混凝土建筑接缝专用硅烷改性聚醚胶储存优势与特性分析

李艳玲

摘 要：针对当前装配式建筑中常见的密封胶材料进行了分类，归纳了不同种类密封胶材料的性能特点，重点针对传统密封胶材料的性能缺陷如环保性差、储存性能差等进行了分析，强调了传统密封胶因储存性能差带来的一系列问题等。研究制备了一种装配式混凝土建筑接缝专用的硅烷改性聚醚胶，对其储存性能优势进行了着重分析，旨在为装配式建筑在我国的发展提供借鉴。

关键词：装配式建筑；密封胶；环保性；力学性能；储存性能

中图分类号：TQ437+.1;TU758.14

文献标志码：A文章编号：1001-5922（2023）04-0055-03

Analysis of storage advantages and characteristics of silane modified polyether adhesive for concrete building joints

LI Yanling

（Shaanxi Polytechnic Institute，Xianyang 712000，Shaanxi China）

Abstract：Common sealant materials in current prefabricated construction were classified，and the performance characteristics of different types of sealant material were summarized，focusing on the analysis of the performance defectsof the traditional sealant materials such as poor environmental protectionand poor storage performance.A series of problems caused by poor storage performance of traditional sealant were emphasized.In order to provide reference for the development of prefabricated concrete building，a kind of silane modified polyether glue special for the joint of prefabricated concrete building is prepared，and its storage performance advantage is analyzed.

Key words：prefabricated building;sealant;environmental protection;mechanical properties;storage performance

傳统的装配式建筑密封胶种类繁多，硅酮密封胶、聚氨酯密封胶、硅烷改性聚醚密封胶等都是较为常见的密封胶。其中，硅烷改性聚醚密封胶由于具有环保性强、粘接性佳、耐老化和抗位移能力优秀等特点，成为当前装配式混凝土建筑施工领域最受欢迎的接缝材料之一［1］。然而，这种材料在催化剂的作用下极易因为暴露于空气环境下而与空气中的水分发生反应，导致其粘接性能下降，在长时间暴露于空气环境下时甚至容易出现凝胶现象等。因此，对该密封胶的基础性能及储存性能等进行分析，提出了部分优化该材料储存性能的方法，旨在为硅烷改性聚醚胶材料的发展及其在装配式建筑领域的应用提供借鉴。

1 硅烷改性聚醚密封胶制备及性能优势

1.1 密封胶组成

硅烷改性聚醚密封胶的制备需要使用的材料主要有：硅烷改性聚醚树脂、增塑剂、触变剂等，具体如图1所示［2］。

1.2 密封胶制备

硅烷改性密封胶制备流程均极为类似，基本都包含了升温拟合、搅拌、催化改性等3个主要步骤［3］；图2为硅烷改性聚醚密封胶制备流程。

从图2可以看出，经过以上3个主要步骤、6个细分程序后可以得到一种基础的硅烷改性聚醚密封胶。这种硅烷改性聚醚密封胶较一般的密封胶而言，在粘接稳定性、低粘性、水密性等方面具有更为优异的性能。此外，硅烷改性聚醚密封胶一般还可以配合专用底涂，增强装配式建筑结构件的粘接强度［4］。

1.3 密封胶性能优势

1.3.1 优异的材料挤出性

纳米碳酸钙的加入很大程度上提升了密封胶本身的原始挤出性能。此外，由于乙烯基三甲氧基硅烷吸水剂的加入，能够保证在长时间的储存过程中，密封胶的有效成分不会与空气中的水分形成过快的反应，从而保证了密封胶在长时间储存条件下的良好挤出性［5］。这种工艺下生产的硅烷改性聚醚密封胶通常可以保持15 d保存时间下不发生明显的挤出性下降，保证270 d保存环境下密封胶可以正常使用。

1.3.2 良好的力学性能

在硅烷改性聚醚密封胶中，存在大量长链聚醚成分，这类分子结构可以以硅烷氧基封端，进而使硅烷改性聚醚密封胶具有低不饱和度、高分子量且分布窄的特点，硅烷改性聚醚密封胶端基是可水解的硅氧烷基团。在经过具体的施工使材料暴露于空气中以后，这种硅烷改性聚醚密封胶内部会形成稳定的网络结构。硅烷改性聚醚密封胶的网状内部结构能够能有效地抑制和避免密封胶出现力学性能下降的问题，进而保证密封胶施工完成以后不出现开裂现象。

1.3.3 优良的快速固化性能

由于基础聚合物（端硅烷基聚醚）的低表面能和高渗透力，使其对多数无机、金属和塑料基材具有良好的湿润能力，从而对基材能产生良好粘附性。一般情况下，在2 d的固化以后，硅烷改性聚醚密封胶便可以达到较为理想的粘附、密封效果等。

1.4 其他性能优势

除具有以上储存方面的性能优势以外，硅烷改性聚醚密封胶中的长链结构和网状分子结构也并不会像一般的聚氨酯密封胶一样容易出现游离态的分子链结构，不会向外部环境挥发有毒、有害物质。因此，这种硅烷改性聚醚密封胶的环保性能也较一般的密封胶更为优异［6］。

此外，与一般的密封胶材料相比，硅烷改性聚醚密封胶的本色更容易改变，用户可以建筑设计思路进行灵活的颜色调整。因此，硅烷改性聚醚密封胶的可涂饰性较一般的密封胶材料而言也更为优秀。

2 装配式建筑接缝密封胶分类与特征

2.1 密封胶分类

图3为当前装配式建筑接缝密封胶在2种不同划分标准下的分类情况。根据密封胶化学成分分类，装配式建筑接缝密封胶可以分为硅酮密封胶等；根据组分分类，接缝密封胶可以分为单组分、双组分等。

在以化学成分分类为标准条件下，硅酮密封胶的使用最为少见，其次是聚氨酯密封胶，而改性硅烷密封胶是当前装配式建筑领域应用最多、最为成熟的密封胶材料；以组分分类为标准条件下，单组分密封胶产品使用较多，较典型的产品有我国安泰集团生产的单组分改性硅酮密封胶等，单组分密封胶为湿气固化型，双组分密封胶为反应固化型［7-9］。

2.2 密封胶特征

2.2.1 硅酮密封胶

硅酮密封胶是一种以聚二甲基硅氧烷为主要原料，在真空状态下在聚二甲基硅氧烷中添加交联剂、填料、增塑剂等成分进行搅拌、混合，最终形成的一种膏状密封胶。硅酮密封胶在装配式建筑施工过程中，可以在室温条件下与空气中的水分形成反应，在快速固化条件下形成弹性硅橡胶。进而在装配式建筑的连接缝部分形成紧密的密封环境。硅酮密封胶在施工环境较高时效果不佳，如果施工建筑表面的温度超过40 ℃，往往会导致材料固化不牢等。

2.2.2 聚氨酯密封胶

聚氨酯密封胶是一种以聚氨酯橡胶、聚氨酯预聚体等为主体材料，制备而成的黑色、均匀膏状密封胶材料。表1所示是我国某企业生产的一种装配式建筑接缝专用聚氨酯密封胶部分技术参数。聚氨酯密封胶一般可分为单组分和双组分2种。

由表1可知，其为单组分密封胶，以空气中的水分为主要固化条件。聚氨酯密封胶具有诸多优良特性，如性能可调节性强、耐磨性佳、机械强度大、粘接性能好等；但缺点也同样明显，如不能长期耐热、单组分密封胶的储存稳定性较差、耐碱水性欠佳等。

2.2.3 硅烷改性密封胶

硅烷改性密封胶也被称为改性硅酮密封胶等，是一种以硅酮密封胶为主要原料，以聚醚等为改性材料对原有的密封胶进行改性，从而改善原有密封胶材料某些缺陷所得的密封胶［10］。表2为某企业生产的单组分改性硅烷密封胶部分性能参数。

硅烷改性密封胶性能优势主要有：低粘性，可操作时间长，N型下垂度基本可以保持在0 mm；弹性恢复率较为理想，可以保证超过60%的弹性恢复，一般都能够有80%左右的弹性恢复；稳定性好，在-23～23 ℃环境下的拉伸模量均较为理想，典型值基本能保持在0.3 MPa；水密性、气密性较好，在接触大量水、热环境以后不会出现材料破坏现象等。硅烷改性密封胶是当前装配式建筑领域应用最多、应用前景最为广泛的密封胶材料之一。

2.3 密封胶储存性能缺陷

常见的密封胶材料具有不同的性能优劣势，例如硅酮密封膠制备工艺简单、成本低，但这类密封胶的环保性较差。聚氨酯密封胶机械强度大、粘接性能好，在高温环境下性能衰减程度高，硅烷改性密封胶综合性能最为优异；但材料本身的储存性能较差，一旦储存时间过长易导致材料力学性能下降。

2.3.1 储存环境会导致密封胶挤出性下降

密封胶的挤出性直接决定了该密封胶在施工时的密封效率。一般的硅烷改性密封胶在长时间放置以后，会因为外界温度、水分浸入等的影响而出现挤出性下降问题，影响施工正常开展。

2.3.2 储存时间长会导致密封胶力学性能下降

密封胶力学性能主要包含了材料拉伸强度、断裂伸长率等。密封胶的力学性能越强，则材料对装配式建筑结构件的粘结密封效果越好［11-12］。一般情况下，在正常的室温储存环境下，密封胶的力学性能会随着储存时间的延长而缓慢下降。一旦保存时间过久则密封胶会丧失基本的粘接密封效果。

3 结语

装配式建筑在我国具有极为广阔的发展前景，是城市建设、新农村建设中的重要建筑理念之一。一般的装配式建筑所使用的密封胶在环保性、力学性能、储存性能等方面存在缺陷。研究一种硅烷改性聚醚密封胶的制备方法，并对这种密封胶的性能优势进行分析，硅烷改性聚醚密封胶的综合性能尤其储存性能极为优异，在我国装配式建筑施工环节具有极强的应用前景。

【参考文献】

［1］ 徐尚仲，陈炳耀，姚荣茂，等.双组分硅烷改性聚醚密封胶的制备及研究［J］.粘接，2021，48（12）：12-15.

［2］ 刘菁，靖逸凡.圆锥壳体三维织物的织造及其性能［J］.棉纺织技术，2018，46（05）：37-40.

［3］ 赵婷玉，魏金石，钟正祥，等.PBO纤维增强有机硅压敏胶的制备及性能研究［J］.化学与粘合，2021，43（5）：319-322.

［4］ 王富奎.聚丙烯纤维改良多孔保温材料工程性能及微观机理研究［J］.合成材料老化与应用，2022，51（1）：73-75.

［5］ 房成，朱新宝，曹云峰，等.硅烷改性聚醚密封胶的研究和应用进展［J］.广州化工，2020，48（16）：1-4.

［6］ 许永现.装配式建筑用硅烷改性聚醚密封胶的制备［J］.中国建筑防水，2018，（17）：20-24.

［7］ 赵苗，吴玉昆，高之香，等.硅烷改性聚醚密封胶的研究进展［J］.粘接，2016，37（12）：59-62.

［8］ 胡家兵，顾本庆，张金龙，等.装配式建筑用硅烷改性聚醚密封胶的研究现状分析［J］.广州建筑，2022，50（3）：71-74.

［9］ 朱雪锋，张洪涛，周菊梅，等.装配式建筑用单组分硅烷改性聚醚密封胶的制备及其可涂饰性研究［J］.有机硅材料，2019，33（5）：360-364.

［10］ 马三磊，朱跃兴.装配式建筑安装施工技术应用与分析［J］.技术与市场，2022，29（7）：151-152.

［11］ 徐鹏，雷生，陈冬冬，等.装配式建筑用封浆料的制备及性能研究［J］.新型建筑材料，2021，48（11）：36-38.

［12］ 黄兴超，郑衍旭.绿色建筑材料在土木工程中的运用［J］.合成材料老化与应用，2022，51（2）：148-150.