膠之勢，是目前市場上防水密封膠最常用的一類。

4.硅酮密封膠

硅酮密封膠乳液多以封羥基聚二甲基硅氧烷為主[9]，在無水的條件下與交聯劑、增塑劑、補強劑、催化劑、粘結促進劑等混合，制成硅酮密封膠。硅酮類密封膠由于其特殊的分子結構，其分子結構兼備無機和有機兩類聚合物的特性。其中，補強劑有利于提高有機硅膠粘劑的耐熱性、粘結強度、降低固化溫度。研究表明，補強劑的聚集態結構、顆粒大小、孔容孔徑、比表面積和表面性質等因素是影響補強效果的重要因素，硅藻土的補強效果之所以優于沉淀SiO2，其原因是硅藻土具有三維網狀結構，內部富含孔道，比表面積和孔體積大，使硅橡膠和硅烷偶聯劑等膠料容易浸貯到孔道中，并與硅藻土表面大量的羥基充分反應，使膠料與多孔材料緊密結合所以拉伸強度提高幅度大，補強效果好。硅酮密封膠是靠空氣中的濕氣交聯固化的，固化后的彈性體具有卓越的耐紫外光和耐大氣老化性能及電絕緣性能。王金輝等[10]使用市場上常見的硅酮密封膠通過50℃紫外連續照射老化后，其斷裂伸長依然能有很好的保持。硅酮密封膠透明度好，耐黃變性優異，粘結性強，固化溫度低，在陽光、雨、雪等惡劣環境中能保持不龜裂、不變質。但是硅酮類密封膠造價較高，極大的限制了其在建筑方面的應用發展。

5.聚硫密封膠

聚硫密封膠是一種以液體聚硫橡膠為主體，配以硫化組分構成的高性能密封材料[11]，因具有較優的耐候性、耐高低溫性、耐水性、高彈性和高抗位移性，被廣泛用作房屋建筑、高速公路、橋梁、隧道、機場跑道等工程的接縫材料。聚硫密封膠與硅酮膠相比，具有優異的耐油性能和較低的水蒸氣透過率，是理想的建筑伸縮縫用防水密封材料。事實上，聚硫防水密封膠在國內外防水工程中應用的實例很多，如三峽左岸廠房屋面防水工程、新加坡蘇州工業園區凈水廠嵌縫防水、山西萬家寨引黃入晉工程嵌縫防水等。但聚硫密封膠自身存在的一些缺陷，如粘附性差、強度低、彈性恢復率差、固化慢、低溫硫化時間長等。針對聚硫密封膠存在的缺陷，出現了各種改性產品。研究證明，利用帶有-NCO異氰酸酯端基的氨基甲酸酯預聚物作改性劑和固化劑是提高聚硫密封膠性能的一個有效途徑[12]。選擇合適的填料可以提高聚硫密封膠的彈性和耐熱性。孫明明，張斌，張緒剛等[13]使用中空微球來降低聚硫密封膠的密度，考察了不同種類微球及補強填料對密封膠密度、拉伸強度、扯斷伸長率、熱老化等性能的影響，研制出具有較低密度綜合性能優異的密封膠。

6.聚氨酯密封膠

聚氨酯密封膠是一類新型彈性密封膠，其固化后形成的網絡結構具有聚氨酯鏈與Si-O-Si鍵的雙重特性，這兩種不同鏈與鍵在結構上的結合使聚氨酯密封膠具有諸多優異的性能：在力學性能、黏附性能、耐老化性能等多方面性能間具有良好的平衡關系；聚氨酯密封膠的固化交聯是借助硅烷中的烷氧基在室溫濕氣作用下進行水解、縮聚反應完成，不放出CO2，因此在高溫、高濕的環境下不會發泡；在不施用底涂的情況下，聚氨酯密封膠對金屬、玻璃、PVC等常用基材具有良好的粘接效果；另外，該密封膠體系無游離的異氰酸酯，無帶污染性的固化滲出物逸出，不會污染被粘基材的表面和周邊[14]。聚氨酯密封膠用量最大的是在土木建筑業，其次是交通運輸業，其產品的75%～80%用于前者，交通運輸業的用量約占15%。在建筑方面主要用于混凝土預制件的接縫，預制件與墻壁間的接縫，建筑輕質結構件間的間縫，窗框四周接縫，浴室、游泳池和陽臺設施等構件間的接縫以及雙層玻璃結構等方面的粘接、嵌縫密封。土木建筑方面，主要用于飛機跑道、高速公路、橋梁、不同材質的管道（包括下水管道、煤氣管道、暖氣管道和電線管道等）的連接面、動態接縫、冷熱伸縮接縫等部位的粘接密封[15]。從性能上講，聚氨酯密封膠是一種非常優異的密封膠，但是昂貴的造價極大地限制了其在建筑領域的廣泛應用。

我國建筑密封膠的研究和發展已經進入發展快車道，不僅用量猛增，產品種類也日臻完善。由于價格上的優勢，醋丙密封膠和純丙密封膠還占有大量的市場，但是已經開始漸漸被苯丙或改性純丙密封膠所取代。隨著近代建筑業的快速發展，對建筑用密封膠在性能、質量上提出了更高的要求，中、高檔彈性密封膠已成為當今建筑密封膠的主要發展方向。在中高端密封膠中，硅酮密封膠、聚氨酯密封膠等由于其優異的性能，已經占據主導市場。隨著人們研究的不斷深入，各種性價比高的密封膠產品將會得到進一步的開發和應用。

參考文獻

[1] 錢懷，王惠明，王國強.VAE乳液及其應用[J].化學建材，1992，5：24-26.

[2] 黃光佛，李勝標.聚醋酸乙烯乳液的研究進展[J].中國膠粘劑，2001，10（1）：44-46.

[3] 李秋雁，鄭海濤，安衛兵.醋-丙共聚乳液膠粘劑的制備[J].遼寧化工2009，10（38）：668-700.

[4] 王雪榮.丙烯酸酯類乳液膠粘劑的研究進展[J].中國膠粘劑，2005，14（11）：31-35.

[5] 李丹，等.丙烯酸酯防水乳液及涂料的研制[J].涂料工業，2000，30（3）：7-10.

[6] 施恩斌，趙春林，趙波，等.水性丙烯酸酯建筑密封膠性能影響因素探討[J].中國建筑防水，2011，2：21-23.

[7] 趙春林.高彈性丙烯酸防水涂料的研究及其應用[J].中國建筑防水，2010（8）：6-8.

[8] 靳源，王惠祖. 高透光高強度有機硅密封膠的研制[J].建筑接縫密封與防水，2010（8）：39-41.

[9] 伍家衛，呂維華，王艷等.PFS硅酮建筑密封膠的制備與性能研究[J].化工新型材料，2011，4（4）：71-73.

[10] 王金輝，孔軍仕，袁培峰.節能幕墻門窗中的結構密封膠[J].化學建材，2009，25（1）：36-39.

[11] 黃正強，宋秋靈，劉暢，等.改性聚硫密封膠的研制[J].中國建筑防水，2010（18）：25-28.

[12] 閻家賓.聚硫密封膠的改性[J].世界橡膠工業，2007，12（34）：23-25.

[13] 孫明明，張斌，張緒剛等. 填料對聚硫密封膠性能的影響[J].化學與黏合，2010，32（1）：9-12.

[14] 黃應昌，呂正蕓.彈性密封膠與膠粘劑[M].北京：化學工業出版社，2003：210-212.

[15] 趙金義，姜法治，畢雪玲.聚氨酯密封膠在建筑中的應用[J].特種橡膠制品，2008，29（5）：54-57.