密封胶之基础知识及实际问题分析解答

第一部分

基础知识

1．建筑密封胶基本概念

建筑密封胶是一种由基础胶料、填料、固化剂及其它助剂组成的膏状的建筑密封材料，打出使用后会固化变成有弹性的橡胶材料，粘接在建筑基材上，起到密封，防水防漏的作用，主要应用于建筑物接缝的填缝密封。作为建筑胶粘剂的一种，它与其它建筑胶粘剂如胶水等在形态和应用上都有显著区别，其它的建筑胶粘剂一般都是流体状的，主要用来粘接、粘贴建筑装饰材料，是没有密封作用的。 

建筑密封胶根据所起的作用不同可以分为两类：一类是建筑结构密封胶，另一类是非结构性密封胶。建筑结构密封胶又简称结构胶，是用在幕墙单元件制作时对玻璃等建筑板材起结构性粘接和密封作用，这些板材是完全靠结构胶粘接在框架上的，没有其它的固定连接。因此，结构胶对强度、粘接力都有严格的要求。非结构性密封胶也就是结构胶以外的其它建筑密封胶，这类胶的作用是接缝密封，不起结构粘接作用，因此对强度没有很严格的要求，只要能较好地粘附在基材上起到密封作用就可以了。由于要考虑到基材热胀冷缩对接缝伸缩的影响，密封胶必须有较好的弹性和位移能力。 

2．影响密封胶固化性能的因素

以下是密封胶固化性能的几个概念：

表干：

密封胶打出来时是膏状的，用手指或其他材料接触它的表面时，胶料会粘附在手指或材料上。密封胶打出来以后，表面接触水份开始固化结皮，当表皮形成以后，再用手指或材料去接触起表面时，就不会再有胶料粘附在手指或材料上了。这就称之为表干。 

表干时间：

密封胶从容器中打出来开始记时，到它表干所需要的时间就是表干时间。

消粘：

密封胶表干之后，用手指接触表面，虽然没有胶料粘附在手指上，但还是能感觉到胶表面与手指之间有一定的粘附力，这种现象我们称之为还没有消粘。这是胶表面的固化反应还没有进行完全的表现。随着时间的延长，它还会进一步固化，直到表面形成一层有一定弹性和强度的表皮，用手指接触感觉干爽，没有粘附的感觉，我们称之为消粘。 

消粘时间：

密封胶从容器中打出来开始记时，到它表面消粘所需要的时间就是消粘时间。  

环境因素对密封胶的固化性能有很明显的影响。首先是温度的影响，温度越高，固化反应速度越快，表现出来的现象是表干、消粘都比较快，如果温度很低，如5℃以下，密封胶固化就会很慢。而如果温度过高，如40℃以上，密封胶会因为表干太快而不便使用。

湿度对密封胶的固化性能也有明显的影响，因为密封胶固化反应需要空气中的水份，所以过于干燥的天气如相对湿度低于40℃对密封胶的固化是不利的。但并不是湿度越高越好，因为密封胶固化时要放出挥发性小分子，如果空气湿度太大，小分子就不容易挥发，这样也不利于密封胶固化。实验已经证明，当相对湿度高于80℃时，密封胶消粘和深层固化会受到影响，有时经过2-3天，密封胶的表面还有粘性。

国家标准规定的密封胶性能的标准条件是温度（23±2）℃，相对湿度（50±5）℃ 

3.密封胶的主要性能

除了上面所说的固化性能外，下面一些性能项目也是很重要的： 

（1）

外观：

密封胶的外观主要取决于填料在基胶中的分散情况。填料是一种固体粉末，在经过捏合机、研磨机、行星机的分散后，它能均匀的分散在基胶中形成细腻的膏状物，有时根据填料本身性质的不同，也不排除存在极少量轻微的细粒或细沙，这都是可接受的正常现象。如果填料分散的不好，就会出现很多很粗的粒子。除了填料的分散外，其它一些因素也会影响产品的外观，如混入颗粒杂质，结皮等。这些情况都会被认为是外观粗。外观的观察方法是将产品从包装中打出来直接观察，或者将产品打1-2g在白纸上，对折白纸压平再打开观察，术语叫“蝶形观察”。发现粗粒时应对粗粒进行判断。 

（2）

硬度：

硬度是指密封胶完全固化成为橡胶体之后的硬度，属于产品物理机械性能之一。硬度是指材料抵抗企图物质刻划或压入其表面的能力。根据测定硬度方法的不同，硬度的表示方法有布氏硬度、洛氏硬度、邵氏硬度等多种方法。国家规定用邵氏A硬度。标准的硬度值是按照国标方法制作试件用硬度测定仪检测出来的。密封胶的硬度高，表面密封胶刚性强，弹性及柔性不足；硬度小就相反，弹性和柔性好，刚性不足。因此密封胶既不是越硬越好，也不是越软越好，而是根据实际需要有一定的范围要求。 

（3）

拉伸强度：

拉伸强度也是密封胶完全固化之后的机械性能之一。拉伸强度又称抗张强度，扯断强度，俗称拉力。是指材料受到拉力时抵抗破坏的能力。拉伸强度值也是按国家标准规定的方法检测出来的。密封胶根据其使用的需要是要有一定强度要求的,特别是结构胶,更是在国标中明确规定了强度的最低值,强度太差的密封胶是不能满足使用需要的。但是,如果过分强调密封胶的强度而忽略了弹性也是不可进取的。 

（4）

伸长率：

伸长率是密封胶完全固化之后的弹性表现，也属于机械性能之一，指材料在拉伸时的总伸长与原长之间比值的百分率。弹性好的密封胶就会有较大的伸长率。作为伸长率的最低要求，密封胶必须满足国家标准中定伸性能的要求。 

（5）

拉伸模量和位移能力：

拉伸模量和位移能力是上述几个机械性能的综合性能表现。拉伸模量表征的是密封胶拉伸到一定伸长率时产生的强度。因此摸量的表示方法是同时与伸长率一起的，如伸长25%时拉伸摸量是0.46Mpa。位移能力是表示由于基材热胀冷缩导致接缝变位时密封胶所能承受的变位能力。比如我们称密封胶具有±25%的位移能力，就表明使用该产品的胶缝可以承受原来宽度25%的拉伸与压缩，例如原胶缝宽度为12mm，它最大可以压缩到9mm，拉伸到15mm。位移能力可以用拉伸压缩循环或冷拉热压循环的方法检测出来。 

（6）

对基材的粘接性：

这是密封胶实际使用中很重要的一项性能，密封胶必须对实际使用的基材有良好的粘接性才能使用。检验粘接性的简便方法是将基材用适当的溶剂或洗涤剂清洁干净并干燥后，并将密封胶打在上面，待密封胶固化之后（约3-5天），用手剥离密封胶观察粘接情况。 

（7）

挤出性：

这是密封胶施工性能的一个项目，用来表示密封胶使用时打出的难易程度，太稠的胶挤出性就差，使用时打胶就很费力。但如果单纯考虑挤出性而将胶做的太稀，就会影响密封胶的触变性。挤出性可以用国家标准规定的方法进行测定。 

（8）

触变性：

这是密封胶施工性能的另一个项目，触变性是流动性的反义词，是指密封胶只有在施以一定压力下才会改变它的形状，没有外力时则可保持其形状而不会流动。国家标准规定的下垂度的测定就是对密封胶触变性的判断。 

4．密封胶性能的简易判断方法

将密封胶从胶瓶打出成胶条，在打胶及对胶条的观察过程中可以对下列性能进行检测或简易判断。 

（1）

挤出性：

可以通过打胶时的难易程度初步感觉出胶的挤出性。 

（2）

固化性能：

胶条打出之后，可以测定表干时间，消粘时间以及完全固化时间，判断出固化性能是否正常。

（3）

触变性：

胶条打出后，水平放置不变形，表面密封胶触变性合格，如果有流淌变形的现象，表明触变性不好。 

（4）

硬度：

胶条完全固化后（一般约1-2天），用手指按压胶条可以感觉它的硬度，该方法可以对硬度进行相对比较。

（5）

强度、弹性和伸长率：

拉动完全固化后的胶条可以对强度、弹性和伸长率进行相对判断。进行这一实验时必须注意：我们平常是将胶条打在纸上的，从纸上撕下胶条后，往往在胶条上粘了一层纸，如果这样拉动胶条，由于纸是没有弹性的，一拉就会撕裂，同时粘在纸上的胶条也就会撕裂开一个口子，由于硅酮密封胶抗撕裂强度一般都比较低，拉伸产生的应力会集中在撕裂处，很容易从这里拉断胶条，影响观察判断。正确的做法是将胶条打在塑料薄膜上，待胶条完全固化后拉动胶条对性能进行判断。

5．密封胶的相应标准

（1）

国家标准GB16776《建筑用硅酮结构胶》：

这是一份强制性的国家标准，规定了结构胶的基本性能要求，所有在我国生产、销售、使用的结构胶都必须符合该标准的要求。

（2）

国家标准GB/T14683《建筑硅酮密封胶》：

结构胶以外的其它耐候胶、密封胶、玻璃胶（特殊用途的除外）目前都执行这一国家标准。 

（3）

建材行业标准JC/T883-2001《石材用建筑密封胶》：

石材密封胶除了执行GB/T14683之外，同时执行这一标准。

（4）

建材行业标准JC/T885-2001《建筑用防霉密封胶》：

防霉密封胶除了执行GB/T14683之外，同时执行这一标准。 

（5）

公司需要制定企业标准，一般指标都要高于国家标准。

6．密封胶的储存条件

前面已经讲过，密封胶是通过暴露在空气中接触水份固化的，密封状态下是储存稳定的。但是，这种稳定也不是绝对的，密封胶在储存过程中，填料中含有的羟基会与交联剂、催化剂发生副反应，这种副反应会逐渐消耗体系中的交联剂、催化剂，使之逐渐失效。表现出来的现象是，随着密封胶储存时间的延长，使用时它的固化性能就会降低，如表干、消粘时间延长甚至不能消粘，强度变差，不能完全固化，胶料变稠变干等。这种变化如果很微弱，胶种的固化性能还能满足用户和标准的要求，我们就认为密封胶还在保质期内，如果这种变化超过了这种限度，使得密封胶的固化性能达不到要求，就表明已经过期了。

由此可见，密封胶的储存期与体系的副反应程度直接相关，副反应的进行除了与体系配方工艺本身有关系之外，副反应速度与储存条件主要是温度有直接关系，储存温度越高，副反应越快，产品的储存期就越短，所以我们对产品的储存条件有明确的规定，要求储存温度不能高于27℃。当然，储存温度也不是越低越好，过低的储存温度（如0℃以下），可能会引起胶浆状态的不良变化。 

密封胶储存过程中需要特别注意是另一个因素是密封性。密封胶使用的包装物（塑料瓶、软包装铝膜等）必须密封完好。如果密封不好，密封胶会因为接触空气而固化。

 7．密封胶接缝设计

设计胶缝时首先要考虑胶缝的宽度和深度要合适，胶缝深度应在（6-12）mm之间，太深的胶缝不利于密封胶的深层固化，太浅的胶缝密封性能不好，宽度必须大于或等于深度，不能小于深度，宽深比一般在1：1至2：1之间。

设计宽度时应考虑下列因素：

（1）幕墙单元面积；

（2）材料的热胀冷缩系数；

（3）当地的温差情况。由此计算出胶缝因温度变化而可能变化的变位，可能的变位最大值必须在密封胶的位移能力之内。 

设计胶缝时还要考虑的因素有：方便施工，施胶后能保持良好通风，有利于密封胶固化，施胶后在密封胶固化之前不会产生位移，不会埋在地下或浸在水里等等。 

设计结构胶胶缝还要考虑幕墙自重，风压等因素，计算出结构胶胶缝需要承受的长期负荷和短期最大负荷。按建设部颁布的强制性行业标准JCJ102-96《玻璃幕墙工程技术规范》的规定，长期负荷不超过0.007N/mm2，短期最大负荷不超过0.14 N/mm2。  

8．密封胶施工过程中要控制好哪些环节？

首先基材表面的清洁工作要做好，如果基材表面有水份、灰尘、污渍等污染，会严重影响密封胶对基材的粘接性，导致密封胶粘接失败。所以，施工密封胶之前一定要用适当的溶剂或清洗剂对基材表面进行清洗，干燥之后再施工。 

施工时胶嘴切成适当大小，以便胶嘴能伸入接缝1/2为宜。注胶要缓慢均匀，使胶浆添满接缝不留空隙，并要保证适当压力使胶浆充分接触基材表面。 

施胶时环境温度应在5-40℃之间，相对湿度应在40%-80%之间，过于干燥或过于潮湿的天气，温度太低或太高都不宜施胶，阳光直射的表面或基材表面温度超过50℃也不宜施胶。 施胶后胶浆尚未固化之前不能淋雨，不能承受负荷和位移。  

9．关于相容性试验

相容性实验是用来判断密封胶与基材和附件的相容性的检验，实际上包括两部分内容：与基材的粘接性和与附件的相容性。 

由于工程实际使用的基材和附件千差万别，不同厂家不同型号的产品在性能、质量上有很大的差别，因此，一种密封胶很难保证与所有基材都有良好的粘接性，与所有的附件都相容。所以，密封胶在使用之前必须先进行相容性实验，以确定所选定密封胶与基材及附件是否适用。 

相容性试验是对密封胶、基材和附件进行选材的实验，实验结果只用来说明所选密封胶、基材和附件都是否相容，并不对任何材料的质量是否合格作出判断。 

按国家标准规定，结构胶在使用之前必须进行相容性实验，确认相容后方可使用。其它密封胶也是建议在使用之前先进行相容性试验，以免因选材不当造成不必要的损失。

 10．硅酮密封胶的耐老化时间是多少？过了耐用年限，是否必须更换胶缝？

硅酮密封胶相比与其它密封胶有一个优点是使用寿命长，耐老化。美国奠基广场穹形建筑建于1970年，现已过去46年，硅酮密封胶缝仍在使用。有资料显示，硅酮密封胶的使用寿命可达50年。

 11．各类硅酮密封胶的适用基材限制

（1）

中性胶：

醇型胶固化时放出醇，无腐蚀性和刺激性，对绝大部分基材都适用，基本没有基材限制。酮肟型胶固化时放出酮肟，酮肟对大多数基材都是安全的，但对少数基材也有腐蚀性，对铜的腐蚀比较明显，不可用于铜质基材。用于镀膜玻璃和镜面玻璃时，由于对涂层性质不明，必须先进行相容性试验，确认没有腐蚀才能使用。 

（2）

酸胶：

酸胶固化时放出醋酸，对混凝土、多孔性石材、多种金属材料都有明显腐蚀，在这些基材上都不能使用，之所以可以用于铝材，是因为铝材表面镀有氧化膜或喷涂，有涂层进行保护。  

 12．密封胶的基本用途

（1）、硅酮结构胶

1、首要用于玻璃幕墙的金属和玻璃间结构或非结构性粘合装配。

2、它能将玻璃直接和金属构件表面连接构成单一装配组件，满足全隐或半隐框的幕墙设计要求。

3、中空玻璃的结构性粘接密封。

（2）、中性耐候胶

1、适用于各种幕墙耐候密封，特别推荐用于玻璃幕墙、铝塑板幕墙、石材干挂的耐候密封；

2、金属、玻璃、铝材、瓷砖、有机玻璃、镀膜玻璃间的接缝密封；

3、混凝土、水泥、砖石、岩石、大理石、钢材、木材、阳极处理铝材及涂漆铝材表面的接缝密封。大多数情况下都无需使用底漆。

（3）、酸性玻璃胶

1、适宜作密封、堵塞防漏及防风雨用途，室内室外两者皆宜（室内效果更佳），防渗防漏效果显著。

2、粘接汽车的各种内部装饰，包括：金属、织物和有机织物及塑料。

3、接合加热和制冷设备上的垫片。

4、在金属表面加装无螺孔的筋条、铭牌以及漆加塑料材料。

5、对烘箱门上的窗口、气体用具上的烟道、管道接头、通道门进行封口。

6、为齿轮箱、压缩机、泵提供即时成形的防漏垫。

7、对船仓以及窗口密封。

8、拖车、卡车驾驶室玻璃窗的密封。

9、粘合和密封设备部件。

10、形成防磨涂层。

11、镶嵌和填充薄金属片迭层、道管网络和设备机壳。  

第二部分

实际问题

（一）

酸胶

1.酸性胶胶瓶在储存一段时间后会长高.变形甚至会出现瓶身有油的情况，为什么？

这个问题有两个方面的原因，即与胶浆和胶瓶都有关。

第一，胶浆的原因。

 现在市场上的酸性胶，除少数高档胶之外，其它酸性胶都不同程度的加入一定量填充剂以降低成本，而且胶浆的品级越低，填充剂的加入量就越多，而填充剂会与胶瓶发生反应，从而使胶瓶长高、变形及瓶身有油；如高档胶可能使胶瓶6个月以后才有反应，比较低档的胶有可能6个月后就有反应。

第二，胶瓶的原因。

 胶瓶本身材料的质量也是造成长高的原因，瓶身所用原材料也有好有坏，所用原材料好，则胶瓶变化的趋势就比较缓慢。如质量好的胶瓶，装入高档胶可以储存7-8个月仍无反应；反之，使用质量差的胶瓶，即使装比较好的胶也可能在2-3个月就变形。 

2.为什么从胶瓶底盖处看胶会发现较稠或有干胶等情形？

这主要是在包装过程中产生的。因为从装胶至压好盖需要一定的时间，虽然时间短，但也使胶浆与空气有接触。如果密封胶从底部固化很多，则属底盖与瓶密封不紧造成的，是包装材料的质量控制问题。 

3．酸胶挤出过程中会断流或有小气泡，为什么？

出现这种情况主要是由以下两个原因形成的。

一是储存温度过低造成的：

如果是酸胶（特别是低档胶）储存在较低的温度下就会形成很多的气泡。原因可能是经过低温储存后，液体原料因冷缩体积产生变化形成较多的气泡，所以建议储存温度不要低于0℃。 

二是罐装过程中形成：

在正常罐装中，支装胶尾部很多时候都会有少量的小气泡，在现在的操作方式中这是很难避免的，而且对使用也不会造成实质性的影响：若出现气泡较多或断流（大气泡）的情况，则是操作不当造成的，是必须改进而且应该极力避免的。不过这种情况也有出现的概率问题，若较少或偶尔有此种现象，应该看作是偶然事件。操作中应该尽量避免出现大的气泡。

4．为什么酸性胶固化后表面会起皱？

这主要是在两种基材表面施胶时胶层太薄引起的，由于不同材料热胀冷缩率的不同，导致在温差较大，未完全固化的胶浆会变形、起皱。 

解决办法：

将胶层涂厚，一般施工时胶层厚度一般约１ｍｍ，建议将厚度增加至（1.5－2）ｍｍ。 

5．为什么有的酸胶固化后会使铝材变色？

酸胶固化时会释放出醋酸，对金属材料有腐蚀性，之所以能在铝材上使用，是因为铝材表面镀有一层氧化膜或涂层，有一层涂层进行保护。所以一般来说使铝材变色不是胶的问题，这里涉及到较多的应该是施工操作和铝材本身质量的问题。铝材质量主要是指镀膜铝材所镀膜层不合格如附着力不好、膜层太薄等等都会影响其施胶后变色；施工不当也会造成变色。如果施胶后，铝材放在通风不畅的环境中，导致玻璃胶固化所释放的醋酸不能及时散去，局部浓度过高，时间长了腐蚀铝材使之变色。 

6．固化后胶条会变白或发黄，为什么？

变黄：

更多情况下，胶条变黄是由其它与玻璃胶接触材料的影响造成的，出现最多的是将玻璃胶打在某些黑色橡胶条(嵌在玻璃和铝材之间密封的)上，由于有些胶条质量较差,与玻璃胶接触使之变黄,即使是进口胶也不例外。一般情况下橡胶条使玻璃胶变色，分析原因可能是橡胶条内所用材料，具体是填料与酸胶起反应使透明胶变色；也不排除橡胶条内添加了可析出或挥发的物质,污染玻璃胶条。    

变白：

玻璃胶变白主要是密封胶中填料加的太多；如果偶尔出现变白的情况，很多时候出现在胶层打的太薄的一些工程上，所以建议施胶时适当增加玻璃胶的厚度(1.5-3mm)，以避免类似情况发生。  

7．为什么将玻璃胶打在纸上会出现有的粘纸，有的不粘纸的情况？

玻璃胶不是用来粘纸的，所以粘纸和不粘纸都不会影响实际使用；但粘不粘纸与纸质及玻璃胶一些特性有关，首先纸张的材料、质地不同对粘纸影响很大，如纸质纤维....