建筑密封胶产品概述及生产技术发展趋势分析

第一节 产品定义及发展历程

1、定义

建筑密封胶是指能承受接缝位移以达到气密、水密目的而嵌入建筑接缝中的弹性密封材料。建筑密封胶大都属于合成胶粘剂，在建筑工程过程中，是用于每个建筑单元之间接缝的密封填充材料，保证建筑单元接缝具有良好的密封性。

建筑密封胶产品包括：硅酮、聚氨酯、聚硫、丙烯酸、丁基、沥青及油性树脂改性产品等。其中硅酮、聚硫、聚氨酯三大室温固化弹性密封胶在我国应用最广泛，尤其是硅酮密封胶产品。

2、发展历程

建筑用聚硫密封胶早在20世纪60年代应用于飞机、航空等领域的耐油、耐溶剂方面的粘接密封，在80年代在我国也应用于建筑接缝的密封，由于原料的生产成本过高，目前已基本被硅酮产品取代。但是聚硫密封胶具有良好的防透气性能和耐油、耐溶剂的特性，仍广泛应用于中空玻璃的制造，部分用于建筑接缝污水、垃圾场、储油结构和钢结构防腐密封等。

随着城市建筑现代化，建筑设计施工技术进步，装修档次不断提高，建筑密封胶在建筑工程和家庭装修中的消费量迅速增长，有力地推动着密封胶产业发展。特别是20世纪90年代以后，密封胶成为幕墙结构粘结装配用结构材料，国家在多年攻关计划中，相继列入中空玻璃密封胶、建筑用中高低模量硅酮密封胶、密封胶生产专用设备和产品标准化等项目，国家和企业逐渐加大此方面投入，形成以聚氨酯、聚硫、丙烯酸、硅酮等密封胶为主体的新兴产业。

第二节 产品特点及应用领域分析

1、产品特点

建筑密封胶作为建筑工程中的功能性材料，对其有建筑密封、防水、隔音、节能、防腐蚀、防污染、防火、装饰、结构弹性联接、结构安全耐久等功能。

硅酮类密封胶由于其特殊的分子结构，其分子结构兼备无机和有机两类聚合物的特性。硅酮胶的原胶是由Si-O为主链的聚合体。其键能为106Kcal/mol，而通常的高分子材料的C-O和C-C键能均较小，分别为80和85.2cal/mol，换言之，若打断Si-O化学键，必然需要较高的能量，因此硅酮胶稳定，具有超群的抗UV、耐臭氧、耐气候老化、耐温性和单组分、双组分多种形式应用的特点，同时可以根据建筑的需要制造出不同性能要求的产品，尤其在隐框玻璃幕墙的结构粘结应用中是其它材料无可取代的。

聚硫密封胶分子主链上含有硫原子，能在常温甚至-10℃硫化，硫化产品收缩性很少，制成的密封胶对各种被粘物有良好的粘接性，耐臭氧、耐侯性好、耐油性好、湿、气透过性低，尤其是具有长期耐水性，因而是防水密封胶的理想材料。液态聚硫橡胶的硫醇端基的化学性质比较活泼，在常温下可以和许多金属氧化物、金属过氧化物、无机氧化剂和有机过氧化物发上氧化反应，硫醇端基经过氧化反应生成二硫键，形成高分子量的小脚弹性体。

聚氨酯分子结构的多样性，可以制造模量范围很宽的不同产品，适用于很多材料的粘结。又由于其具有柔性的分子链，它的耐震动性和疲劳性能很好，特别适合不同材料的粘结及对柔性材料的粘结，并且还有非常优异的耐低温性能。

2、应用领域

1）作密封、堵塞防漏及防风雨用途，室内室外两者皆宜(室内效果更佳)，防渗防漏效果显著。

2）各种幕墙耐候密封，特别推荐用于玻璃幕墙、铝塑板幕墙、石材干挂的耐候密封；金属、玻璃、铝材、瓷砖、有机玻璃、镀膜玻璃间的接缝密封；混凝土、水泥、砖石、岩石、大理石、钢材、木材、阳极处理铝材及涂漆铝材表面的接缝密封。

3）玻璃幕墙的金属和玻璃间结构或非结构性粘合装配。它能将玻璃直接和金属构件表面连接构成单一装配组件，满足全隐或半隐框的幕墙设计要求。中空玻璃的结构性粘接密封。

第三节 产业链概述

一、在产业链中的位置

我国建筑密封胶行业现已步入发展快车道，不仅用量猛增，品种也日趋完善；不仅满足建筑业不断增长的需求，而且促进了中空玻璃、玻璃幕墙、外挂墙板及金属框架粘结结构等建筑新产品、新结构、新技术的发展。

建筑密封胶是建筑防水工程的重要材料，我国由于建筑结构设计技术进步和新型建材应用，建筑接缝密封问题日益突出，接缝不密封处理或密封设计施工不当，已成为渗漏的一个重要原因。据统计，近年来建筑工程质量投诉50％涉及渗漏，其中外墙渗漏尤为突出，约占40％，这个问题已引起建筑防水业内人士的关注。外墙接缝必须用高功能的耐侯性密封胶嵌填密封，变形缝、伸缩缝必须用抗位移能力优良的高档密封胶，这一需求对建筑密封胶的品质提出了越来越高的要求。

彩色钢板在我国越来越多地用于屋面和建筑外墙，按规范规定板缝防水、防腐都必须密封，每平方米消耗密封胶一般不少于0.5千克，按照该类型建筑实用板面积计算，总用胶量应当在2万吨／年以上。但由于目前缺乏功能适用的密封胶建筑密封胶，此方面用量远未达到设计水平，严重制约了建筑的使用寿命和功能质量。

我国幕墙技术已逐步完善和成熟。当前，外挂墙板用结构密封胶与金属框架粘结密封施工（SSG法）建筑逐渐增多，幕墙工程量已居世界首位，年竣工面积超过500万平方米。外挂幕墙板已从玻璃（包括中空玻璃）扩大到金属板、石板及复合板材，对硅酮、聚氨酯、聚硫等高档密封胶提出多种多样的要求。该用途的建筑密封胶需求量很大，有力拉动以硅酮为主的密封胶和结构密封胶的开发和生产。

此外，随着我国居民生活水平的提高，建筑装饰消费比例扩大，已达到工程造价的30％～40％。城市居室中，门窗、厨房和厕浴间装修消费的密封胶显著增加，建筑密封胶消费已稳步进入家庭，推动着零售量增长。所以，住宅装饰装修已成为值得注意的消费热点。而且随着人们对建筑舒适、节能、防火、防霉、环保要求的不断提高，对各种功能产品的需求将逐渐增长，新包装、使用方便的此类产品必会受到大众的青睐。

二、相关行业简述

建筑行业就是一个围绕建筑的设计、施工、装修、管理而展开的行业，包括建筑业本身及与之相关的装潢、装修等等。

城市建筑是构成城市的一个重要部分，而建筑不仅仅只是一个供人们住宿休息，娱乐消遣的人工作品，它从很大的方面上与我们的经济，文化，生活相关联。在今天，城市建筑以其独特的方式传承着文化，散播着生活的韵味，不断地渗透进人们的日常生活中，为人们营造一个和谐和安宁的精神家园。现在国家处于建设阶段，建筑行业的发展来势迅猛，如火如荼，遍及全国各个区域，建筑风格新颖多样，尤其是一些公共建筑，以其独特的造型和结构彰显出城市特有的个性与风采，也因此而成为了一个城市的地标性建筑物，成为了该地区经济与文化的象征，也为市民提供了审美的空间，创造了畅想的载体。

建筑业是国民经济的重要物质生产部门，它与整个国家经济的发展、人民生活的改善有着密切的关系。新世纪以来，中国宏观经济步入新一轮景气周期，与建筑业密切相关的全社会固定资产投资（FAI）总额增速持续在15%以上的高位运行，导致建筑业总产值及利润总额增速也在20%的高位波动。

未来50年，中国城市化率将提高到76%以上，城市对整个国民经济的贡献率将达到95%以上。都市圈、城市群、城市带和中心城市的发展预示了中国城市化进程的高速起飞，也预示了建筑业更广阔的市场即将到来。

第四节 产品生产技术发展现状

随着我国建筑业的迅猛发展，玻璃幕墙，金属板幕墙，石材幕墙等建筑外围护结构被广泛采用，中性硅酮建筑密封胶是各类建筑幕墙的关键配套材料，其主要作用是结构粘结。硅酮结构密封胶粘结装配的外墙围护结构是近代建筑技术的代表近年来随着我国结构胶相关技术的突破促进了建筑硅酮密封胶产业的壮大有力地支持了建筑幕墙的发展。

同建筑密封胶初期发展相比，多数生产建筑密封胶的的企业已完成原始积累，通过自我发展形成了产品研发和售后技术服务专业队伍。目前，特别是销售过亿的企业，更加重视技术的投入，对建筑密封胶的聚合物合成、物料混合、脱水、细化、均化、拼混和产品密封罐装等过程进行技术改造，已由最初的小容量、间歇式单机搅拌生产，发展到大型真空捏合行星搅拌，直至能够合并多过程的连续化、自动化生产模式。有些技术装备达到国际先进水平。生产技术进步有力保证了产品稳定和成本下降。在不断扩大国内市场的同时，产皮已开始进入国际市场。

第五节 产品生产工艺特点或流程

建筑密封胶主要分为有机硅型、聚氨酯型、聚丙烯酸型、聚硫型等，下面以应用最为广泛的硅酮密封胶产品说明。

1、配方组成

硅酮建筑密封胶配方组成

1）所有硅酮建筑密封胶的配方中必须含有四种组分:羟基封端的聚硅氧烷、交联剂、填料、催化剂,其它组分根据需要添加,如粘结促进剂、硫化促进剂、增塑剂、触变剂、羟基清除剂、防霉剂、阻燃剂、耐热添加剂、防锈剂等。

2）羟基硅氧烷和填料SiO2的羟基含量一般需要知道,交联剂的用量可以根据该羟基含量和物料中的水含量决定,一般它们的摩尔比大于1.2,最好为1.3～2.5之间。所以配方中的交联剂用量并不是固定的,而是根据实际情况确定的。

3）用于密封胶的补强填料和增量填料很多,但对水含量、平均粒径应严格控制,而且需要作表面处理。从补强性和触变性考虑,可用气相SiO2和轻质CaCO3;从增量考虑,可用重质CaCO3、石英粉、硅藻土、高岭土等;从耐油性考虑,可用碳酸锌、氧化锌、氧化镁、钛白粉、氧化铁等。

2、配制工艺

硅酮建筑密封胶在配制过程中,必须严格控制各组分的含水量,并在干燥的环境中进行。在工业生产中使用的主要设备有捏合机、高速搅拌器、行星式搅拌器、三辊研磨机、静态混合器、单螺杆或双螺杆混炼挤出机及包装机等。可以采用间歇生产法,但在大规模生产中多采用连续生产法。间歇法生产的主要设备是行星式搅拌器或蝶型分散机,连续法生产的主要设备是双螺杆混炼挤出机或静态混合器。
首先在高速搅拌器中,基料与增塑剂及填料混合,搅拌转速300～1000 rpm ,混合温度为100 ℃左右;然后将配好的胶料由泵输送到减压状态捏合机中,添加交联剂,使其充分反应;再将其进入双螺杆混炼挤出机,加入助剂和催化剂以及其它添加剂,混合后连续进入混合器中脱气后包装得成品。

硅酮建筑密封胶配方配制工艺流程

1）关于投料顺序,一般先加入基料、填料和增塑剂,然后加入交联剂,最后加入催化剂和其它助剂。但是填料和增塑剂也可以加入交联剂后再加入,其中填料如果分多次加入,会提高其补强效果。为了使反应更完全,交联剂也可以分多次加入。

2）关于反应温度,一般先在大于100 ℃下混合基料和填料,尽可能混合均匀并除去其中的水份,温度太高可能下一步与交联剂、催化剂混合时发生凝胶化;而交联剂和催化剂的加入要在较低的温度下进行,一般低于50 ℃。

第六节 国内外生产技术发展趋势分析

近年来,国内硅酮建筑密封胶的龙头生产企业,在引进国家有机硅工程中心中性硅酮建筑密封胶的中试生产技术的基础上进行了系列产品的开发工作。随着国内外生产技术的不断创新，建筑密封胶生产将会实现自动化生产，改变换罐式间歇法的生产工艺和手控计量调节装置。未来国内市场竞争的对手，主要来自国外的同行。表现在产品挡次、外观、包装和综合物性的长期稳定可靠，并为客户做好售前和售后服务工作。因此未来建筑密封胶将在保证质量的前提下，简化工艺，降低成本，提高效率的方向发展。

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