装配式建筑外墙接缝防水密封胶的制备与性能研究

孔露露

摘要：装配式建筑對建筑行业的发展有一定促进作用，而且装配式建筑具有施工更加简单、周期更快、成本较低等优势，应用于当前快速发展的社会有助于提高国民经济发展。但是装配式建筑外墙中存在各种接缝，必须对其进行密封处理，不然会影响建筑的耐久性和外观，所以防水密封胶的性能对装配式建筑外墙接缝的影响至关重要，为了得到一种性能优异的防水密封胶，文章通过实验研究的方式制备了一种防水密封胶，其中使用硅烷改性聚醚作为基础材料，然后分析不同类型材料对密封胶性能的影响，选择最为合适的偶联剂类型、催化剂类型、填料类型等材料构成密封胶的组成材料，最后对制备的防水密封胶进行性能分析，结果表明文章制备的防水密封胶具有低模量、高弹性恢复率和高断裂伸长率等优势。所以文章所制备的防水密封胶能够在装配式建筑外墙接缝中发挥重要防水密封处理。

关键词：装配式建筑;防水密封胶;制备;性能

中图分类号：TQ436⁺.6;TU756 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）02-0028-05

装配式建筑是将预制好的构件进行拼装而成，其中会使用到部分的浇筑作业，所以在拼接过程中必然会存在一定的拼接缝，需要对其进行密封处理。密封胶的性能就直接决定着装配式建筑的密封防水效果。对于装配式建筑来讲，如果密封防水工作没有做好，建筑的质量和外观都会受到严重影响，而且还会增加维修费用，所以一定要选择性能较强的密封胶应用于装配式建筑中翻。当前，在装配式建筑中使用的密封胶种类有硅烷改性聚醚胶、聚氨酯和硅酮等，其中硅烷改性聚醚密封胶的研究已经有40年左右，在如本的装配式建筑中使用较为频繁。该类型的密封胶防水效果好，具有较好的耐久性、抗变形能力、粘接强度等优势，而且这种密封胶还属于环保材料，并且易于施工。但是当前，我国使用该类型的密封胶比较少见。所以文章将通过实验分析的方式制备一种新型防水密封胶，将端硅烷改性聚醚作为基础聚合物，添加不同的助剂，提高防水密封胶的使用性能。

1实验部分

1.1实验材料

实验所需要的主要材料：硅烷改性聚醚、改性纳米碳酸钙、紫外吸收剂、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、改性氢化蓖麻油、重质碳酸钙、辛酸亚锡T-9、聚酰胺蜡等。其中硅烷改性聚醚的结构如图1所示。

实验所需要的主要仪器：高速分散机。

1.2双组份硅烷改性聚醚密封胶的基础配方

表1即为基础配方，表中的A组分和B组分可以根据实际施工进行调整。

1.3密封胶样本制作方式和实验参考标准

密封胶样本制作方式存在两种不同组分制备，其中A组分的制备方式是将硅烷改性聚醚、触变剂、增塑剂和填料放人到高速分散剂中进行分散作用，其分散时间设置为1h，在分散过程中不需要对其进行加热，因为在分散过程中会自动产生很多热量，温度不能过高，所以需要在夹套中加入冷水目的在于将温度控制在大致70℃。另外一个组分的制备方式是将增塑剂、催化剂和填料放人到高速分散机中进行分散1h。两种组分的制备方式中主要区别在于添加的原材料不同。

在对样本进行性能测试时依据的参考标准为GB/T14683《硅酮建筑密封胶》和GB/T16776《建筑用硅酮结构密封胶》。

2实验结果和讨论

2.1端硅烷改性聚醚种类对防水密封胶性能的影响

作为防水密封胶的重要组成材料，不同种类的端硅烷改性聚醚必然会影响到密封胶的性能。于是实验分析了表2所示的4种聚合物对密封胶性能的影响，实验结果如表2所示。

将防水密封胶应用于装配式建筑外墙接缝中时，要求具有较高的断裂伸长率，表干时间在3～8h比较合适，弹性恢复率要大于80%，另外还有具有低模量和良好的消粘情况。于是可以根据表2中4种不同聚合物进行对比，发现$203H作为防水密封胶的材料，其消粘时间过长，另外其弹性恢复率也不满足要求;$303H和SAX260分别作为防水密封胶的材料，具有非常高的强度，所以可以将其应用到汽车、集装箱等需要高强度胶的场合中更加合适;所以$810在这4种硅烷改性聚醚中作为防水密封胶的基础材料最为合适。

2.2增塑剂对防水密封胶性能的影响

实验分析3种不同增塑剂对密封胶性能影响，这3种增塑剂的种类、实验结果如表3所示，其中溶胀率的大小用来表示增塑剂的相容性。从表中可以看出，相比于DINP和DIDP增塑剂，PPG-3000类型的增塑剂具有更好的拉伸强度和断裂伸长率，并且其他方面的性能也比较好，所以暂时选择PPG-3000增塑剂作为密封胶的原料之一。然后在该实验的基础之上，再分析DOP、DINCH和PPG-3000作为增塑剂对密封胶的性能影响，结果如表4所示，从表中可以看出，PPG-3000作为密封胶的增塑剂使得密封胶具有更好的断裂伸长率和拉伸强度，分析这种原因，可能是该类型增塑剂中存在很多活性羟基，而且该材料与硅烷改性聚醚具有更好的相容性，所以使用该材料作为增塑剂有利于提高密封胶的综合性能。

2.3填料对防水密封胶性能的影响

防水密封胶中使用的填料种类比较多，根据填料的使用要求进行分类，可以分为纳米碳酸钙、白炭黑、有机蒙脱土、重质碳酸钙、炭黑、MQ硅树脂等。由于文章所研究的防水密封胶需要具备低模量特征，所以文章选择碳酸钙作为填料。实验分析了几种填料对密封胶性能的影响，其影响结果如表5所示。

从表5中可以看出，CCS-25类型的填料其补强效果最好，其次就是CCS-18，CCS-25+重钙这种填料虽然达到了高伸长率和低模量，但是弹性恢复率比较低，重钙几乎没有补强效果，CCS-25+CCS-18作为填料，提高了密封胶的综合性能，所以文章将其作为防水密封胶的填料。

2.4触变剂对防水密封胶性能的影响

在防水密封胶中使用触变剂的主要目的在于可以改善其流变性能。使用不同类型触变剂就会得到不同性能的密封胶，于是文章为了得到综合性能更好的密封胶，对常用的两种类型触变剂进行了实验研究，最后得到的实验结果如表6所示。从表中可以看出，这两种类型的触变剂在使用过程中都能够较好的改善密封胶的触变性，而且不会较大程度的影响到密封胶的强度。但是使用这两中触变剂也会存在区别，比如其中使用氢化蓖麻油会较大程度增加黏稠度，而且还会存在结晶反粗现象，所以使用该触变剂不利于密封胶的制备。所以文章选择另外一种触变剂即聚酰胺蜡，从表6中可以看出，使用该材料能够提高防水密封胶的综合性能。在使用该材料时需要注意需要增加一定温度才能够使得聚酰胺蜡活化，但是也不用特意增加其他温度，因为在高速分散过程中就会自动产生较大热量。

2.5偶聯剂对防水密封胶性能的影响

防水密封胶中使用偶联剂有助于提高其交联密度，而且能够在密封胶和基材之间形成一种桥梁的作用。所以文章对几种不同类型的偶联剂进行分析，研究哪种偶联剂最有利于提高密封胶的综合性能。实验结果如表7所示，从表中可以看出，根据装配式建筑外墙接缝使用防水密封胶的需求可知，使用KH-792+A118作为密封胶的偶联剂更有助于提高其综合性能，此时的断裂伸长率达到最大，即使用该材料更加合适。

2.6催化剂对防水密封胶性能的影响

文章对几种不同类型催化剂对密封胶性能的影响进行分析，实验结果如表8所示，从表中可以看出，仅仅只是用一种有机锡类催化剂，最后所制得的防水密封胶就算增加固化时间，其表面都会存在一层不固化、不表干、不消粘的湿胶，即使获得的防水密封胶的模量满足要求，但是也不能应用于装配式建筑外墙接缝处理中。另外一种螯合锡作为催化剂，其活性强度更高，可以避免产生湿胶，但是其固化时间太快，于是在应用过程中就会很难进行控制，另外制备的防水密封胶其模量比较高，所以也不适合作为催化剂。而十二胺催化剂的活性过低，使得密封胶的固定时间较长，也不适合于作为催化剂。另外两种有机锡和十二胺配合使用作为催化剂均能够提高防水密封胶的综合性能，然而这两种催化剂的添加量相同时，十二胺和辛酸亚锡作为催化剂制备的防水密封胶具有更好的弹性恢复率和消粘状况，所以为了得到性能更好的防水密封胶，文章选择十二胺和辛酸亚锡作为密封胶的催化剂。

3防水密封胶的综合性能

通过上述实验分析，分析了防水密封胶中的原料类型对其性能的影响。于是选择合适的材料作为制备防水密封胶的材料，所研究的新型防水密封胶的各种性能如表9所示。从表中可以看出，文章所制备的防水密封胶具有低模量、高断裂伸长率、高弹性恢复率等优势，而且还可以根据不同需求决定防水密封胶的颜色，所以该防水密封胶能够在装配式建筑外墙接缝处理中发挥较好的使用效果，能够实现接缝的密封防水处理，并且具有一定的耐久性。从表中可以看出，文章制备的防水密封胶的断裂拉伸强度为1.05MPa，弹性恢复率为89%，断裂伸长率为950%，定伸模量为0.3MPa，这些指标都能够满足装配式建筑中使用密封胶的性能要求。

4结语

密封胶的性能直接决定着装配式建筑外墙接缝的的防水密封效果，文章为了得到综合性能更好的防水密封胶，将端硅烷改性聚醚$810作为防水密封胶的基础材料，然后选择的填料为CCS-18+CCS-25、偶联剂为KH-792+A118、增塑剂为PPG-3000、触变剂为聚酰胺蜡、催化剂为十二胺+辛酸亚锡，最后制备的防水密封胶具有优异性能，比如低模量、高弹性恢复率和高断裂伸长率等，能够满足装配式建筑外墙接缝用密封胶的性能要求。但是在使用该防水密封胶时，其粘接性能不够强大，所以为了提高其应用效果，需要采用配套专用的底涂更加合适，能够提高外墙接缝的密封方式效果。