【门窗幕墙网】摘要：建筑门窗的节能环保会直接影响到用户的使用效果，硅酮密封胶作为门窗防水密封的重要材料之一，对于门窗的使用效果起到决定性作用。本文通过门窗用硅酮密封胶节能环保性能及应用要求分析，针对目前建筑门窗用硅酮密封胶行业发展的状况展开讨论，以期引导未来门窗密封胶行业的健康发展。
关键词：门窗;硅酮密封胶;环保;行业现状;发展趋势
前言
随着我国经济快速发展，人民生活水平不断提高，其对建筑环境的要求也越来越高，除了满足最基本的使用功能外，更加关注装修的质量和美观度，同时也开始注重节能和环境保护。门窗作为建筑的重要组成部分，也是建筑的外围护结构，现代建筑物为了增加采光通风面积，建筑的门窗面积越来越大。以往行业内关注门窗的节能、环保、能效，大部分重心在于如何选用导热系数更低的中空玻璃、如何提高充气中空玻璃的惰性气体保持率，如何设计型材的腔体结构降低热传导、选用注胶隔热或尼龙隔热条等等，而对于硅酮密封胶的选择，特别是环保性能要求没有引起足够的重视。
门窗的耐候防水密封与幕墙一样是一个系统的工程，包括窗框与玻璃之间的密封，外墙墙体与门框窗框之间的密封等。现代建筑中节能门窗的设计、使用是绿色建筑节能环保的关键，但是边缘密封的好坏是系统整体能否发挥出应用功效的关键，因此如何选择硅酮密封胶作为门窗系统的应用是我们不可忽视的重点。事实上，密封失效导致的能耗损失远比选用更好的玻璃和型材所能节约的要多，谁也无法想象在一个漏风、漏雨的大楼中该如何谈论建筑节能环保的话题。本文就硅酮密封胶在建筑门窗上的产品环保性能执行标准来介绍建筑门窗用硅酮密封胶的环保要求、发展趋势及选用原则，以帮助广大门窗用户选用环保、合格、优质的密封胶产品保证建筑防水密封的长久性。
1、建筑装饰材料的发展现状
随着国民生活水平的不断提高，生活品味也不断提升。对于近年来越发频繁的环境问题，人们对于健康节能绿色环保的认识越来越深入。然而，即便是在这样的市场氛围下有毒有害的装饰材料仍被不法商贩大量出售，这种不顾及他人安危的赚钱手段破坏了无数人的家庭幸福，比如几乎所有的合成板都含有甲醛，即便是木质家具也会含有微量甲醛。另外，除了家具还有大理石的窗台等都有可能会有放射性的物质对人体造成伤害。因此在建筑装饰施工中，一定要使用节能环保绿色装饰材料才能更好的保护环境，保证居民身体健康。
2、建筑门窗行业环保要求
随着我国建筑节能环保标准相继出台和实施，建筑行业积极响应节能环保大潮，在建筑上使用具有环保性能的材料，为实现建筑的社会和经济效益双赢做贡献。家居污染这个话题一直是民众比较关心的话题;但因家居污染引发疾病案例不在少数。门窗产品作为家居安全的首层防护，消费者对于门窗产品的环保性需求与日剧增，在这样的背景下，铝合金门窗、断桥铝合金门窗、铝塑复合门窗等一大批节能环保门窗产品不断涌现。
硅酮密封胶因其优异的耐气候老化性能、绿色环保的特点，在门窗行业被广泛用于玻璃与窗框、门窗与墙体之间的粘结密封。人们在实际生活中往往存在一个误区，一说到胶水，就想到甲醛、甲苯，对人体有数不清楚的危害。但硅酮密封胶属于本体类胶粘剂，自身的绿色环保主要就体现在不含甲醛、甲苯等有毒有害物质，总挥发性有机物含量低，符合现代绿色建筑的功能需求。对于硅酮密封胶的环保性检测有许多标准，下面就建筑门窗用硅酮密封胶满足不同环保标准要求的内容进行对比(见表1)。
表1不同标准对硅酮密封胶有害物质限量的要求
从上面四个常用的硅酮密封胶有害物质限量要求检测的标准内容对比来看，对于硅酮密封胶，标准检测内容中均不涉及甲醛、甲苯、苯、二甲苯和甲苯二异氰酸酯项目检测，再一次印证硅酮密封胶不含甲醛和苯类的有害物质。同时从时间轴上来分析，对于硅酮密封胶的总挥发性有机物含量呈现出随着制定的标准越新，要求越严苛的趋势，从GB18583-2008《室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量》中的100g/L降到GB∕T35609-2017《绿色产品评价防水与密封材料》中的50g/kg，要求硅酮密封胶在固化过程中的挥发物质更低;说明行业总体的发展趋势是要求更加节能环保。同时建筑门窗用硅酮密封胶执行的国家推荐标准GB/T14683-2017《硅酮和改性硅酮建筑密封胶》中对质量损失率由2003年版本的≤10%调整为≤8%。
3、硅酮密封胶固化机理
硅酮密封胶是以端羟基聚二甲基硅氧烷为基本原料，辅以交联剂、填料、增塑剂、偶联剂、催化剂和其他添加剂在真空状态下混合而成的膏状物，在产品形态上分为单组分和双组分，单组分密封胶使用工艺简单，施工前不用称量和混合，施工后借助空气中的湿气或低温热活化而完成交联固化;双组分密封胶，使用前按比例混合，借助交联剂进行交联固化。因聚合物分子主链上具有硅氧烷化学结构，所以称为硅酮密封胶。
表2硅酮密封胶主要成分表
目前市场上常见的门窗用硅酮密封胶以单组分为主，单组分硅酮密封胶根据反应时释放的小分子不同可分为酸性胶和中性胶两种，酸性胶固化时交联剂三乙酰氧基硅烷参与反应释放醋酸，对金属材料具有一定的腐蚀性，同时会产生刺鼻性气味。由于其对金属材料具有一定的腐蚀性所以主要用于玻璃和其它建筑材料之间的一般性粘结。而中性胶规避了酸性胶腐蚀金属材料发生反应的缺点，因此适用范围更广，脱醇型中性胶固化时交联剂三甲氧基硅烷参与反应会释放出醇类物质，如：甲醇、乙醇等;脱肟型中性胶固化时会释放肟类物质，如：丁酮肟等。
同时，随着人们对环保健康的不断重视，硅酮密封胶在室内装修时的健康指数也成了重要的评估标准;对于密封胶是否会对人体造成伤害这个问题，很多人都有这样的疑问。目前门窗行业内，由于酸性密封胶具有较大的刺激性气味，虽然对人身不会造成伤害，但是会影响使用的舒适度。因此近年常见的用于门窗的密封胶是单组分脱醇型或脱肟型室温硫化硅酮密封胶，统称为中性胶。中性胶会在固化过程中释放以醇类或肟类为主的有机物小分子，在标准养护环境下，通常3-5天时间完全固化，释放的小分子完全挥发后不会再有任何气味的现象。
4、硅酮密封胶行业现状
目前国内硅酮密封胶品牌是以国内外一线品牌为主导，其它品牌共同发展的形式并存。一线品牌主要包括国外高端品牌：陶熙(原道康宁)、瓦克、GE、信越等，国内高端品牌包括：硅宝、白云、之江、中原等，其它品牌包括：宝龙达、欧利雅、高士、凌志等。除此之外目前国内从事密封胶制造的厂家还有近千家，各个层次密封胶在整个行业内均占有不同的份额，也导致密封胶市场相对较为混乱，产品质量参差不齐。
4.1密封胶基础有机物含量偏低
硅酮密封胶主要成份包括有107胶(α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷)、201甲基硅油、纳米碳酸钙、白炭黑、固化剂等，以不同的比例进行配方调制并按照相应的制备工艺混炼而成。通常107胶是硅酮胶中的一种基础聚合物，其含量直接决定密封胶长期使用的老化性能，也决定了密封胶的成本高低。行业内较多厂家会将密封胶内107含量降低以降低产品原材料成本，因此密封胶的质量降低，进而耐候性和耐久性下降。低价格的硅酮密封胶在使用过程中容易出现硬化、开裂、脱粘导致后期翻修整改，造成更多的资源浪费，不适用于环保要求的门窗密封。
4.2密封胶矿物油含量高
为了降低密封胶的制造成本，部分厂商会将矿物油添加至密封胶内替代硅油等成份，该种矿物油会导致密封胶的耐老化性能急剧下降，过量添加甚至会在使用后造成中空玻璃“流泪”等现象。同时由于矿物油具有较强的挥发性，时间一久，矿物油的挥发会引起密封胶使用后味道较大的问题，影响密封胶的环保性能，导致密封胶也不能满足相应的绿色环保标准要求。甚至部分厂家在密封胶内加入廉价的不明有机物材料，环保性能极差，严重影响人身健康。
4.3产品应用乱象
密封胶根据不同的应用部位可分为建筑幕墙接缝用密封胶、玻璃幕墙结构粘结用密封胶、门窗接缝密封用密封胶等，建筑密封材料选择过程中，客户为节约材料成本，会单纯从价格方面考虑用胶类型，如将门窗胶应用在幕墙接缝密封、门窗接缝密封使用无弹性位移能力极低的劣质密封胶等，时间一长就容易造成建筑接缝密封失效，出现漏水现象，达不到节能环保要求。合理部位的产品应用推荐，能够做到适材适所，满足节能环保要求建筑的长久密封要求。
5、硅酮密封胶的发展趋势
节能门窗、系统门窗、智能门窗和被动式门窗是现代建筑门窗发展的一个潮流趋势，其最主要的特点体现在增大采光通风面积或表现现代建筑的性格特征，门窗的抗风压性、水密性和气密性能成为其中的关注点。同时绿色建筑的评价，对材料的选择也提出更高的指标要求，密封胶在满足产品标准指标要求外，还应该具有以下的特性。
5.1快速固化
现代生产节奏和控制成品门窗养护和转运占据的空间、时间成本，越来越多的门窗厂提出要求硅酮密封胶具有较短的表干时间和较快的深层固化速度，从而提高生产效率。
5.2广泛的粘结性
硅酮密封胶的粘结机理是通过与材料表面发生化学反应从而形成永久粘结。但现代门窗选用常规铝框的表面处理种类众多，加之各种塑料和新材料层出不穷，要求硅酮密封胶对各种材料均应该具有良好且广泛的粘结性用以保证良好的防水密封效果。
5.3环保性能
硅酮密封胶自身具有非常好的环保性，可以通过相应的标准和方法区分出产品的优劣，也可以选择通过第三方权威机构进行产品的绿色评价。
5.4硅酮密封胶工厂的绿色评价体系
现在的绿色环保不光指产品本身无毒无害，还需要溯源到产品的制造生产过程。从资源开采、原材料生产及运输、能源生产、产品生产到出厂进行系统的评价。关注原材料的能源消耗、各种材料的运输过程也会对硅酮密封胶生命周期的环保性能造成影响。
结语
硅酮密封胶只占整个建筑门窗造价的3~5%，但是它的质量会直接影响整个建筑工程的质量和节能效果。选用硅酮密封胶除了满足基本使用性能指标外，还应根据实际应用需求执行相应的环保要求标准。快速固化、广泛的粘结性、环保性能、生产工厂的绿色评价体系是建筑门窗用硅酮密封胶未来的发展趋势。
参考文献：
[1]GB18583-2008，室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量[S].
[2]GB30982-2014,建筑胶粘剂有害物质限量[S].
[3]HJ2541-2016,环境标志产品技术要求胶粘剂[S].
[4]GB∕T35609-2017,绿色产品评价防水与密封材料[S].
[5]GB/T14683-2017，硅酮和改性硅酮建筑密封胶[S].
作者单位：成都硅宝科技股份有限公司
作者：齐成龙 谢林 罗思彬 刘祎 黄强
来源：2020论文集
