01介紹
為什么有多種密封膠類(lèi)型?
可以采用三個(gè)步驟來(lái)確保密封膠達(dá)到它的佳設(shè)計(jì)壽命。首先依照經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)膠縫,再確定密封膠需要達(dá)到的性能指標(biāo),后選擇合適的密封膠來(lái)滿足這些性能。通過(guò)本資料對(duì)這些功能的介紹,可以有助于正確合適的密封膠。
正確選用一種密封膠,考慮膠縫的功能,膠縫基材、膠縫接觸的環(huán)境和要求密封膠能夠達(dá)到的機(jī)械性能。填縫密封膠的兩個(gè)主要功能是提供耐候密封和結(jié)構(gòu)密封,這樣要求考慮密封膠的膠縫位移能力,拉伸強(qiáng)度和硬度,同時(shí)還須考慮以下標(biāo)準(zhǔn):溫度范圍、化學(xué)介質(zhì)、紫外光照射和工程生命周期。基材方面,須考慮膠對(duì)它的粘接性和相容性,包括支撐棒和雙面膠條等輔助材料。
02密封膠膠縫設(shè)計(jì)
好的膠縫應(yīng)該是密封膠均勻地填充在膠縫中,且與兩邊的基材有較好的粘接。密封粘接性能不好導(dǎo)致膠縫粘接失敗,膠縫設(shè)計(jì)不合理會(huì)導(dǎo)致密封膠開(kāi)裂,惡劣環(huán)境氣候會(huì)引起密封膠硬化而開(kāi)裂。有機(jī)硅密封膠由于它的無(wú)機(jī)化學(xué)組成,較其它密封膠具更佳的耐紫外光老化能力,因此具有特別長(zhǎng)的使用壽命。
03支撐棒
膠縫須有一個(gè)底面,這樣可以確保密封膠能夠較好地填入膠縫,能與兩側(cè)基材有充分的接觸,并且膠縫可維持正確的形狀。在大多的耐候密封應(yīng)用中,我們推薦采用閉孔的聚乙烯支撐圓棒,密封膠與聚乙烯不粘,這樣就避免了三面粘接的形成。支撐棒中含有壓縮空氣,可確保不會(huì)變形,施膠時(shí)也不會(huì)在膠縫中產(chǎn)生滑動(dòng);同時(shí)它也不會(huì)夾帶水份。當(dāng)壓入支撐棒時(shí)須用不鋒利的設(shè)施進(jìn)行操作以免將它的表面刺破而將里面的空氣放出,這樣易導(dǎo)致密封膠鼓泡而破壞。支撐棒直徑須比膠縫寬25%~50%。其它種類(lèi)的支撐棒屬開(kāi)孔泡沫,這種物質(zhì)就像海綿一樣可以?shī)A帶水汽而使密封膠產(chǎn)生固化;而當(dāng)彈性密封膠固化時(shí)水汽的存在是不好的,施打密封膠時(shí)它導(dǎo)致密封膠用量增加,改變膠條的形狀,影響膠與基材的充分接觸,從而引起粘接失敗。
04三面粘接
三面粘接在鑲嵌板結(jié)構(gòu)中應(yīng)用非常普遍,如鋁板混合結(jié)構(gòu)中、GRC門(mén)框結(jié)構(gòu)中。隨著膠縫位移的變化,密封膠改變形狀(中間變成凹狀),但體積并不發(fā)生變化。因此它們能夠在膠縫中移動(dòng),但同時(shí)又保持對(duì)基材有好的粘接。圖一表示三面粘接會(huì)降低密封膠改變形狀的能力,因此導(dǎo)致密封膠的壓力加大,引起密封膠的斷裂。三面粘接會(huì)阻止密封膠從膠縫的第三個(gè)表面滑出,這樣要求所有的位移都在膠縫之間的兩個(gè)基材表面和第三個(gè)底面之間的產(chǎn)生,通過(guò)使用一種合適的粘接斷開(kāi)膠條,密封膠僅對(duì)拼縫的兩個(gè)側(cè)面產(chǎn)生粘接,這樣當(dāng)密封膠受外力影響改變形狀時(shí),可以在拼縫中滑動(dòng)并保持凹槽形狀。
05耐候密封
當(dāng)密封膠應(yīng)用兩個(gè)或多個(gè)框形結(jié)構(gòu)中的填縫時(shí),耐候密封就出現(xiàn)了。密封膠須對(duì)框結(jié)構(gòu)產(chǎn)生粘接,當(dāng)框結(jié)構(gòu)移動(dòng)時(shí)膠對(duì)接縫的移動(dòng)面提供位移變形,同時(shí)阻止熱量、灰塵、水汽和細(xì)菌的通過(guò),密封膠并不對(duì)框結(jié)構(gòu)起結(jié)構(gòu)固定作用。
06接縫位移
產(chǎn)生接縫位移的原因?yàn)椋?/span>
1、隨溫度的變化(熱運(yùn)動(dòng))
2、隨水分含量的變化
3、建筑負(fù)荷(高層建筑增加樓層而引起的壓縮或現(xiàn)有建筑中家具的改變)
4、建筑處理
5、環(huán)境外力(風(fēng)、地震等)
密封膠須能夠隨拼縫而改變,并提供相應(yīng)的位移變形能力。位移變形通常循環(huán)產(chǎn)生,如熱運(yùn)動(dòng)隨著每天的溫度升降而產(chǎn)生,同時(shí)隨著每年季節(jié)的冷熱交替而產(chǎn)生大循環(huán)。
07密封膠膠條的寬度
按以下計(jì)算確定膠縫的小寬度。一般來(lái)講,彈性密封膠填縫寬度不能小于6mm,不能大于30mm,膠縫過(guò)大很難進(jìn)行膠面修整。施膠厚度不能小于6mm,一般取寬度的一半(如:12mm寬取6mm深),然而施膠厚度通常不需要大于10mm(如25mm寬膠縫取10mm深膠厚度,已足能滿足要求)。密封膠施膠寬度控制了密封膠能夠提供的大位移能力,但不至于產(chǎn)生密封膠的斷裂。接縫越寬,要求的位移能力越大。因此,計(jì)算出總的接縫位移然后才能確定佳的接縫施膠寬度。受熱變化產(chǎn)生的位移易于計(jì)算;但同時(shí)須計(jì)算出其它形式的位移變形,然后推導(dǎo)出接縫寬度。
08接縫位移的計(jì)算
用以下公式計(jì)算基材可能產(chǎn)生的變形:
M=(MT-T)×S×L
式中:M表示基材的變形mm。
MT表示基材可能達(dá)到的大溫度℃,包含由輻射引的溫度升高及氣溫變化升高。如氣溫40℃時(shí),黑色鋁材表面溫度可能達(dá)到80℃以上。T表示基材表面可能達(dá)到的低溫度℃,包括由寒風(fēng)引起的溫度變化。S表示基材的熱膨脹系數(shù),典型物質(zhì)的膨脹系數(shù)見(jiàn)下表。L表示基材的長(zhǎng)度m。
接縫位移有兩個(gè)循環(huán),白天和晚上溫差變化產(chǎn)生的日循環(huán)和冬夏溫差變化產(chǎn)生的年循環(huán)。密封膠要求能夠經(jīng)過(guò)多年后仍能滿足這些位移循環(huán)變化而不失去它的彈性,同時(shí)要求能夠滿足這些位移變化,如要求滿足可能達(dá)到的大和小的位移變化,計(jì)算出密封膠所需的實(shí)際接縫尺寸。
09接縫寬度
計(jì)算出基材的可能位移變形后,就可計(jì)算出小的接縫尺寸,計(jì)算公式如下:
W=(100×M) ×S%%%
式中:W表示小的接縫寬度mm。
M表示可能的大接縫位移。
S表示允許的密封膠位移變形,以百分?jǐn)?shù)表示,可由產(chǎn)品指標(biāo)提供。
可根據(jù)基材的變形范圍預(yù)先計(jì)算出接縫的大可能位移,若基材膨脹,接縫將變小,接縫將受到壓縮;若基材收縮,膠縫將變大。接縫四周的位移變形有時(shí)往往是不同的,如在底部機(jī)械固定的垂直板的底部將不會(huì)移動(dòng),這時(shí)受熱變形將導(dǎo)致基材向上產(chǎn)生形變。在(圖二)中基材在底部受到支撐,因此所有與Y軸方向相關(guān)的形影響。盡管在X軸方向變形位移各占50%,但在基材A與B之間的位移變形可達(dá)到100%,B與墻體之間固定,僅占水平位移的50%,它將隨著墻的位移變形在水平方向產(chǎn)生移動(dòng)。當(dāng)每塊拼板尺寸不同時(shí)需考慮它們會(huì)對(duì)拼縫產(chǎn)生不同的位移變形;如拼縫兩側(cè)材料都不同,像玻璃與鋁板幕墻中,則需分別計(jì)算它們對(duì)接縫產(chǎn)生的位移變形影響。每種不同的變形導(dǎo)致整個(gè)接縫位移的變形。位移變形也有可能是其它原因所致,如在建筑物上安裝固定或移動(dòng)裝置時(shí)懸掛的傾斜,或結(jié)構(gòu)上增加樓層時(shí)都會(huì)形成。混凝土和磚石等多孔材料因水分不同而膨脹和縮小。所有這此變化對(duì)接縫變形的影響都應(yīng)被考慮。通常情況下也應(yīng)考慮施工時(shí)間不同會(huì)產(chǎn)生的偏差。夏天施工時(shí)基材受熱膨脹,接縫會(huì)變小,密封膠的工作壽命得到延長(zhǎng);在冬天時(shí)膠縫將變寬,膠的工作壽命將縮短。上述公式僅計(jì)算出小膠縫寬度,密封膠的性能和基材的使用也會(huì)影響實(shí)際的接縫寬度。我們要求寬度不小于6mm。同時(shí)也有一個(gè)大接縫寬度。膨脹的密封膠,施膠的時(shí)間和固化的密封膠都有限制。對(duì)于硅酮膠來(lái)說(shuō),大接縫寬度40~50mm。
10密封膠膠條的深度/膠縫的深度
基材的全理應(yīng)用及密封用的性能都將影響膠縫的佳深度
11耐候密封
通常,膠縫的深度是寬度的一半。如果深度過(guò)大,接縫變形增加,密封膠位移時(shí)表面易出現(xiàn)凹凸現(xiàn)象,導(dǎo)致壓力變形過(guò)大而引起粘接失敗。如果膠縫深度過(guò)小,膠量偏少,會(huì)因應(yīng)力集中或氣泡等的形成而引起開(kāi)裂,甚至導(dǎo)致粘接失敗。溶劑型密封膠(如丁基膠)也會(huì)因增劑損失而引起收縮開(kāi)裂。因此,耐候膠深度不超過(guò)12mm。寬度不小于6mm.
12結(jié)構(gòu)密封
結(jié)構(gòu)膠不僅支撐結(jié)構(gòu)承重,同時(shí)承受結(jié)構(gòu)件的變形位移,因此,結(jié)構(gòu)膠有足夠量,使之與基材充分接觸而承受結(jié)構(gòu)單元的重量。結(jié)構(gòu)圖粘接部位是提供結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的部分密封膠。它是指當(dāng)鋁板受外力時(shí),在的伸縮范圍內(nèi)與底部正確角度粘接的那部分密封膠。
計(jì)算此部分密封膠的公式如下:
W=((D×5) ×P) /S
式中:W表示結(jié)構(gòu)粘接寬度m。D表示鋁板小邊的寬度m。
P表示玻璃所能承受的大壓力Kpa。S表示密封膠允許承受的大壓力Kpa。
13密封膠的持續(xù)承載力
上述公式是計(jì)算密封膠的間斷承載力,如玻璃、而水族中的玻璃則承受的是持續(xù)承載壓力,則有其它不同的計(jì)算公式。
14密封膠的形狀
密封膠粘接佳形狀應(yīng)是正方形或長(zhǎng)方形。當(dāng)粘接基材位移時(shí),錐形基材有三面或多面集壓力,較窄邊緣的膠縫處導(dǎo)致粘接失敗。
15粘接功能/耐候密封
有些非硅酮密封膠隨著時(shí)間的推移,暴露在自然環(huán)境中遭受紫外線的侵害,硬度會(huì)加大。因此需要慎重考慮選擇一種品質(zhì)穩(wěn)定的密封膠。在基材中需填充耐候性密封膠,它將抵御風(fēng)、雨、及灰塵等自然因素的侵害。所以,密封膠能夠隨著基材尺寸和位移的改變,具有良好的伸縮性能,與其相關(guān)部位能夠得到充分粘接。
16結(jié)構(gòu)密封
結(jié)構(gòu)膠一般用于構(gòu)件之間的結(jié)構(gòu)性裝配粘接,同時(shí)又能解決所受的拉伸力和壓力。因此,這就需要程度相當(dāng)于機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)要求的結(jié)構(gòu)力,用模量和拉伸強(qiáng)度表示,數(shù)值越大,產(chǎn)品強(qiáng)度越大。結(jié)構(gòu)膠不會(huì)隨著時(shí)間的持續(xù),而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)與基材之間的粘接性能變差。常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)裝配如玻璃結(jié)構(gòu)裝配,水族館,鏡子安裝等。
17機(jī)械性能/位移能力: 是用動(dòng)態(tài)位移能力表示密封膠固化后的的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),當(dāng)實(shí)際操作中的粘接寬度與設(shè)計(jì)稿的數(shù)值不一致,則通常取大值。
18 拉伸強(qiáng)度: 是指在基材粘接完好的情況下,斷裂時(shí)的產(chǎn)品大可能承受的力量。
19硬度: 我們用邵氏硬度表示。硬度高的密封膠可以減少較軟的密封膠所帶來(lái)的擠壓和磨損的危險(xiǎn)性。較軟的密封膠一般具有較大的彈性,適用于膠縫易產(chǎn)生位移的部位。
20環(huán)境因素: 在變化多端的自然環(huán)境里,不同種類(lèi)的密封膠或同一種密封膠的狀態(tài)都將有不同反應(yīng)。影響的環(huán)境因素有:紫外線照射。
21化學(xué)反應(yīng): 溫差變化(密封膠應(yīng)用范圍及其適應(yīng)范圍)
22膠縫設(shè)計(jì)壽命: 對(duì)于不同產(chǎn)品的強(qiáng)弱勢(shì),請(qǐng)參照具體技術(shù)參數(shù)表