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硅酮密封膠因具有優(yōu)異的耐高低溫性能，卓越的耐氣候老化（詞條“老化”由行業(yè)大百科提供）性能及良好的粘結性能，已經在建筑防水密封領域得到了廣泛的應用。但是在建筑幕墻上應用時，經常碰到硅酮密封膠顏色發(fā)生變化的問題。硅寶科技應用技術工程師針對兩個實際工程中硅酮密封膠的顏色變化進行深入分析，總結了導致硅酮密封膠變色的原因。
1. 引言
眾所周知，建筑的設計使用年限一般都在50年以上，要求使用的材料也必須具有較長的使用壽命。由于硅酮密封膠具有優(yōu)異的耐氣候老化性和耐高低溫性能，廣泛的粘結性，良好的物理機械性能，在各類幕墻、門窗的粘結密封中已經有幾十年的使用歷史，為新型建筑的能耗降低和密封防水做出了突出的貢獻。硅酮密封膠在使用過程中，經常出現(xiàn)粘結失效、開裂、變色等問題。粘結失效和硅酮密封膠開裂會導致建筑的防水密封失效，已經受到大家的重視，所以在項目開始前，施工方均會對相應的粘結基材進行粘結性測試，同時施工流程也越來越規(guī)范。但硅酮密封膠的變色問題仍是目前比較棘手的事情，變色包括硅酮密封膠與膠條不相容變色，硅酮密封膠與異物接觸變色和環(huán)境因素致硅酮密封膠變色等。
2. 硅酮密封膠與膠條不相容
在建筑幕墻行業(yè)中，當粘結密封材料之間或者粘結密封材料與基材相互接觸時，相互不產生有害的物理、化學反應的性能定義為相容。目前在建筑上使用最多的膠條是三元乙丙(EPDM)膠條，但多年的實際案例表明，大部分的EPDM膠條均與硅酮密封膠不相容。不相容現(xiàn)象具體表現(xiàn)為淺色硅酮耐候密封膠發(fā)生變色，甚至是硅酮密封膠與基材粘結失效，嚴重破壞了幕墻的美觀度及防水密封安全性。對這種變色現(xiàn)象，不能簡單理解為硅酮密封膠或膠條存在質量問題，而是這兩種材料不相容造成的。
案例1：某大廈主體結構為鋼筋混凝土框架結構，外圍護結構采用半隱框中空玻璃幕墻，主體高度為101.3m，面積約為10000m2。該大廈豎向接縫采用灰色硅酮密封膠，橫向接縫采用黑色硅酮密封膠進行防水密封。該大廈于2014年3月開始外墻硅酮密封膠施工，在2014年6月灰色硅酮密封膠表面出現(xiàn)了黃變，而黑色硅酮密封膠表面顏色無明顯變化(見圖1)。
圖1硅酮密封膠的變色現(xiàn)象
經過現(xiàn)場的割膠檢查，硅寶科技應用技術工程師發(fā)現(xiàn)硅酮密封膠下面隱埋著EPDM膠條，初步判定灰色硅酮密封膠局部黃變是由于密封膠和EPDM膠條不相容導致的，灰色膠顏色淺，感官變化明顯，而黑色膠顏色深，感官不明顯。隨后現(xiàn)場割取了EPDM膠條樣品帶回檢驗中心(隸屬于硅寶科技“國家企業(yè)技術中心”)進行相容性測試驗證，實驗結果如下：
圖2 硅酮密封膠與EPDM膠條的相容性測試：(a)空白對比;(b)EPDM膠條測試
從圖2中可以看出，通過紫外箱加速老化48h后，與EPDM膠條接觸的硅酮密封膠表面就明顯出現(xiàn)顏色變化，進一步說明該工程采用的EPDM膠條與硅酮密封膠不相容。在實際工程應用中，必須避免該種EPDM膠條與硅酮密封膠直接接觸。
為了解決工程中硅酮密封膠變色的問題，硅寶應用技術工程師在應用實驗中嘗試采用以下方式進行修復：硅酮密封膠表面清洗、清除變色層硅酮密封膠。
2.1 硅酮密封膠表面清洗方案
圖3不同溶劑的清洗效果
對現(xiàn)場取回的已經變色的硅酮密封膠，選用不同溶劑對其表面進行清洗，結果如圖3。從圖3中可以看出，大多數(shù)溶劑均無明顯效果，只有使用無水乙醇和70%乙醇擦洗時表面能使密封膠表面顏色變淺，但不能徹底消除黃變(見表1)。在進行清洗時必須多次擦拭才有效果，這種操作在項目上執(zhí)行起來非常困難。說明對已經變色的硅酮耐候膠采用清洗方法處理是不可行的。
表1不同清洗溶劑的清洗效果
2.2割掉變色層硅酮密封膠方案
硅寶應用技術工程師將從現(xiàn)場取回來的已經變色的硅酮密封膠從中間剖開，發(fā)現(xiàn)剖面仍然保持硅酮密封膠的本色。為了驗證割掉變色層硅酮密封膠方法的實際效果，采用紫外箱加速老化處理未變色密封膠層，處理結果如圖4。
圖4 割掉變色層硅酮密封膠的紫外加速老化對比：(a)剛切割開的硅酮密封膠;(b)紫外線照射2天
從圖4可以看出，紫外線照射的膠體剖面48h就能觀察到明顯的黃變現(xiàn)象。說明EPDM中的一些增塑劑、脫模劑等小分子物質已經完全滲透進入硅酮密封膠內部，經紫外照射后膠體顏色發(fā)生黃變。因此即使將現(xiàn)場發(fā)生黃變的硅酮密封膠表面割掉，經過一段時間的陽光照射后，新的膠體表面仍然會發(fā)生黃變現(xiàn)象。
上面兩個驗證試驗表明，對于已經出現(xiàn)變色的硅酮密封膠，采用清洗或者割掉變色層硅酮密封膠均無法從根本上解決變色問題。該玻璃幕墻工程密封膠已經施工完成，如果要從根本上解決硅酮密封膠的變色問題，只能割掉全部硅酮密封膠，選擇相容的膠條替換原有EPDM膠條，再進行打膠。這種后期的彌補措施會大大的延長工期，并造成材料和人工的浪費，需要的費用也是新建項目的三倍以上。
3. 硅酮密封膠與異物接觸
除了硅酮密封膠與膠條不相容引起變色的原因之外，一些偶然的因素也會導致硅酮密封膠發(fā)生顏色變化。
案例2：某大廈主體結構為鋼筋混凝土框架結構，外圍護結構采用點支式中空玻璃（詞條“中空玻璃”由行業(yè)大百科提供）幕墻，幕墻板片單元間采用酸性硅酮密封膠進行密封。硅酮密封膠施工時間為2013年7月，2013年9月出現(xiàn)硅酮密封膠黃變現(xiàn)象(圖5)。
圖5硅酮密封膠出現(xiàn)黃變現(xiàn)象(a)全景圖;(b)局部圖
硅寶應用技術工程師到項目所在地實地勘察，對變色部位進行觀察，發(fā)現(xiàn)所有的十字接縫位置都有明顯的黃變現(xiàn)象，并向四邊擴散;非十字接縫位置，有若干點出現(xiàn)變黃，且都處于靠近邊角位置(圖6)。
圖6硅酮密封膠在固定邊角部位出現(xiàn)黃變
在該項目的設計應用中，接縫用的硅酮密封膠只會與中空玻璃接觸，不存在需要接觸的必要附件，也就不需要進行相容性測試。硅寶應用技術工程師通過對現(xiàn)場的仔細觀察，發(fā)現(xiàn)項目上在安裝點支玻璃板片時，會在十字接縫和邊角部位卡入橡膠墊進行定位。對變色部位進行割膠檢查，均在硅酮密封膠下面發(fā)現(xiàn)了橡膠墊（詞條“膠墊”由行業(yè)大百科提供）的殘留物(圖7)，說明打膠施工前，未將橡膠墊清除干凈(部分甚至未拆除橡膠墊)，橡膠墊殘余與硅酮密封膠直接接觸，發(fā)生污染導致變色。
圖7未拆除干凈的橡膠墊導致硅酮密封膠變色
針對該幕墻工程的情況，需要徹底清除變黃的透明膠膠縫和可能與硅膠接觸的橡膠墊殘余，然后再重新打膠密封。該案例說明在實際施工中，未與硅酮密封膠進行相容性測試的可能接觸物，在進行打膠之前都必須清除干凈，防止出現(xiàn)意外導致硅酮密封膠變色。
4. 解決方案
4.1 硅酮密封膠與膠條不相容的解決方案
防止項目上出現(xiàn)硅酮密封膠與膠條不相容的最佳方案是，在工程開始施工硅酮密封膠前，按照GB 16776-2005《建筑用硅酮結構密封膠》附錄A進行硅酮密封膠與接觸材料的相容性測試，避免幕墻實際施工中不相容的情況發(fā)生。在GB 16776-2005《建筑用硅酮結構密封膠》中指出：相容性試驗顏色的改變是一項可用來確定材料相容性的關鍵指標，實踐表明試驗中那些會使顏色變化的附件，在實際工程中也同樣會發(fā)生。
硅寶科技企業(yè)技術中心占地3000m2(行業(yè)之最)，是行業(yè)唯一國家企業(yè)技術中心，也是行業(yè)內第一家國家實驗室認可的實驗室、擁有國內外先進的一流科研檢測設備60余臺，下設七個檢測實驗室：耐老化、環(huán)境模擬、相容性、力學、恒溫恒濕、紅外電性能、外觀及施工性能。實驗室根據(jù)收到的項目相關材料，會與硅酮密封膠接觸的附件在施膠之前進行相容性測試，杜絕出現(xiàn)硅酮密封膠與膠條不相容的問題。
前面已經提到大部分的EPDM膠條與硅酮密封膠不相容，在項目上使用均需要提前進行相容性測試。針對該問題，硅寶國家企業(yè)技術中心研發(fā)出硅橡膠密封條(圖8)替代EPDM膠條。與EPDM膠條相比，硅橡膠密封條具有下列優(yōu)勢：顏色多樣、使用年限長達50年以上、彈性更好、熱老化后回彈高等優(yōu)點。硅寶硅橡膠密封條與硅酮密封膠屬于硅酮系列高分子產品，兩者具有非常好的相容性，不會發(fā)生EPDM導致的硅酮密封膠變色的問題，也不需要提前進行相容性測試;且該產品已經在南通碧桂園、中渝國際都會、洛陽中央廣場、和信中心等多個項目上成功使用。
圖8 硅寶硅橡膠密封條
4.2 硅酮密封膠與異物接觸不相容的解決方案
硅酮密封膠后期性能的保證和現(xiàn)場施工工藝流程密切相關，不規(guī)范的工藝流程容易導致密封膠在實際應用中出現(xiàn)各種問題。硅寶科技始終把“對客戶負責”的理念放在首位，致力于為客戶提供有效的整體解決方案。技術人員的現(xiàn)場指導、技術交流、施膠培訓、以及必要的現(xiàn)場抽檢都能夠協(xié)作客戶發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題。硅酮密封膠的具體施工工藝流程請參考《硅寶建筑用硅酮密封膠應用技術手冊》。
