1 硅酮膠在歐美
有機(jī)硅建筑密封膠(俗稱硅酮膠，下同)作為有機(jī)硅高分子材料的重要組成部份，它在室溫下無需加熱，光照或其他條件即可固化變?yōu)?a href='../../zsk/ct.asp?id=7503' target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>彈性橡膠，使用非常方便，除具有一般有機(jī)硅材料的耐高低溫、耐氣候老化、高電絕緣等優(yōu)異特性外，還具有對各類基材的粘結(jié)性好，抗變位能力強(qiáng)等特點(diǎn)，已發(fā)展成為現(xiàn)代建筑裝飾的重要密封材料，用戶可以根據(jù)不同用途選擇相應(yīng)類型的產(chǎn)品。
歐美發(fā)達(dá)國家在上世紀(jì)五十年代初就開發(fā)了雙組份硅酮密封膠產(chǎn)品用于建筑業(yè)，六十年代初有高性能單組份硅酮建筑密封膠出售，七十年代硅酮結(jié)構(gòu)密封膠首次用于全隱框玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)粘接裝配工程，到現(xiàn)在已實(shí)際投入使用超過40年，使用效果良好。在硅酮膠發(fā)展的同期，世界上還開發(fā)了其他幾種性能較好的密封膠，主要有聚硫、聚氨酯、丙烯酸型、丁基型等產(chǎn)品，但從綜合性能比較而言，硅酮密封膠最優(yōu)秀，使其成為玻璃幕墻中唯一使用的結(jié)構(gòu)、耐候密封膠品種。從使用量來看，國外由于硅酮密封膠售價(jià)要高于其他產(chǎn)品，故僅占有密封膠使用量的三分之一左右，但已出現(xiàn)逐步取代其他密封膠的趨勢，或者用普通的有機(jī)材料對有機(jī)硅高分子進(jìn)行改性制備具有相似性能并且成本較低的密封膠品種。國內(nèi)的情況則與之相反，除丙烯酸類密封膠價(jià)格比較低、使用量較大外，聚硫和硅酮價(jià)格接近，聚氨酯的價(jià)格反而比硅酮高，使得硅酮密封膠占據(jù)的市場份額超過了70%。國外硅酮膠經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在原材料及專用生產(chǎn)設(shè)備方面配套都非常好，已實(shí)現(xiàn)了大批量連續(xù)化生產(chǎn)，主要的生產(chǎn)商集中在全球幾大有機(jī)硅公司，大部分制造商的年產(chǎn)量超過萬噸，全世界的總產(chǎn)量超過600kt/a。
有機(jī)硅結(jié)構(gòu)密封膠在建筑裝飾行業(yè)俗稱為硅酮結(jié)構(gòu)膠(下同)，作為室溫固化(RTV)硅橡膠中的重要組成部分，在室溫下無需加熱，光照或其他特殊條件即可固化為彈性體，使用十分方便，按固化方式它又分為單組分(RTV-1)和雙組分(RTV-2)兩大類，其中RTV-1主要用于小型幕墻和現(xiàn)場施工，RTV-2主要用于大型幕墻施工。硅酮結(jié)構(gòu)膠除了具有有機(jī)硅材料的耐高低溫，耐氣候老化以及耐臭氧等顯著特點(diǎn)外，還具有對多種基材的粘接性好，抗位移能力強(qiáng)等特點(diǎn)，成為隱框幕墻關(guān)鍵的也是唯一的結(jié)構(gòu)粘接密封材料，既具有使建筑內(nèi)部與外界完全隔開的密封性能，同時(shí)又將玻璃等裝飾板片牢固地粘接在與建筑物連為一體的金屬骨架上，將玻璃等承受的永久荷載(自重)、風(fēng)荷載、熱變形，地震作用等傳遞到骨架及建筑主體結(jié)構(gòu)，由于硅酮結(jié)構(gòu)膠本身具有很好的彈性變形能力，使得建筑物主體與裝飾玻璃板片間形成彈性連接，大大減少了地震和颶風(fēng)等自然災(zāi)害的破壞程度，這是隱框幕墻具有的非常顯著的優(yōu)點(diǎn)。
在上世紀(jì)六十年代末，硅酮結(jié)構(gòu)膠開始在建筑物門廳或大堂、鋪面的落地玻璃的安裝中使用，它實(shí)際上是一種半隱框玻璃幕墻，在1970年開始用于鋁合金半隱框玻璃幕墻。1971年產(chǎn)生了第一個(gè)由硅酮結(jié)構(gòu)膠裝配的全隱框鋁合金玻璃幕墻，1976年硅酮結(jié)構(gòu)膠用于半隱框中空玻璃幕墻，1978年用于全隱框中空玻璃幕墻。從此，硅酮結(jié)構(gòu)膠開始在歐美，亞洲及全世界的隱框、半隱框玻璃幕墻中大量使用。
雖然全隱框玻璃幕墻與半隱框和明框幕墻及其他結(jié)構(gòu)相比，抗震及抗臺風(fēng)等性能更為優(yōu)越，但由于其沒有機(jī)械固定裝置，因此比其他裝飾結(jié)構(gòu)具有更大的安全風(fēng)險(xiǎn)。人們對硅酮結(jié)構(gòu)膠的耐久性給予了極大的關(guān)注，許多學(xué)者也進(jìn)行了大量的人工加速老化試驗(yàn)，得出的結(jié)論是硅酮結(jié)構(gòu)膠在30年內(nèi)的性能基本保持不變，20年人工自然暴曬試驗(yàn)也證明硅酮結(jié)構(gòu)膠性能變化很小，但這些試驗(yàn)的結(jié)果卻無法給玻璃幕墻的壽命下準(zhǔn)確結(jié)論，因?yàn)樯婕暗囊蛩靥啵缃Y(jié)構(gòu)膠在實(shí)際使用過程中的受力狀態(tài)與試驗(yàn)條件完全不同，所用的鋁材與氧化膜粘接強(qiáng)度是否足夠大并保持不變，鍍膜玻璃與鍍膜的附著力大小，打膠操作工人的熟練程度等等不確定因素。到目前為止，對用硅酮結(jié)構(gòu)粘接密封的全隱框玻璃幕墻的安全壽命的權(quán)威性說法是第一個(gè)幕墻有30年的歷史而沒有出現(xiàn)任何問題，全世界的玻璃幕墻也沒有因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)膠的原因而發(fā)生重大安全事故，用戶應(yīng)該采用被證明過的材料和技術(shù)工藝，在幕墻的制作和安裝過程中要有好的質(zhì)量控制程序，并在以前SSG系統(tǒng)成功使用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上來設(shè)計(jì)和使用幕墻。本文作者2002年到美國Florida 參加ASTM會議時(shí)親自去全世界第一座中空玻璃幕墻建筑考察，該樓于1978年建成，所處的環(huán)境比較惡劣，到現(xiàn)在有30多年的使用歷史，仍然保持良好狀態(tài)。
2 硅酮膠在中國
中國的有機(jī)硅工業(yè)發(fā)源地在四川，原化工部晨光化工研究院在偏僻的富順縣從1960’s中后期開始進(jìn)行有機(jī)硅原材料和后加工產(chǎn)品的攻關(guān)和開發(fā)，為我國的導(dǎo)彈衛(wèi)星和尖端武器提供了必不可少的高性能有機(jī)硅材料，也為今天國內(nèi)有機(jī)硅單體工業(yè)及后加工產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展貢獻(xiàn)了基礎(chǔ)性技術(shù)與工藝。硅酮膠的發(fā)源地同樣是在四川，1970’s晨光化工研究院為我國人造衛(wèi)星太陽能電池板開發(fā)了高性能的有機(jī)硅粘結(jié)劑，它就是現(xiàn)代硅酮建筑結(jié)構(gòu)膠的前身。1980’s晨光化工研究院承擔(dān)了國家“七五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，進(jìn)行硅酮建筑密封膠的開發(fā)，并向四川、江蘇、廣東等地的三家企業(yè)進(jìn)行了技術(shù)轉(zhuǎn)讓，從1990’s開始為硅酮膠的工業(yè)化生產(chǎn)而專門設(shè)計(jì)生產(chǎn)了200升、500升和1000升真空行星攪拌混合機(jī)，沒有這樣的專用設(shè)備，或采用價(jià)格高出5-10倍的進(jìn)口同類設(shè)備，無法使國內(nèi)企業(yè)形成競爭力。所有這些工作為我國的硅酮膠大批量工業(yè)化生產(chǎn)創(chuàng)造了必要條件。四川在為國內(nèi)企業(yè)提供硅酮膠技術(shù)與設(shè)備的同時(shí)還及時(shí)輸出人才，他們在沿海企業(yè)貢獻(xiàn)了自己的艱苦努力和智慧，幫助這些企業(yè)實(shí)現(xiàn)了我國硅酮膠的大批量生產(chǎn)銷售和出口，使得我國成為世界硅酮膠的重要生產(chǎn)基地。
國內(nèi)硅酮膠的開發(fā)雖然工作始于上世紀(jì)六十年代，但主要用于國防工業(yè)，到八十年代開始轉(zhuǎn)向民用，但由于條件的限制，并沒有大量的產(chǎn)品投放市場。進(jìn)入1990’s后，開發(fā)速度明顯加快，廣東南海嘉美公司在1993年建成了第一條4000t/a酸性膠生產(chǎn)線，首次實(shí)現(xiàn)了我國硅酮膠的大批量國產(chǎn)化，現(xiàn)在國內(nèi)擁有20kt/a的生產(chǎn)線的硅酮膠生產(chǎn)企業(yè)超過十五家，全國目前大大小小的硅酮膠企業(yè)超過150家，生產(chǎn)能力超過500kt，實(shí)際年產(chǎn)量已超過400kt。由于主要原材料已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，國產(chǎn)產(chǎn)品在生產(chǎn)和使用數(shù)量方面已大大超過進(jìn)口產(chǎn)品,國內(nèi)已有不少公司的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了大批量出口。國內(nèi)酸性膠生產(chǎn)方面有一個(gè)相當(dāng)嚴(yán)重的問題就是有部分生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量十分低下，它們?yōu)榱私档统杀荆谏a(chǎn)配方中大量使用廉價(jià)的礦物油。添加少量高質(zhì)量的烷烴油可以部分降低成本而不至于大大降低產(chǎn)品的質(zhì)量，但若使用過量的礦物油將使產(chǎn)品出現(xiàn)不能完全固化，顏色變化很大，滲油嚴(yán)重等一系列問題;就是這些質(zhì)量低劣的廉價(jià)產(chǎn)品導(dǎo)致市場價(jià)格進(jìn)入了極度惡性的競爭，隨著有機(jī)硅原材料價(jià)格的大幅下降和消費(fèi)水平的提高，此種現(xiàn)象近幾年有所減少，但仍然有不少偽劣產(chǎn)品充斥市場。在中性膠的開發(fā)生產(chǎn)方面，國內(nèi)已有數(shù)幾十個(gè)單位的批量產(chǎn)品投放市場;與進(jìn)口產(chǎn)品相比，質(zhì)量相當(dāng)，但價(jià)格則有競爭優(yōu)勢，故國內(nèi)產(chǎn)品已占到市場的主要份額，總產(chǎn)量超過300kt/a的水平;不少企業(yè)推出的功能性產(chǎn)品和耐候膠已完全能取代進(jìn)口產(chǎn)品，而且價(jià)格比較低。
我國在上世紀(jì)八十年代初從北京長城飯店安裝第一幅玻璃幕墻開始使用硅酮結(jié)構(gòu)膠產(chǎn)品，進(jìn)入九十年代開始大量使用硅酮結(jié)構(gòu)膠粘接密封全隱框和半隱框幕墻，九十年代先后落成的國內(nèi)最高的深圳地王大廈，廣州中信廣場和上海金茂大廈，均采用了隱框或半隱框玻璃幕墻，所使用的硅酮結(jié)構(gòu)膠全部是進(jìn)口產(chǎn)品。美國Dow Corning 的DC-795(單組分)，983(雙組分);GE公司的SSG4000(單組分)，SSG4400(雙組分)長期以來一直占據(jù)了國內(nèi)市場的主要份額，直到1998年這種局面才被打破，部分本國產(chǎn)品開始批量進(jìn)入市場。由于玻璃幕墻涉及到人們的生命安全，國家專門制訂了硅酮結(jié)構(gòu)膠強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB16776，并由原國家經(jīng)貿(mào)委牽頭成立的專門領(lǐng)導(dǎo)小組根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)對國內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)和產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)認(rèn)定制度，1998年首批通過生產(chǎn)認(rèn)定有三個(gè)企業(yè)的四個(gè)產(chǎn)品，而原來在國內(nèi)廣泛使用的幾個(gè)國外產(chǎn)品由于不符合強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)而被禁止使用。隨著2002年國家政策的調(diào)整，這種認(rèn)定改由專門協(xié)會進(jìn)行，到目前為止，經(jīng)認(rèn)定的硅酮結(jié)構(gòu)膠國內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)超過五十家、產(chǎn)品牌號超過100個(gè)，從近幾年國家法定檢測機(jī)構(gòu)對國內(nèi)外認(rèn)定產(chǎn)品的抽樣檢測結(jié)果可以看出，進(jìn)口產(chǎn)品之間的質(zhì)量相差比較遠(yuǎn)，國產(chǎn)產(chǎn)品之間也有較大差別，幾個(gè)著名廠家的產(chǎn)品在各項(xiàng)性能指標(biāo)特別是在拉伸粘接強(qiáng)度方面比許多進(jìn)口產(chǎn)品要好，國產(chǎn)硅酮結(jié)構(gòu)膠應(yīng)用已由小型幕墻工程發(fā)展到大型和超大型幕墻工程，使用效果良好。上世紀(jì)九十年代末廣州新白云國際機(jī)場，廣州會展中心，深圳會展中心等超大型幕墻建筑均采用了國產(chǎn)硅酮結(jié)構(gòu)膠產(chǎn)品。北京2008年奧運(yùn)會大部分比賽場館和上海世博會大部分場館主要采用國內(nèi)硅酮膠產(chǎn)品，高度超過100層的廣州國際金融中心(簡稱西塔)也成功使用了國產(chǎn)品牌，國產(chǎn)產(chǎn)品的市場占有率以從零迅速上升到70%左右，現(xiàn)在已大大超過國外品牌而占據(jù)國內(nèi)市場的主要份額。所有這些充分說明了我國在硅酮結(jié)構(gòu)膠這一高技術(shù)產(chǎn)品領(lǐng)域的迅速崛起。隨著我國大型幕墻公司的成長，在國外承建了不少大型幕墻項(xiàng)目，國產(chǎn)硅酮幕墻膠產(chǎn)品也作為配套材料源源不斷進(jìn)入國際市場，世界最高的建筑迪拜哈利法塔也是采用中國的硅酮幕墻產(chǎn)品，充分說明我國企業(yè)生產(chǎn)的硅酮幕墻膠產(chǎn)品具有世界一流水平，其他硅酮膠產(chǎn)品也憑借價(jià)廉物美占據(jù)了全球40%以上的份額!
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