本文摘自：《建筑幕墙创新与发展》未经许可不得转载
1. 前言
80年代初期，随着中国铝门窗产业的发展，建筑用密封胶产品开始进入中国。80年代中期以后，随着建筑幕墙技术的引入，硅酮胶产品开始在国内使用，产业逐步发展。建筑门窗（词条“建筑门窗”由行业大百科提供）幕墙用硅酮胶产品早期在中国完全依靠进口，中国在该领域的生产技术完全是空白，产品依赖进口，市场被外资企业所垄断。此时，一批国有和民营企业看到了硅酮胶市场前景，开始自行研发建筑门窗幕墙用硅酮胶，并在生产技术和生产装备国产化方面取得了突破。
进入2000年后，中国房地产经济蓬勃发展，国产建筑硅酮胶企业也抓住这一机遇迅速成长。特别是近年来，伴随着我国建筑业的持续高速发展，国内建筑硅酮胶制造业的迅速崛起，国内厂商的市场份额迅速扩大。随着行业的发展，国内硅酮胶生产企业数量飞速增加，目前已逾300家，但企业规模大小不一，产品质量参差不齐，销售量逐年增加，但产品销售利润却一再压缩，使得许多企业开始通过降低产品质量，甚至以次充好来追求利润，贴牌、乱加填料（词条“填料”由行业大百科提供）等不规范行为也越来越多，直接造成一些玻璃幕墙工程出现了玻璃坠落、中空玻璃“流泪”等情况，导致玻璃幕墙工程质量纠纷频发。此外，施工方对密封胶产品使用的误区以及部分施工单位“偷梁换柱”问题的存在都使得门窗幕墙工程质量堪忧。
本文拟通过化学分析的方法，建立解决目前门窗幕墙工程用硅酮胶常见的质量问题，为保障门窗幕墙工程质量提供测试方法支持。
2. 门窗幕墙用硅酮胶常见的质量问题
通过对门窗幕墙实际工程以及硅酮胶生产、销售、施工、使用等单位的调研，总结门窗幕墙用硅酮胶产品质量常见的问题，归纳如下：
(1) 早期选材错误。早期门窗幕墙的设计往往不被重视，或是设计人员因对高分子产品性能的不了解，以及对规范的不熟悉而导致没有给出正确的产品选择方案，导致门窗幕墙工程没有按照使用需求选择合适的密封胶产品。选材问题包括如何鉴别常见的几大类密封胶，包括：硅酮类、聚硫类、聚氨酯类。
(2) 产品质量问题。目前国内玻璃幕墙工程用胶质量良莠不齐，对于一个工程，存在先供应真胶，后供应假胶的做法;或是中标产品与后期供货产品质量差别较大的问题，给玻璃幕墙工程安全带来很大隐患。虽然，对于工程质量的监管各有关部门一再出台措施，但因为高分子材料的特殊性：使用前为未固化的半成品，使用之后变成固化的成品，且固化之后的密封胶在目前我国的标准规范中缺乏有效的检测方法。
(3) 密封胶产品标准多数依据美国标准的方法和参数设立，技术要求侧重物理力学性能的测试，基本不包括化学分析测试方法。然而，我国门窗幕墙工程的现状与发达国家还存在差距，社会诚信体系尚不健全，以次充好的情况依然存在。这些问题都对目前的测试方法提出挑战，为此，本文拟采用一些较常见的化学分析手段，以期解决门窗幕墙工程中存在的硅酮胶产品质量问题。
3. 分析测试及结果分析
3.1 红外光谱法
红外光谱测试是利用红外光谱对物质分子进行定性分析的一种常见测试方法，可用于鉴别化学物种。现行国家标准《红外光谱分析方法通则》GB/T 6040中5.2.5a ATR测定方法可用于密封胶产品的分析测试，通过红外光谱分析能够有效区分各种类密封胶产品。
图1硅酮胶红外光谱谱图
由图1可见，1262cm-1处为Si-CH3吸收峰，1082～1011cm-1处为Si-O-Si的伸缩振动吸收峰，2963cm-1为CH3的C-H非对称伸缩振动峰。以上特征峰可作为硅酮类密封胶的鉴别特征。
图2聚硫类密封胶红外光谱谱图
由图2可见，C-S键伸缩振动出现在742cm-1，1405~1115cm-1为与S相连的亚甲基-CH2-振动峰，1724,1283cm-1处为增塑剂中酯基吸收峰。以上特征峰可作为聚硫泪密封胶的鉴别特征。
图3聚氨酯类密封胶红外光谱谱图
聚氨酯类密封胶的氨基甲酸酯特征峰出现在1725cm-1(C=O)，由图3可见。
3.2 热重分析法
热重分析是指在程序控制温度下测量待测样品的质量与温度变化关系的一种热分析技术，可用来分析聚合物组分，是比较常用的分析测试手段。
图4硅酮结构胶热重分析谱图
图5透明硅酮胶热重分析谱图
我们选取了两款价格差别较大的市售硅酮结构胶和透明硅酮胶样品分别进行热重分析测试。图4和图5对比可见，透明胶样品中低沸点物质(如白油等)含量较大，约占16%，而硅酮结构胶中低沸点物质含量较低，约为3%。我们发现价格较低的硅酮胶产品中添加的易挥发物和填料较多，而价格最高、监管最严的硅酮结构胶产品则高分子主链的含量更大，产品物理力学性能和耐久性也更优异。热重分析法可用于实际工程中以次充好问题的初步鉴定，对热重分析谱图差异较小的硅酮胶产品，建议进一步进行元素分析进行鉴定。
3.3 元素分析法
元素分析是对已知样品进行具体元素的定量分析，除可测定C、H元素外，还可测得Si元素含量，可直接获得硅酮胶产品中硅元素的含量。我们选取不同厂家的硅酮结构胶产品以及同厂家的硅酮结构胶与硅酮耐候胶产品分别进行Si元素含量分析，分析测试结果如图6。由图6测试结果可见，不同厂家的硅酮结构胶产品所含Si元素存在差别，虽然仅相差不到2%，产品的型式检验结果也均合格，但Si元素含量的不同，导致实际生产成本上存在差别，因主链含量的差别，造成实际工程使用耐久性的差异。图7测试结果可见，同一厂家硅酮结构胶比硅酮耐候胶的Si元素含量高7.7个百分点，产品价格与产品性能的差异也较大，用途也不同。可见，元素分析测试方法对于鉴别硅酮胶产品优劣、产品配方变化等有重要的作用，可结合热重分析方法综合评价和鉴定。
图6 不同厂家硅酮密封胶的元素分析结果
图7 同一厂家硅酮结构胶与硅酮耐候胶元素分析的结果
4. 结论
通过以上门窗幕墙用密封胶问题的分析以及建立对应的可解决问题的分析测试方法，为保障门窗幕墙工程用胶的质量提供了可操作的检测鉴定方法。鉴于目前门窗幕墙实际存在的问题，以及后续质量纠纷的复杂程度，建议硅酮胶生产企业对不同批次不同配方的产品进行化学分析测试并留存谱图，同时，实际工程密封胶产品使用时也应进行化学分析测试并留存谱图。上述分析测试结果档案的建立将有助于产品质量问题的追溯，对保障门窗幕墙工程的质量具有重要的现实意义。
