混凝土建筑接縫專(zhuān)用硅烷改性聚醚膠儲(chǔ)存優(yōu)勢(shì)與特性分析

李艷玲

摘 要：針對(duì)當(dāng)前裝配式建筑中常見(jiàn)的密封膠材料進(jìn)行了分類(lèi)，歸納了不同種類(lèi)密封膠材料的性能特點(diǎn)，重點(diǎn)針對(duì)傳統(tǒng)密封膠材料的性能缺陷如環(huán)保性差、儲(chǔ)存性能差等進(jìn)行了分析，強(qiáng)調(diào)了傳統(tǒng)密封膠因儲(chǔ)存性能差帶來(lái)的一系列問(wèn)題等。研究制備了一種裝配式混凝土建筑接縫專(zhuān)用的硅烷改性聚醚膠，對(duì)其儲(chǔ)存性能優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了著重分析，旨在為裝配式建筑在我國(guó)的發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；密封膠；環(huán)保性；力學(xué)性能；儲(chǔ)存性能

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ437+.1;TU758.14

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1001-5922（2023）04-0055-03

Analysis of storage advantages and characteristics of silane modified polyether adhesive for concrete building joints

LI Yanling

（Shaanxi Polytechnic Institute，Xianyang 712000，Shaanxi China）

Abstract：Common sealant materials in current prefabricated construction were classified，and the performance characteristics of different types of sealant material were summarized，focusing on the analysis of the performance defectsof the traditional sealant materials such as poor environmental protectionand poor storage performance.A series of problems caused by poor storage performance of traditional sealant were emphasized.In order to provide reference for the development of prefabricated concrete building，a kind of silane modified polyether glue special for the joint of prefabricated concrete building is prepared，and its storage performance advantage is analyzed.

Key words：prefabricated building;sealant;environmental protection;mechanical properties;storage performance

傳統(tǒng)的裝配式建筑密封膠種類(lèi)繁多，硅酮密封膠、聚氨酯密封膠、硅烷改性聚醚密封膠等都是較為常見(jiàn)的密封膠。其中，硅烷改性聚醚密封膠由于具有環(huán)保性強(qiáng)、粘接性佳、耐老化和抗位移能力優(yōu)秀等特點(diǎn)，成為當(dāng)前裝配式混凝土建筑施工領(lǐng)域最受歡迎的接縫材料之一［1］。然而，這種材料在催化劑的作用下極易因?yàn)楸┞队诳諝猸h(huán)境下而與空氣中的水分發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致其粘接性能下降，在長(zhǎng)時(shí)間暴露于空氣環(huán)境下時(shí)甚至容易出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象等。因此，對(duì)該密封膠的基礎(chǔ)性能及儲(chǔ)存性能等進(jìn)行分析，提出了部分優(yōu)化該材料儲(chǔ)存性能的方法，旨在為硅烷改性聚醚膠材料的發(fā)展及其在裝配式建筑領(lǐng)域的應(yīng)用提供借鑒。

1 硅烷改性聚醚密封膠制備及性能優(yōu)勢(shì)

1.1 密封膠組成

硅烷改性聚醚密封膠的制備需要使用的材料主要有：硅烷改性聚醚樹(shù)脂、增塑劑、觸變劑等，具體如圖1所示［2］。

1.2 密封膠制備

硅烷改性密封膠制備流程均極為類(lèi)似，基本都包含了升溫?cái)M合、攪拌、催化改性等3個(gè)主要步驟［3］；圖2為硅烷改性聚醚密封膠制備流程。

從圖2可以看出，經(jīng)過(guò)以上3個(gè)主要步驟、6個(gè)細(xì)分程序后可以得到一種基礎(chǔ)的硅烷改性聚醚密封膠。這種硅烷改性聚醚密封膠較一般的密封膠而言，在粘接穩(wěn)定性、低粘性、水密性等方面具有更為優(yōu)異的性能。此外，硅烷改性聚醚密封膠一般還可以配合專(zhuān)用底涂，增強(qiáng)裝配式建筑結(jié)構(gòu)件的粘接強(qiáng)度［4］。

1.3 密封膠性能優(yōu)勢(shì)

1.3.1 優(yōu)異的材料擠出性

納米碳酸鈣的加入很大程度上提升了密封膠本身的原始擠出性能。此外，由于乙烯基三甲氧基硅烷吸水劑的加入，能夠保證在長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)存過(guò)程中，密封膠的有效成分不會(huì)與空氣中的水分形成過(guò)快的反應(yīng)，從而保證了密封膠在長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存條件下的良好擠出性［5］。這種工藝下生產(chǎn)的硅烷改性聚醚密封膠通?？梢员３?5 d保存時(shí)間下不發(fā)生明顯的擠出性下降，保證270 d保存環(huán)境下密封膠可以正常使用。

1.3.2 良好的力學(xué)性能

在硅烷改性聚醚密封膠中，存在大量長(zhǎng)鏈聚醚成分，這類(lèi)分子結(jié)構(gòu)可以以硅烷氧基封端，進(jìn)而使硅烷改性聚醚密封膠具有低不飽和度、高分子量且分布窄的特點(diǎn)，硅烷改性聚醚密封膠端基是可水解的硅氧烷基團(tuán)。在經(jīng)過(guò)具體的施工使材料暴露于空氣中以后，這種硅烷改性聚醚密封膠內(nèi)部會(huì)形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。硅烷改性聚醚密封膠的網(wǎng)狀內(nèi)部結(jié)構(gòu)能夠能有效地抑制和避免密封膠出現(xiàn)力學(xué)性能下降的問(wèn)題，進(jìn)而保證密封膠施工完成以后不出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。

1.3.3 優(yōu)良的快速固化性能

由于基礎(chǔ)聚合物（端硅烷基聚醚）的低表面能和高滲透力，使其對(duì)多數(shù)無(wú)機(jī)、金屬和塑料基材具有良好的濕潤(rùn)能力，從而對(duì)基材能產(chǎn)生良好粘附性。一般情況下，在2 d的固化以后，硅烷改性聚醚密封膠便可以達(dá)到較為理想的粘附、密封效果等。

1.4 其他性能優(yōu)勢(shì)

除具有以上儲(chǔ)存方面的性能優(yōu)勢(shì)以外，硅烷改性聚醚密封膠中的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)也并不會(huì)像一般的聚氨酯密封膠一樣容易出現(xiàn)游離態(tài)的分子鏈結(jié)構(gòu)，不會(huì)向外部環(huán)境揮發(fā)有毒、有害物質(zhì)。因此，這種硅烷改性聚醚密封膠的環(huán)保性能也較一般的密封膠更為優(yōu)異［6］。

此外，與一般的密封膠材料相比，硅烷改性聚醚密封膠的本色更容易改變，用戶可以建筑設(shè)計(jì)思路進(jìn)行靈活的顏色調(diào)整。因此，硅烷改性聚醚密封膠的可涂飾性較一般的密封膠材料而言也更為優(yōu)秀。

2 裝配式建筑接縫密封膠分類(lèi)與特征

2.1 密封膠分類(lèi)

圖3為當(dāng)前裝配式建筑接縫密封膠在2種不同劃分標(biāo)準(zhǔn)下的分類(lèi)情況。根據(jù)密封膠化學(xué)成分分類(lèi)，裝配式建筑接縫密封膠可以分為硅酮密封膠等；根據(jù)組分分類(lèi)，接縫密封膠可以分為單組分、雙組分等。

在以化學(xué)成分分類(lèi)為標(biāo)準(zhǔn)條件下，硅酮密封膠的使用最為少見(jiàn)，其次是聚氨酯密封膠，而改性硅烷密封膠是當(dāng)前裝配式建筑領(lǐng)域應(yīng)用最多、最為成熟的密封膠材料；以組分分類(lèi)為標(biāo)準(zhǔn)條件下，單組分密封膠產(chǎn)品使用較多，較典型的產(chǎn)品有我國(guó)安泰集團(tuán)生產(chǎn)的單組分改性硅酮密封膠等，單組分密封膠為濕氣固化型，雙組分密封膠為反應(yīng)固化型［7-9］。

2.2 密封膠特征

2.2.1 硅酮密封膠

硅酮密封膠是一種以聚二甲基硅氧烷為主要原料，在真空狀態(tài)下在聚二甲基硅氧烷中添加交聯(lián)劑、填料、增塑劑等成分進(jìn)行攪拌、混合，最終形成的一種膏狀密封膠。硅酮密封膠在裝配式建筑施工過(guò)程中，可以在室溫條件下與空氣中的水分形成反應(yīng)，在快速固化條件下形成彈性硅橡膠。進(jìn)而在裝配式建筑的連接縫部分形成緊密的密封環(huán)境。硅酮密封膠在施工環(huán)境較高時(shí)效果不佳，如果施工建筑表面的溫度超過(guò)40 ℃，往往會(huì)導(dǎo)致材料固化不牢等。

2.2.2 聚氨酯密封膠

聚氨酯密封膠是一種以聚氨酯橡膠、聚氨酯預(yù)聚體等為主體材料，制備而成的黑色、均勻膏狀密封膠材料。表1所示是我國(guó)某企業(yè)生產(chǎn)的一種裝配式建筑接縫專(zhuān)用聚氨酯密封膠部分技術(shù)參數(shù)。聚氨酯密封膠一般可分為單組分和雙組分2種。

由表1可知，其為單組分密封膠，以空氣中的水分為主要固化條件。聚氨酯密封膠具有諸多優(yōu)良特性，如性能可調(diào)節(jié)性強(qiáng)、耐磨性佳、機(jī)械強(qiáng)度大、粘接性能好等；但缺點(diǎn)也同樣明顯，如不能長(zhǎng)期耐熱、單組分密封膠的儲(chǔ)存穩(wěn)定性較差、耐堿水性欠佳等。

2.2.3 硅烷改性密封膠

硅烷改性密封膠也被稱(chēng)為改性硅酮密封膠等，是一種以硅酮密封膠為主要原料，以聚醚等為改性材料對(duì)原有的密封膠進(jìn)行改性，從而改善原有密封膠材料某些缺陷所得的密封膠［10］。表2為某企業(yè)生產(chǎn)的單組分改性硅烷密封膠部分性能參數(shù)。

硅烷改性密封膠性能優(yōu)勢(shì)主要有：低粘性，可操作時(shí)間長(zhǎng)，N型下垂度基本可以保持在0 mm；彈性恢復(fù)率較為理想，可以保證超過(guò)60%的彈性恢復(fù)，一般都能夠有80%左右的彈性恢復(fù)；穩(wěn)定性好，在-23～23 ℃環(huán)境下的拉伸模量均較為理想，典型值基本能保持在0.3 MPa；水密性、氣密性較好，在接觸大量水、熱環(huán)境以后不會(huì)出現(xiàn)材料破壞現(xiàn)象等。硅烷改性密封膠是當(dāng)前裝配式建筑領(lǐng)域應(yīng)用最多、應(yīng)用前景最為廣泛的密封膠材料之一。

2.3 密封膠儲(chǔ)存性能缺陷

常見(jiàn)的密封膠材料具有不同的性能優(yōu)劣勢(shì)，例如硅酮密封膠制備工藝簡(jiǎn)單、成本低，但這類(lèi)密封膠的環(huán)保性較差。聚氨酯密封膠機(jī)械強(qiáng)度大、粘接性能好，在高溫環(huán)境下性能衰減程度高，硅烷改性密封膠綜合性能最為優(yōu)異；但材料本身的儲(chǔ)存性能較差，一旦儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)易導(dǎo)致材料力學(xué)性能下降。

2.3.1 儲(chǔ)存環(huán)境會(huì)導(dǎo)致密封膠擠出性下降

密封膠的擠出性直接決定了該密封膠在施工時(shí)的密封效率。一般的硅烷改性密封膠在長(zhǎng)時(shí)間放置以后，會(huì)因?yàn)橥饨鐪囟?、水分浸入等的影響而出現(xiàn)擠出性下降問(wèn)題，影響施工正常開(kāi)展。

2.3.2 儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致密封膠力學(xué)性能下降

密封膠力學(xué)性能主要包含了材料拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等。密封膠的力學(xué)性能越強(qiáng)，則材料對(duì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)件的粘結(jié)密封效果越好［11-12］。一般情況下，在正常的室溫儲(chǔ)存環(huán)境下，密封膠的力學(xué)性能會(huì)隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)而緩慢下降。一旦保存時(shí)間過(guò)久則密封膠會(huì)喪失基本的粘接密封效果。

3 結(jié)語(yǔ)

裝配式建筑在我國(guó)具有極為廣闊的發(fā)展前景，是城市建設(shè)、新農(nóng)村建設(shè)中的重要建筑理念之一。一般的裝配式建筑所使用的密封膠在環(huán)保性、力學(xué)性能、儲(chǔ)存性能等方面存在缺陷。研究一種硅烷改性聚醚密封膠的制備方法，并對(duì)這種密封膠的性能優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析，硅烷改性聚醚密封膠的綜合性能尤其儲(chǔ)存性能極為優(yōu)異，在我國(guó)裝配式建筑施工環(huán)節(jié)具有極強(qiáng)的應(yīng)用前景。

【參考文獻(xiàn)】

［1］ 徐尚仲，陳炳耀，姚榮茂，等.雙組分硅烷改性聚醚密封膠的制備及研究［J］.粘接，2021，48（12）：12-15.

［2］ 劉菁，靖逸凡.圓錐殼體三維織物的織造及其性能［J］.棉紡織技術(shù)，2018，46（05）：37-40.

［3］ 趙婷玉，魏金石，鐘正祥，等.PBO纖維增強(qiáng)有機(jī)硅壓敏膠的制備及性能研究［J］.化學(xué)與粘合，2021，43（5）：319-322.

［4］ 王富奎.聚丙烯纖維改良多孔保溫材料工程性能及微觀機(jī)理研究［J］.合成材料老化與應(yīng)用，2022，51（1）：73-75.

［5］ 房成，朱新寶，曹云峰，等.硅烷改性聚醚密封膠的研究和應(yīng)用進(jìn)展［J］.廣州化工，2020，48（16）：1-4.

［6］ 許永現(xiàn).裝配式建筑用硅烷改性聚醚密封膠的制備［J］.中國(guó)建筑防水，2018，（17）：20-24.

［7］ 趙苗，吳玉昆，高之香，等.硅烷改性聚醚密封膠的研究進(jìn)展［J］.粘接，2016，37（12）：59-62.

［8］ 胡家兵，顧本慶，張金龍，等.裝配式建筑用硅烷改性聚醚密封膠的研究現(xiàn)狀分析［J］.廣州建筑，2022，50（3）：71-74.

［9］ 朱雪鋒，張洪濤，周菊梅，等.裝配式建筑用單組分硅烷改性聚醚密封膠的制備及其可涂飾性研究［J］.有機(jī)硅材料，2019，33（5）：360-364.

［10］ 馬三磊，朱躍興.裝配式建筑安裝施工技術(shù)應(yīng)用與分析［J］.技術(shù)與市場(chǎng)，2022，29（7）：151-152.

［11］ 徐鵬，雷生，陳冬冬，等.裝配式建筑用封漿料的制備及性能研究［J］.新型建筑材料，2021，48（11）：36-38.

［12］ 黃興超，鄭衍旭.綠色建筑材料在土木工程中的運(yùn)用［J］.合成材料老化與應(yīng)用，2022，51（2）：148-150.