現在的幕墻設計更提倡能效原則, 這一設計觀點對墻體的密封效果提出了更高的要求。密封效果的好壞, 主要牽涉到密封膠在幕墻上的正確應用問題。本文將就硅酮密封膠的耐候應用作一簡單的介紹, 以便建筑界各位同仁能對此有所了解。
1 硅酮膠耐候應用的幾項選擇
在密封膠的耐候應用中, 需要注意適當密封膠的選擇,密封膠的寬深比, 襯墊材的選擇等等。
1.1 適當密封膠的選擇
所選擇的硅酮密封膠除了要能與所接觸的材料有良好的粘著力以外, 尚需要有足夠的位移能力, 才能滿足設計上的要求。以1片2000 mm ×1000 mm 的鋁板為例, 其熱膨脹系數約為23.2 ×10- 6 ℃- 1 , 當材質表面的溫差為70℃時, 可以按公式計算出鋁板因溫差所產生的位移。熱脹冷縮（詞條“熱脹冷縮”由行業大百科提供）產生的位移= 鋁板長度×鋁料熱膨脹系數×溫差(1)
= 2000 ×23.2 ×10 - 6 ×70
= 3.25 (mm)
若已知設計的伸縮縫寬度和熱脹冷縮產生的位移量,可以按公式(2) 計算出所需要密封膠的位移能力。
最小的縫隙寬度= 熱位移× (100/ 密封膠位移能力) (2)假設本例中設計的伸縮縫寬度為6.5mm , 則:6.5 mm = 3.25 mm ×100/ 密封膠位移能力計算得知所需硅膠的位移能力為±50 %。所以必須選擇至少具有±50 %位移能力的硅酮密封膠用于此一設計。實際應用時還要考慮膠縫的施工誤差影響, 由設計師決定。
1.2 密封膠寬深比的選擇
密封膠的寬深比, 一般建議以2∶1 為佳, 膠寬和膠深最小為6 mm , 膠深最大不超過12 mm。在某些情況下, 1∶1 也可以接受, 但寬深比不可小于1 。這是由于當深度大于寬度時, 密封膠的位移能力會隨之降低, 而無法達到原先設計所估計的變位能力, 當遇到較大的位移現象產生時,甚至會導致粘著應力變大而脫落。
1.3 襯墊材的選擇
襯墊材的功用, 除了能有效控制密封膠的施打深度,增大與基材的接觸面(僅對使用圓形襯墊材而言) 外, 還可以防止三邊粘著現象的發生, 從而避免可能發生的內聚性失敗現象。襯墊材的選擇, 必須注意所使用的密封膠與之相容而無粘著性。一般常用相容的襯墊材有閉孔性聚乙烯襯墊材或者開孔性聚氨酯類襯墊材。襯墊材的尺寸要大于縫隙寬度約10 %～25 % , 以便在刮膠時能托住膠縫不致凹陷下去。安裝襯墊材時要盡量避免擦破襯墊材的表面,以避免發生所謂的放氣現象。
2 表面清潔和底漆的使用
除了上述因素外, 另一項最容易被人所忽略但卻對密封膠的成敗起著決定性影響的便是材料表面。無論是鋁料還是玻璃或其它材料, 往往在生產、運輸、儲存及現場安裝等過程中, 表面或多或少會沾上一些不潔之物, 如油漬、脫模劑、灰塵、水汽及指紋等等, 若不清除干凈就施打硅酮密封膠, 往往會造成日后粘著性的失敗。因此在打膠前必須先做好表面的清潔工作。
表面清潔根據材質可分為非多孔性及多孔性兩大類。
2.1 非多孔性材質
常用的方法稱為“兩段式擦拭法”。選用一塊沾濕溶劑的干凈、不脫絨白布用力擦拭清潔表面,再用另一塊干凈、不脫絨的白布將表面的溶劑和雜質完全拭去。白布需經常更換。一般而言,不同的材質可選用適當的溶劑來清潔以達到較佳的清潔效果。如玻璃,常用的溶劑有IPA(異丙醇) ,MEK(甲乙酮) 和Xylene (二甲苯) 等;鋁料則常用MEK和Xylene清潔。其中對粉末噴涂鋁料,道康寧公司特別建議使用一種叫White Spirit 的石油溶劑來清潔,可以達到很好的效果。
同時,根據多年的經驗,道康寧公司建議對普通的陽極氧化鋁材和鍍膜玻璃,使用50 %IPA 和50 %水組成的溶液來清潔,可以除去材料生產過程中帶來的水溶性鹽類雜質(這些雜質會在材質浸水時析出表面,從而對粘著性產生破壞) ,使粘著效果更佳。另外, 50 %IPA 的毒性相對二甲苯或MEK來說要低得多。至于塑料類, 因為種類很多, 在選用溶劑前, 最好先做簡單的測試, 以免溶劑腐蝕（詞條“腐蝕”由行業大百科提供）塑料表面。
2.2 孔性材質
花崗石（詞條“花崗石”由行業大百科提供）和大理石多孔性石材, 可用鋼絲刷、高壓水柱或揮發性很快的溶劑(如MEK) 清潔表面, 對水泥預制板可用鋼絲刷或高壓水柱清潔表面。以上這些基材清潔后須讓材質表面完全干燥才能打膠。
除了表面清潔工作外, 有的為了增加密封膠與材質間的粘著性, 往往會使用底漆。底漆是一種粘著促進劑, 它的使用越薄越好, 必要時可用一干凈的布料將多余的底漆擦掉。上了底漆后, 需要等其干后再施打密封膠, 但也不可太久。以道康寧公司的底漆產品而言, 一般的時間范圍是在上了底漆后約5 min 至0.5 h 之間, 必須施打密封膠。
3 打膠溫度
硅酮特有的化學結構使得硅酮密封膠的使用溫度非常廣泛, 可以達到- 18～ - 40 ℃。但是, 通常道康寧公司建議密封膠室外施打溫度范圍為材料表面溫度5～50 ℃, 這是因為5 ℃接近露點溫度(4.4 ℃) , 在此溫度值附近, 基材表面容易形成人們肉眼看不見的結露, 此時打膠會使膠直接打在結露上, 往往會影響粘著性, 而50 ℃以上時打膠的話, 膠容易在基材表面產生氣泡, 造成粘著力降低, 或發生密封膠不干現象。當然在- 18～- 40 ℃時, 也可以打膠, 但前提是基材表面必須干燥。可以使用加熱燈泡、熱鼓風機等設備來干燥材質表面。
此外避免在高溫或低溫時打膠。這是因為低溫時打膠,如- 7 ℃,此時接口處于最寬的狀態,隨著溫度的升高,接口將不斷縮小,密封膠將會一直處于壓縮狀態。相反高溫時打膠,如50 ℃,此時接口處于最小狀態,隨著溫度的降低,密封膠將一直處于拉伸狀態。隨著季節的變遷,這種周而復始的循環,使密封膠始終一直朝一個方向運動,結果會使密封膠的內部應力很大,并可能會超過設計時的位移能力而造成內聚或粘著性破壞。正確的方法是在溫度的中間值打膠,如21℃,此時隨著溫度的升高和降低,密封膠將會沿不同方向經歷壓縮和伸張循環,從而具有良好的接口密封效果。
4 密封膠的耐候應用實例
4.1 傳統移動接口的耐候密封(見圖1)
在此應用中,應注意: (1) 膠寬A 和膠深C 至少應為6mm ; (2) A∶B最小應為2∶1∶(3) 接口表面應刮成凹形。( 4)膠深B 最大不超過12 mm; (5) 膠寬A最大不超過100 mm。
4.2 角部移動接口的耐候密封(見圖2)
在此應用中,應注意: (1) 尺寸A 和B 必須至少6 mm;
(2) 如果接口位移能預測,必須使用阻隔膠帶或背襯材避免三邊粘著; (3) 接口必須刮成凹形表面,以避免積留雨水; (4)尺寸C 必須至少6 mm ,以保證最小的粘接面積。
4.3 修補接口(見圖3)
在此應用中, 應注意: (1) A 尺寸必須至少6 mm; (2)B 尺寸必須至少3 ～6 mm; (3) 必須使用阻隔膠帶把失效的有機密封膠同新的密封膠隔離開來。
4.4 斷口接口的耐候密封(見圖4)
在此應用中,應注意: (1) 尺寸A 必須至少6 mm; (2)尺寸B必須至少3mm ,最大不超過6mm 。( 3 ) 刮平時必須使用阻隔膠帶; (4) 在移動接口的每一邊要求有6 mm 的總接觸面積。
4.5 鑲嵌縫裝配接口的耐候密封(見圖5)
在此應用中, 應注意: (1) 玻璃和金屬框的粘著面積至少6 mm; (2) 密封膠要和海綿狀填充條相容; (3) 使用深色的密封膠可以避免可能發生的變色現象。
4.6 對接接口裝配的耐候密封(見圖6)
在此應用中, 應注意:(1) 最小6 mm 的接口寬度; (2) 最小6 mm 的玻璃厚度; (3) 接口刮成沙漏狀; (4) 建議使用深顏色的硅酮建筑密封膠。
4.7 水平跟垂直接口的耐候密封(見圖7)
在此應用中, 應注意: (1) A 和B 尺寸都應大于6mm; (2) 接口表面應刮成微凹形以防止積留雨水。
4.8 雙重密封移動接口的耐候密封(見圖8)
在此應用中,應注意: (1) 耐候密封應符合傳統移動接口的密封要求(見圖1) ; (2) 使用開孔性背襯材來確保背后的密封膠全部固化。如果使用閉孔性背襯材,背后的密封膠必須全部固化后才可以施打外部接口密封膠; ( 4) 尺寸A應至少20 mm 寬才有助于施打背后的密封膠接口; (5) 密封膠不可打到裝飾用的扣門（詞條“門”由行業大百科提供）式蓋板上,否則會在蓋板端部產生滲漏水。
4.9 窗戶周邊接口的耐候密封(此乃鋁型材厚度不夠之情形,見圖9) :
4.10 花崗石干掛接口的耐候密封(見圖10)
在此應用中,應注意: (1) 確認鋁型材沒有支腿伸入密封膠接口區域,則三邊粘著可以避免; (2) 使用阻隔膠帶防止密封膠與掛鉤相粘接; (3) 花崗石槽口要注滿密封膠以避免因槽口積水而造成花崗石的凍融破壞。道康寧公司推薦道康寧791N 建筑硅酮耐候密封膠用于以上各種接口的耐候密封。
5 密封膠的測試和工程技術服務
在密封膠的應用中, 除了上述介紹外, 另一項不可忽略的步驟就是膠與材質樣品的測試。由膠商提供的測試在硅酮密封膠的粘著穩定性中起著重要的作用。這是因為新的建筑材料及表面處理技術日趨復雜, 即使是同一廠家不同批號的材質, 它的表面處理結果也不一樣; 其次是由于特殊的工程設計或組裝技術, 都要求提交樣品作測試。工程技術服務內容包括下列幾個方面: (1) 設計審查,協助客戶檢查密封膠的設計寬度和厚度是否達到安全標準;(2) 粘著力測試, 提供適當產品以及清潔溶劑的建議和是否需要上底漆等測試結果, 以確保密封膠和材質間有良好的粘著力; (3) 相容性測試, 避免所選用的墊塊、雙面膠條（詞條“膠條”由行業大百科提供）造成密封膠發生變色甚至喪失和材料粘著力的現象; (4)污染測試, 主要針對花崗石和大理石等石材; (5) 其它測試和檢查, 如客戶要求的工地現場測試和工廠內單元板片切割檢查等。
道康寧公司可以提供上述內容的免費服務, 并且可以應客戶要求而給予有關密封膠產品及其應用方面的培訓,使客戶在使用及選擇密封膠時更能得心應手。
6 結論
硅酮密封膠在建筑工程上所占的比例雖然非常小, 但它卻扮演著舉足輕重的角色。從接口設計、樣品選擇, 到材料與樣品的測試, 或是設計藍圖之審核以及正確的施工方法等, 每一步驟都關系到整個工程成敗。因此除承包商自身因素外, 在選擇硅酮密封膠時也應該考慮選擇能提供上述各種服務的供應廠商來確保其工程品質。
