建筑密封胶的应用场所非常广泛，多以嵌缝、堵漏和密封为主；密封胶的应用环境复杂，其中光、热、氧、水及碱性对其耐久性影响最大，由于不同种类的密封胶耐久性表现不一，如何选择合适的密封胶成为困扰从业者的一个难题。在此，选取了市场上有代表性的几款低模量密封胶，通过氙灯加速老化测试、浸水测试、热老化测试和浸碱水测试，研究了其耐候、耐水、耐热空气老化和耐碱等性能，并按照密封胶的使用环境给出了选胶建议TXAPP.TV。
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耐候性能对比研究
本文采用模拟自然条件的氙灯老化箱进行耐候性能对比试验，试验用耐候型聚氨酯密封胶（PU）、硅烷改性聚氨酯密封胶（SPU）、硅烷改性聚醚密封胶（MS-Ⅰ）、双组分硅烷改性聚醚密封胶（MS-Ⅱ）均为市售产品，详细试验结果见表1。可以发现，随着氙灯辐射时间的延长，不同种类的建筑密封胶的老化程度也不一样，从外观上看，具体表现在表面是否出现龟裂或者何时出现龟裂。具体来说，MS-Ⅱ表现较差，氙灯辐射400 h后开始出现龟裂，1 200 h后龟裂严重，3 000 h后裂纹处于临断状态；PU在氙灯辐射3 000 h后开始出现裂纹，5 000 h后出现明显开裂；SPU在氙灯辐射5 000 h后出现轻微开裂；MS-Ⅰ在氙灯辐射5 000 h后，无明显龟裂现象，耐候性能相对最优。
表1 氙灯辐射时间对密封胶性能的影响
上述结果与密封胶的分子结构有关，PU分子结构中含C—N最多，而SPU分子结构中同时含Si—O和C—N，Si—O的键能较高，C—N的键能较低，受紫外光辐射后，Si—O相比C—N不容易断裂，表现为SPU受紫外光辐射后相比PU不易开裂；MS-Ⅰ和MS-Ⅱ结构中的Si—O含量相比SPU更高，但是MS-Ⅱ配方中通常会加入胺类物质作辅助类催化剂，胺类物质的加入增强了样胶整体的碱性，加速了Si—O—Si的断裂，即促进了样胶的老化，表现为MS-Ⅱ降解严重。在氙灯辐射条件下，各密封胶的开裂情况严重程度为：MS-Ⅱ＞PU＞SPU＞MS-Ⅰ。
表2 氙灯辐射720 h后密封胶的力学性能变化
表2所示为氙灯辐射720 h后密封胶的力学性能变化。可以发现，氙灯辐射720 h后，各类密封胶的力学性能变化差异较大。其中，拉伸强度的劣化程度为：MS-Ⅰ＜PU＜SPU＜MS-Ⅱ，断裂伸长率的变化率大小比较为：MS-Ⅰ＜SPU＜PU＜MS-Ⅱ。
综合表1和表2中的数据，在氙灯模拟自然条件下，MS-Ⅰ的老化情况最轻，其耐久性最好。因此，在户外用胶时，优先选用耐久性最好的MS-Ⅰ。
02
耐水性能对比研究
浸水时间对密封胶粘结性能的影响见表3。随着浸水时间的延长，样胶与基材的粘结破坏形式有所改变。在配合底涂剂施工情况下，各类密封胶与基材粘结良好，均为100%内聚破坏（浸水0 d）；经过28 d浸水试验后，均表现为100%界面破坏（数据未在表格中列出），粘结性能变差。但是，不同密封胶的粘结性能变化情况有所区别，SPU耐水性能最差，在浸水7 d后就表现为100%界面破坏；其次是MS-Ⅱ，浸水21 d后表现为100%界面破坏；然后是MS-Ⅰ，浸水21 d后仍有部分胶体表现为内聚破坏；PU表现最佳，浸水21 d后仍然表现为内聚破坏。
表3 浸水时间对密封胶粘结性能的影响
图1所示为浸水时间对密封胶粘结强度的影响。可以发现，随着浸水时间的延长，各类密封胶的粘结强度均呈下降趋势。浸水前，各类密封胶的粘结强度大小比较依次为：PU＞MS-Ⅰ＞MS-Ⅱ＞SPU；浸水28 d后，其粘结强度大小依次为：PU＞MS-Ⅰ＞SPU＞MS-Ⅱ。
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图1 浸水时间对密封胶粘结强度的影响
综合表3和图1可知，PU的初始粘结强度和最终粘结强度最高，在浸水21 d后依然可保持较优的粘结性能。因此，PU的耐水性能最好，当样胶需用于潮湿环境时，应优先选PU。
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热老化性能对比研究
本实验研究了不同温度下密封胶的力学性能的变化情况，包括60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃热老化7 d后密封胶的力学性能对比（图2）。经过7 d的热老化后，各类密封胶的性能变化较明显，不同类型的密封胶性能变化情况也不一样。当温度低于60 ℃时，经过7 d的热老化处理，各类密封胶的拉伸强度均略有升高。当温度高于60 ℃时，PU、SPU、MS-Ⅰ的拉伸强度出现下降趋势，且温度越高，强度衰减越厉害；而MS-Ⅱ的强度变化并不大。此外，随着热老化温度的升高，各类密封胶的断裂伸长率都呈下降的趋势。
图2 温度对密封胶力学性能的影响
此外，当温度低于80 ℃时，PU、MS-Ⅰ和MS-Ⅱ的拉伸强度和断裂伸长率均处于较好的水平；温度高于80 ℃以后，只有MS-Ⅱ的拉伸强度和断裂伸长率保持较好的水平。由此可见，MS-Ⅱ耐热空气老化性能最好，当样胶需应用于较高温度时，选用MS-Ⅱ较好。
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耐碱性能对比研究
建筑用密封胶的基材大多为显碱性的水泥制品，时间过长会出现泛碱现象，其耐久性还与耐碱性相关。本实验研究了不同种类密封胶的耐碱性能，通过将密封胶在1%的氢氧化钠-水溶液中放置一定时间，再将其烘干测力学性能，并以力学性能的变化判断其耐碱性的好坏，测试结果见图3。可以看出，随着浸入氢氧化钠-水溶液中时间的延长，PU的拉伸强度保持率呈现出先升后降的趋势，MS-Ⅰ、SPU和MS-Ⅱ拉伸强度保持率呈现下降的趋势。其中，MS-Ⅱ的拉伸强度保持率下降最严重，这是由于MS-Ⅱ胶体本身碱性较强所致。经过12 d的浸泡之后，各密封胶的拉伸强度保持率从大到小顺序为：PU＞MS-Ⅰ＞SPU＞MS-Ⅱ。由此可见，PU的耐碱性能较好，当样胶的应用环境为碱性条件时，选用PU较好。
图3 密封胶的耐碱性能对比
通过氙灯老化测试、浸水测试、热老化测试和浸碱水测试对比可知，当样胶在户外应用时，选MS-Ⅰ最好；当样胶需应用于较高温度时，选MS-Ⅱ较好；当样胶需应用于潮湿或碱性条件下时，选PU最好。
本文来源于《中国建筑防水》杂志社