一、前言
20世纪70年代，玻璃幕墙由于其独特的结构性能开始在欧美国家迅速发展，80年代开始在亚洲地区流行，90年代在中国得到广泛使用。玻璃幕墙所用的有机硅结构密封胶由于具有较高的性能和使用要求，世界上1997年以前仅有美国Dow Corning公司等少数专业有机硅企业能够生产。硅酮结构密封胶与一般的硅酮密封胶的重要区别在于它要求硫化后既要有适当的拉伸力又有良好的韧性、同时还具有优异的粘结稳定性和卓越的耐候性，以保证玻璃幕墙建筑物长久的使用安全性和使用寿命。在建筑及硅酮结构密封胶领域中，分为单组分硅酮结构密封胶和双组分硅酮结构密封胶两个品种，前者有施工方便，适用范围广泛等特点；后者有储存稳定期长，可现场随意调节固化速度、固化速度快、养护期短等优点。
当今由于建筑装饰行业对防火级别的要求越来越高，玻璃幕墙的防火性能越来越受到关注。玻璃幕墙所使用的硅酮结构密封胶的阻燃性能具有十分重要的意义。作为赋予硅酮密封胶阻燃性的方法，一般采用加入阻燃性填料的方法如碱式碳酸锌、硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二焍等作为阻燃剂，但单独采用加入阻燃性填料的方法制得的硅酮密封胶硬度偏高，胶的韧性不够好，不能作为结构胶使用；也有用铂化合物作为阻燃的，但通常是在高温硫化硅橡胶体系中，而且仅有铂化合物还不够，还考虑多种物质作助剂，例如：US3652488中列举了碳黑。US3635874中列举了氧化钛；特公昭51-24301号公报中添加氧化铁黑（Fe3O4）,但这些方法存在混炼胶必然着色和阻燃性随着时间增长面变差的缺点；CN 1493618A通过向硅橡胶组合物中添加混合铂化合物和特定的胺化合物，获得了具有优良阻燃性的硅橡胶组合物，不过也是高温硫化硅橡胶，而不是室温硫化硅橡胶。同时由于添加了胺化合物，燃烧时要产生有毒气体。
当今，火灾已成为威胁人类生命安全的最大灾害之一。几乎每天都有火灾发生，因火灾而死亡的人数难以计数，火灾造成的经济损失更是难以估量。防火已成为幕墙行业必然要考虑的问题。
为此宝龙达公司研制出BLD8200A阻燃性硅酮结构密封胶，其特点是通过先进的半连续化生产流水线，产品质量得到有效保障，损耗量极少，成本大幅度降低； 采用α，ω-二羟基聚硅氧烷改性成烷氧基封端的聚硅氧烷100重量份，纳米活性碳酸钙60～100重量份，加入真空搅拌机内于温度80～150℃、真空度为0。08～0。099MPa，脱水共混30～240分钟，冷却得基料。在室温下将六甲基环二硅氮烷0.03～0.5重量份处理碱式碳酸锌和氧化钼10～50重量份,催化剂0.5～5重量份,氯铂酸螯合物0.05～5重量份和聚二硅氧烷1～10重量份,加入高速分散搅拌机或行星搅拌机内与基料一起于真空度0.08～0.099MPa,转速50～500rpm进行化学反应60～120分钟制得单组分室温阻燃性硅酮密封胶。它具有很好的物理力学性能、阻燃性、粘接性及储存稳定性。于2008年9月通过了国家防火建筑材料质量监督检验中心阻燃性检测和国家合成树脂质量监督检验中心的结构胶性能检测。产品性能符合GB16776-1997《建筑用硅酮结构密封胶》的标准要求，按GB/T 2406-1993《塑料燃烧性能试验方法 氧指数法》GB/T 2408-1996《塑料燃烧性能试验方法 水平法和垂直法》标准要求，燃烧等级为FV-0级， 氧指数为43.8％。
一、研究过程及采用的技术标准
（一）研制过程
BLD8200A阻燃硅酮结构密封胶是本公司根据目前密封胶的发展趋势及市场需要而研制的产品。研制过程大致分三个阶段：1、阻燃剂的筛选阶段：阻燃剂作为阻燃胶的关键材料，是决定产品优劣的关键所在，我们已选出具有优良的阻燃效果且对人体无害的阻燃剂：2、配方的调整阶段：使产品同时满足阻燃性能的要求和结构胶标准要求；3、全面技术性能对照实验阶段：为了考察BLD8200A阻燃硅酮结构密封胶的技术性能水平，我们收集了市场同类产品的样品，进行了技术性能对照实验。
(二)技术标准
GB/T2406－1993 塑料燃烧性能试验方法 氧指数法
GB/T 2408－1996 塑料燃烧性能试验方法 水平法和垂直法
GB/16776－1997 建筑用硅酮结构密封胶
GB/T13477－2002 建筑密封材料试验方法
二、实验部分
本产品在试验过程中，阻燃性主要与在国内市场具有代表性的单组分阻燃胶进行对比；工艺性能与力学性能则与进口结构胶进行对比。
（一）燃烧实验
1、BLD8200A与其它阻燃胶对比燃烧实验
燃烧实验采用GB/T2048－1996《塑料燃烧性能试验方法 水平法和垂直法》中的垂直法。试样尺寸：长（125±5）mm,宽（13.0±0.3）mm，厚（3.0±0.2）mm。用酒精灯代替标准中的本生灯。试验结果见下表：
|
|
BLD8200A |
阻燃胶A# |
阻燃胶B＃ |
|
前10秒有焰时间（s ） |
0 |
0 |
0 |
|
后10秒有焰时间（s） |
0 |
0 |
2 |
|
后10秒无焰时间（s） |
3 |
3 |
3 |
|
离焰后 |
短时无焰燃烧 |
短时无焰燃烧 |
短时有焰燃烧 |
|
刺激气味 |
无 |
无 |
有 |
由试验结果可以看出BLD8200A与国内阻燃胶A#性能接近，具有良好的阻燃性能。
2、BLD8200A与阻燃胶C#阻燃性能对比实验
把BLD8200A与阻燃胶C#按GB/T 2408-1996标准制成（125±5）mm，宽（13±0.3）mm，厚（3±0.2）mm的试样，放在酒精灯上燃烧，实验情况见下图及下表所示。
2、BLD8200A与阻燃胶C#燃烧对比实验
BLD8200A与阻燃胶C#燃烧情况对比
|
名称
燃烧过程 |
阻燃胶C# |
BLD8200A |
|
置于火焰上点燃 |
胶条有火焰 |
胶条有小火焰 |
|
离开火焰 |
继续燃烧 |
有短时无焰燃烧 |
|
燃烧后状态 |
胶条粉化 |
胶条变化不明显 |
从上图及上表可以看出：BLD8200A与阻燃胶C#相比具有良好的阻燃性能。
（二）与进口和国内结构胶全面性能对比实验
1．粘结性强度(Mpa)对比。 见下表
|
编号 |
标况 |
低温 |
高温 |
光照后 |
浸水后 |
|
进口1# |
国内1# |
BLD
8200A |
进口1# |
国产1# |
BLD
8200
A |
进口1# |
国产1# |
BLD
8200A |
进口1# |
国产1# |
BLD
8200A |
进口1# |
国产1# |
BLD
8200
A |
|
单组分 |
1 |
|
1.16 |
1.19 |
1.30 |
1.28 |
1.31 |
0.90 |
1.0 |
1.03 |
|
1.03 |
1.07 |
|
- |
- |
|
2 |
0.81 |
0.80 |
0.81 |
1.10 |
1.09 |
1.11 |
0.58 |
0.57 |
0.59 |
0.74 |
0.72 |
0.75 |
0.58 |
0.56 |
0.60 |
|
3 |
1.06 |
1.04 |
1.08 |
1.32 |
1.30 |
1.33 |
0.90 |
0.90 |
1.0 |
0.87 |
0.88 |
0.88 |
0.94 |
0.92 |
0.97 |
|
4 |
0.80 |
0.79 |
0.81 |
1.07 |
1.05 |
1.08 |
0.68 |
0.67 |
0.70 |
0.69 |
0.68 |
0.70 |
0.76 |
0.75 |
0.80 |
|
5 |
1.02 |
1.00 |
1.03 |
1.28 |
1.26 |
1.29 |
0.80 |
0.79 |
0.81 |
0.89 |
0.87 |
0.90 |
0.69 |
0.68 |
0.72 |
|
6 |
0.93 |
0.91 |
0.94 |
1.17 |
1.15 |
1.18 |
0.77 |
0.74 |
0.79 |
0.77 |
0.77 |
0.79 |
0.73 |
0.72 |
0.75 |
|
7 |
1.09 |
1.07 |
1.11 |
1.44 |
1.43 |
1.46 |
0.81 |
0.80 |
0.83 |
0.97 |
0.96 |
0.98 |
0.93 |
0.92 |
0.95 |
|
8 |
1.09 |
1.07 |
1.10 |
1.40 |
1.39 |
1.42 |
0.87 |
0.85 |
0.90 |
0.86 |
0.85 |
0.87 |
0.93 |
0.92 |
0.95 |
|
9 |
1.01 |
1.00 |
1.03 |
1.46 |
1.45 |
1.47 |
1.09 |
1.07 |
1.11 |
0.90 |
0.90 |
0.92 |
0.91 |
0.90 |
0.93 |
|
双组分 |
11 |
0.97 |
0.96 |
0.98 |
1.45 |
1.43 |
1.47 |
0.66 |
0.66 |
0.69 |
0.87 |
0.85 |
0.90 |
0.93 |
0.92 |
0.95 |
|
44 |
0.82 |
0.80 |
0.84 |
1.18 |
1.15 |
1.20 |
0.72 |
0.70 |
0.74 |
0.72 |
0.70 |
0.74 |
0.74 |
0.73 |
0.75 |
|
77 |
1.13 |
1.11 |
1.15 |
1.45 |
1.42 |
1.46 |
0.73 |
0.71 |
0.74 |
0.80 |
0.79 |
0.82 |
0.91 |
0.90 |
0.94 |
|
99 |
1.05 |
1.02 |
1.05 |
1.42 |
1.40 |
1.44 |
0.78 |
0.76 |
0.80 |
1.07 |
1.05 |
1.10 |
1.07 |
1.05 |
1.10 |
|
均值 |
0.99 |
0.98 |
1.00 |
1.31 |
1.29 |
1.32 |
0.79 |
0.79 |
0.83 |
0.86 |
0.85 |
0.88 |
0.84 |
0.83 |
0.87 |
|
标准误差 |
0.13 |
0.13 |
0.13 |
0.13 |
0.13 |
0.13 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.15 |
0.15 |
0.15 |
0.14 |
0.14 |
0.14 |
小结：由上表知，产品粘结强度超过标准水平和同行业水平。
2．最大拉伸强度时伸长率对比。见下表
|
|
国产1# |
BLD8200A |
进口1# |
εσmax% |
σmaxMPa |
εσmax% |
σmaxMPa |
εσmax% |
σmaxMPa |
|
单
组
分 |
1 |
48 |
0.90 |
68 |
1.05 |
- |
- |
|
2 |
43 |
0.58 |
52 |
0.74 |
69 |
0.58 |
|
3 |
60 |
0.90 |
74 |
0.87 |
70 |
0.94 |
|
4 |
72 |
0.68 |
177 |
0.69 |
170 |
0.76 |
|
5 |
89 |
0.8 |
119 |
0.89 |
90 |
0.69 |
|
6 |
52 |
0.77 |
73 |
0.77 |
65 |
0.73 |
|
7 |
67 |
0.81 |
173 |
0.97 |
149 |
0.93 |
|
8 |
50 |
0.87 |
87 |
0.86 |
70 |
0.93 |
|
9 |
160 |
1.09 |
162 |
0.9 |
182 |
0.91 |
|
均值 |
76 |
0.72 |
280 |
0.87 |
213 |
0.91 |
|
标准误差 |
16 |
0.05 |
126 |
0.15 |
63 |
0.14 |
|
0.25区间 |
5.1 |
0.02 |
40.2 |
0.05 |
20.1 |
0.13 |
小结：由上表可知，BLD119阻燃硅酮结构密封胶最大拉伸强度时伸长率都比同行结构密封胶伸长率要大
3．水-紫外线光照老化结果对比。见下表
|
紫外-水300h老化，（按97版标准试验） |
|
|
标准 |
进口1# |
国产1# |
BLD8200A |
|
测试单位 |
S1 |
S2 |
ZJ |
HZ |
H |
HZ |
S1 |
S2 |
ZJ |
S1 |
S2 |
ZJ |
HZ |
|
模量，Mpa
|
12.5% |
|
|
|
0.27 |
0.27 |
0.37 |
|
|
|
0.20 |
0.26 |
|
|
|
25% |
0.54 |
0.63 |
0.44 |
0.49 |
0.41 |
0.54 |
0.57 |
0.55 |
0.53 |
0.30 |
0.39 |
0.33 |
0.27 |
|
60% |
0.89 |
0.86 |
|
0.83 |
0.68 |
0.72 |
0.85 |
0.79 |
|
0.50 |
0.62 |
0.58 |
0.47 |
|
100% |
0.58 |
0.52 |
|
0.39 |
0.88 |
|
0.95 |
0.87 |
|
0.64 |
0.76 |
0.81 |
0.64 |
|
拉伸强度，MPa |
1.00 |
0.95 |
0.70 |
0.84 |
0.94 |
0.75 |
0.98 |
0.91 |
0.79 |
0.70 |
0.98 |
1.03 |
1.04 |
|
最大应力伸长率，% |
87 |
82 |
63 |
64 |
128 |
73 |
99 |
101 |
75 |
139 |
146 |
164 |
155 |
|
粘结破坏面积，% |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5.4 |
0 |
0 |
0 |
0.8 |
|
|
氙弧300h 老化结果，（按GB/T 18244） |
|
测试单位 |
S1 |
|
|
|
S1 |
|
S1 |
|
|
C |
|
|
|
|
Mo，Mpa/12.5% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.23 |
|
|
|
|
25% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.34 |
|
|
|
|
60% |
|
|
|
|
0.84 |
|
|
|
|
0.59 |
|
|
|
|
100% |
0.68 |
|
|
|
1.08 |
|
0.76 |
|
|
0.77 |
|
|
|
|
拉伸强度，MPa |
1.34 |
|
|
|
1.23 |
|
1.10 |
|
|
0.86 |
|
|
|
|
最大应力伸长率，% |
82 |
|
|
|
138 |
|
95 |
|
|
137 |
|
|
|
|
Sc, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
小结： 从上表可知,阻燃硅酮结构密封胶BLD8200A水-紫外光照老化结果超出同行产品。
4．冷拉-热压循环后的粘结性（%）试验结果对比。见下表
|
|
|
标准 |
进口1# |
国产1# |
BLD8200A |
|
12.5% |
判定 |
破坏 |
破坏 |
破坏 |
无破坏 |
|
破坏深度mm |
1,0,0.5 |
0.5,1,1 |
12,9.5,12 |
0 |
|
最大深度mm |
1 |
1 |
12 |
0 |
|
破坏类型 |
B区内聚 |
B区内聚 |
B区内聚 |
|
|
20% |
判定 |
破坏 |
破坏 |
破坏 |
无破坏 |
|
破坏深度mm |
1,1.5,1 |
0.5,2,3 |
12,12,12 |
0,0,1 |
|
最大深度mm |
1.5 |
3 |
12 |
1 |
|
破坏类型 |
B区内聚 |
B区粘结 |
B区粘结 |
|
|
25% |
判定 |
破坏 |
破坏 |
破坏 |
无破坏 |
|
破坏深度mm |
0.5,1,1 |
2,2,3 |
12,12,12 |
0 |
|
最大深度mm |
1 |
3 |
12 |
0 |
|
破坏类型 |
B区内聚 |
B区粘结 |
B区粘结 |
|
小结： 从上表可知,阻燃硅酮结构密封胶BLD8200A内聚和粘结均无破坏.
5．阻燃性能对比结果对比。见下表
|
厂商产品试样名称 |
燃烧时间2)/s |
级别 |
|
t1 |
t2 |
t3 |
t1+ t2 |
t2+ t3 |
|
国产1# |
2 |
3 |
5 |
5 |
8 |
FV—1 |
|
进口1# |
5 |
8 |
10 |
13 |
18 |
FV—0 |
|
BLD8200A
|
2 |
3 |
8 |
5 |
11 |
FV--0 |
注：1）100份基胶中的加入量；
2）t1为试样第一次施焰后的有焰燃烧时间；t2为试样第二次施焰后的有焰燃烧时间；t3无焰燃烧时间
小结：从上表可知,阻燃硅酮结构密封胶BLD119阻燃效果较好，达到FV—0级别。.
三、结论
1、BLD8200A燃烧性能通过国家防火建筑材料质量监督检验中心检测。垂直燃烧性能指标达到GB/T2408－1996规定的FV－0级，氧指数为43.8％。
2、BLD8200A性能满足GB16776－1997硅酮结构胶国家标准的要求。
