幕墙用铝型材的表面处理对硅酮结构密封胶长期粘结性的影响研究

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1、幕墙用铝型材的表面处理对硅酮结构密封胶长期粘结性的影响研究曾兵1，张晓敏1，范琴21.国家化学建筑材料测试中心(建工测试部)，北京100013；2.道康宁(上海)有限公司，上海201613摘要：本课题选用了四个硅酮结构密封胶企业的单、双组分共八个样品，以铝型材和硅酮结构密封胶的180°剥离试验为检测项目，以剥离破坏面积和剥离粘结强度为评估性能指标，分别考察了在55℃和90℃热水下，以三种类型(氟碳喷涂、阳极氧化和粉末喷涂)的幕墙用铝型材为基材的四种表面处理方式对不同单、双组分硅酮结构密封胶长期粘结性的影响。通过上述耐久性试验，研究了不同表面处理的铝型材对

2、硅酮结构密封胶在一定老化条件下长期粘结性的影响，并对试验结果进行了分析，得出了一些规律与结论，以期为建筑幕墙的耐久性、安全性问题提供一定的技术依据。关键词：硅酮结构密封胶；铝型材；氟碳喷涂；阳极氧化；粉末喷涂；耐久性中图分类号：TQ436+.6文献标识码：B文章编号：1004-1672(2008)05-0026-04国外硅酮结构密封胶在70年代已经开始应用于建筑幕墙领域，在硅酮结构密封胶的耐久性方面进行了较多的研究，取得了一些成果并应用在建筑幕墙工程中，使建筑幕墙的安全性得到了保障。我国硅酮结构密封胶在90年代后期才开始应用于建筑幕墙领域，十多年来，我国

3、建筑幕墙行业发展十分迅速。但在铝型材的表面处理对建筑铝幕墙的安全性、耐久性的影响方面的研究却较少。硅酮结构密封胶会由于热和水或湿汽的作用而老化，温度的升高会导致水解的加速，其内聚性能，如硬度、模量和拉伸强度的粘结损失均会因而大幅加速下降。因此长期的热、水作用构成了用于热带气候密封胶降解的主要因素。为研究铝幕墙的安全性和耐久性，我们选用在55℃和90℃热水下考察不同表面处理的铝型材对硅酮结构密封胶长期粘结性的影响。1实验部分1.1型材和硅酮结构密封胶的选择铝型材类型为：阳极氧化、氟碳喷涂、粉末喷涂(三种材料均从市场采购)。四种表面处理方式为：氟碳喷涂不涂底

4、漆(以F表示)、阳极氧化不涂底漆(以O表示)、粉末喷涂不涂底漆(以M表示)和粉末喷涂底漆(以Md表示)。表255℃热水老化后样品粘结破坏面积(%)氟碳喷涂阳数氧化粉末喷涂不涂底漆粉末喷涂涂底漆化学建材2008年第24卷第5期27硅酮结构密封胶分别为：a、b、c、d为单组分样品，A、B、C、D为双组分样品。1.2试样的制备试样的制备及试样的数量详单见表1，每组试样由5个小试件构成。按照GB/T13477.18―2002《建筑密封材料试验方法》的规定进行制样和养护。度最大。综合剥离破坏面积和剥离强度两个性能的分析，由此得出：随着老化时间的延长，1000h时各

5、试样剥离强度基本上最高，随着时间的延长，达到2000h时，强度普遍下降。1.3人工加速老化实验条件(1)55℃热水人工加速老化试验：将标准状态养护好的试样放置于一密闭的装满去离子水的容器中，将容器放置于温度为55℃箱内分别养护500h、1000h、1500h和2000h。(2)90℃热水人工加速老化试验：将标准状态养护好的试样放置于一密闭的装满去离子水的容器中，将容器放置于温度为90℃箱内分别养护1000h和2000h。1.4本课题选用的评估耐久性的性能参数本课题按照GB/T13477.18―2002进行试样的制备和上机测试，对于型材与硅酮结构密封胶的1

6、80°剥离实验，当剥离破坏面积超过总粘结面积的20%时，即判定粘结不合格。根据本实验室长期的检测经验，认为剥离强度也是一个较重要的参数，更能定量地考察不同表面处理的铝型材对硅酮结构密封胶长期粘结性的影响。因此，本课题选用180°剥离破坏面积和剥离粘结强度来对试验结果进行综合评估，剥离破坏面积的计算方法依据GB16776―2005《建筑用硅酮结构密封胶》。2结果与分析2.155℃热水下不同表面处理的铝型材对硅酮结构胶长期粘结性的影响从表2可知，Md的平均粘结破坏面积最小，表明涂底漆后粘结稳定性提高，表面粘结稳定性优；对于各表面处理的样品，随处理时间延长粘结

7、破坏面积增大；F表面与多种胶常温粘结欠佳，但热水处理1500h内改善；O表面与多种胶常温粘结欠佳，但热水处理1000h内改善；M表面与多种胶常温粘结良好。55℃热水老化后各样品粘结破坏强度见图1~图8。标准状态时，a、d与阳极氧化表面处理的铝型材，b与氟碳喷涂表面处理的铝型材的粘结性能要劣于其他三种表面处理的铝型材。对于老化后的试样，1500h以前，c的剥离强度最大，但随着老化时间的延长，其剥离强度下降幅度也最大；d的剥离强度最小，但随着老化时间的延长，其剥离强度波动幅度也最小；当老化时间达到2000h时，b的剥离强幕墙用铝型材的表面处理对硅酮结构密封胶

8、长期粘结性的影响研究曾兵28其老化机理可能是因为硅酮结构密封胶固化后同时受水和热