国内硅酮密封胶的选择误区与安全危害

前言缩合型硅酮胶产品是以107胶为基础原料，其传统的生产工艺是使用二甲基二氯硅烷水解后的中间体，如水解物中分离出来的硅氧烷的混合环体(DMC)，经过催化剂聚合、降解、中和及脱低得到符合要求的107硅橡胶。近年来，建筑行业发展迅速，107胶作为硅酮胶产品的原胶，需求量也大大增加，它的市场竞争愈发的激烈，很多厂家为了降低生产成本，以二甲基二氯硅烷水解物(简称水解物)替代DMC来作为原料制备107胶。这种107胶的生产工艺较传统工艺，生产成本降低，一方面是水解物价格相对较低，一方面是减少了裂解、精馏等环节，降低了成本和能耗，因而它的市场售价也相对偏低。目前，国内硅酮胶产品市场竞争激烈，一些硅酮胶生产商为了在市场竞争中取得价格优势，选用此种生产工艺聚合生产的107胶作为基胶，甚至有的生产商直接以水解物作为主体聚合物制备硅酮胶产品，生产成本降低，使得目前市场上密封胶的价格一降再降。本文对国内市场销售的不同厂家的硅酮胶产品进行了热失重和红外光谱测试，并根据测试结果对硅酮胶产品的选用提出了合理化的建议。

1国内硅酮胶产品的现状以水解物为原料制备双组份硅酮胶样品(标记为1#)，从市场上索取的多个品牌的双组份硅酮中空玻璃胶和结构胶样品(标记为2#-5#)，分别对其进行红外、热失重的测试和表征，红外光谱分析：采用美国公司的红外光谱仪测试;热失重分析：采用美国公司的热重分析仪测试。按照GB/T31851—2015中的试验方法，对一双组份硅酮胶检测样品，利用红外光谱和热失重两种分析仪器联合进行鉴定，测得其含有白油(标记为充白油胶)。1.1不同硅酮胶样品的红外光谱分析对1#-5#硅酮胶样品进行红外测试，并与充白油胶样品的红外光谱进行对比，如图1所示。图1各硅酮胶样品和充白油胶样品的红外光谱

由图1可以看出，市售的硅酮胶样品2#-5#与水解物为原料制备的硅酮胶样品1#的谱线非常类似，主要吸收峰型基本一致，在2962cm-1处为-CH3的伸缩振动吸收峰，1259cm-1为-CH3的变形振动吸收峰，1000~1130cm-1为Si-O-Si的伸缩振动吸收峰，匹配度较高，说明1#-5#硅酮胶样品所含的官能团相同。而充白油胶样品的在红外谱图上显示了其特有的吸收峰，在2960cm-1为CH3的C-H键不对称伸缩振动峰，2924cm-1为CH2的C-H键不对称伸缩振动峰，2854cm-1为CH2的C-H键的对称伸缩振动峰，1466cm-1为CH2的变形振动或CH3的不对称变形振动峰。1.2不同硅酮胶样品的热失重分析以国内传统工艺生产的107胶、硅油为基本原料生产的双组份硅酮胶(标记为0#)，对0#-5#样品进行热失重测试，热失重曲线如图2。由图2可以看出，0#样品在250℃以上开始有明显失重，到600℃左右第I阶段失重结束，至800℃左右第II阶段失重结束。图2各硅酮胶样品的热失重曲线

从图2可以看出，索取的市售硅酮胶样品2#-5#与以水解物为原料制备的样品1#的热失重曲线相似，均在升温至(100-150)℃时就开始明显失重，远低于0#样品的250℃(发生明显质量损失的温度)，说明1#-5#样品中均含有不耐温的物质，造成其在(100-150)℃的低温区就开始出现质量损失，热稳定性能均较差。1.3讨论从图2可以看到，市售的部分厂家的硅酮胶产品，分解温度较低，会影响其老化性能，后期力学性能会衰减过快，造成密封胶使用寿命的缩短，影响在工程项目上使用的安全性。随着酮胶行业市场竞争的激烈化，一些硅酮胶生产商为了降低成本，从107胶、硅油入手，采用以水解物作为原料制备的107胶为硅酮胶产品的原胶，甚至有的生产商直接以水解物作为基胶。水解物价格偏低，以其为原料生产的107胶，生产中省去了裂解、精馏等环节，设备损耗少，市场价格低于传统工艺生产的107胶。但水解物是线性体和DMC的混合物，DMC又是D3、D4、D5、D6等多种环体的混合物，其质量不可控，以它为原料制备的107胶批次之间的质量差异较大。结合图2中1#样品的热失重曲线，它开始有明显质量损失的温度区间是(100-150)℃，远低于0#样品的250℃。而图1的红外光谱图又显示0#与1#样品两者之间的谱线非常相似，所含的官能团相同。0#与1#样品的官能团结构虽然相同，但1#样品的热稳定性明显较差，就如同是添加了“三聚氰胺的牛奶”，外观上看虽是牛奶，但危害性极大。

2不同硅酮胶样品与充白油胶样品的对比将按照GB/T31851—2015中的试验方法测得的充白油胶样品的热失重曲线与1#-5#样品的进行对比，如图3所示。图3各硅酮胶样品和充白油胶样品的热失重曲线

从图3上可以看出，1#-5#样品与充白油胶样品均在升温至100℃左右就开始出现明显失重，在低温区的质量损失曲线非常相似。1#-5#样品与充白油胶样品的失重速率在100℃左右就开始逐渐变大，表明它们的热稳定性能均极差。随着建筑门窗及幕墙的快速发展，新型、超高层建筑门窗及幕墙的逐步增多，对密封胶产品的质量要求越来越高，如欧洲标准ETAG002《结构密封胶装配体系欧盟技术认证指南》明确指出硅酮结构的使用寿命不低于25年;国内建工行业新标准G/T475-2015《建筑幕墙用硅酮结构密封胶》以及G/T471-2015《建筑门窗幕墙用中空玻璃弹性密封胶》中明确提出25年的质保要求;新修订的GB16776《建筑用硅酮结构密封胶》也提出了硅酮结构密封胶25年的质保要求，将在2021年全面实施;GB/T11944《中空玻璃》提出“中空玻璃的预期使用寿命至少应为15年”。而图3的热重结果表明索取的市售硅酮胶样品2#-5#的分解温度偏低，与白油胶相似，使用时存在挤出性好，以及柔软、弹性好的假象，但它们的耐老化性能差，随着时间的推移，会发生不可逆的体积收缩、硬化和开裂等问题，甚至出现脱粘等现象，对密封胶与基材的粘结产生很大影响。这类产品的使用寿命无法得到保障，无法满足目前建筑行业的产品质量要求，会带来严重的质量问题和安全隐患。

3结论目前部分市售的硅酮胶产品虽然价格低，但其与白油胶一样存在热分解温度偏低的现象，热稳定性能差，后期会暴露出一系列问题，如变硬、开裂、