1．概述
   建筑密封材料是指鑲嵌于各類建筑接縫、玻璃、門窗四周，起水密、氣密作用，具有節(jié)能、防水等功能的建筑材料，是新型建筑材料的一個(gè)分支領(lǐng)域。建筑密封材料的品種主要包括：硅酮、聚氨酯、聚硫、丙烯酸酯、氯丁橡膠及丁基橡膠密封膠、聚氯乙烯建筑防水接縫材料、瀝青油膏等高中低檔產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于玻璃、石材、金屬幕墻的結(jié)構(gòu)粘結(jié)和密封，門窗裝配，渠壩、橋梁、高速公路、污水處理等市政工程的各類混凝土接縫，裝飾工程封縫以及鋪貼卷材防水時(shí)的密封。
    經(jīng)過近二十年的發(fā)展，我國(guó)建筑密封材料行業(yè)已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，國(guó)外已有的產(chǎn)品品種國(guó)內(nèi)均已有生產(chǎn)和應(yīng)用。尤其是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，幕墻工程、大型水利工程、市政污水處理工程、地鐵隧道及高層建筑等給密封膠的使用和性能提出了新的需求，進(jìn)口國(guó)外名牌產(chǎn)品早已不能滿足工程需要，因而大大促進(jìn)了密封材料的新產(chǎn)品研究、生產(chǎn)和應(yīng)用，僅中高檔密封材料年產(chǎn)量已超過10萬噸。低檔類密封材料正逐漸被取代。
    建筑密封材料對(duì)于建筑節(jié)能具有不可忽視的作用。研究資料表明，建筑門窗是建筑外圍護(hù)保溫性能最薄弱的部位，其熱量散失的能耗占建筑物能耗的50%，而門窗密閉性差是當(dāng)前國(guó)內(nèi)建筑的通病。近年來高質(zhì)量的建筑密封材料的應(yīng)用，如聚硫中空密封膠、丁基熱熔膠、耐候密封膠、聚氨酯泡沫填縫劑等，大大降低了玻璃與窗框間、窗框與窗洞間由于密封不良造成的能量散失。
    隨著密封材料應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用數(shù)量的不斷擴(kuò)大，對(duì)此類材料防水密封的耐久性能，即在接縫中保持長(zhǎng)久使用壽命的能力，受到了世界各國(guó)越來越多的關(guān)注，并就耐久性的影響因素進(jìn)行了多方位、多方法、多性能的研究。近十年來國(guó)外在此方面作了大量的研究工作，基本上以多種老化試驗(yàn)方法為研究手段，多種影響因素為考察目的，以產(chǎn)品某些性能為考查指標(biāo)，或針對(duì)某類產(chǎn)品進(jìn)行系列研究。我國(guó)在耐久性方面所做的系列研究較少，90年代河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院承擔(dān)了國(guó)家建材工業(yè)科學(xué)基金資助項(xiàng)目，在密封材料耐久性方面作了大量的基礎(chǔ)研究工作，取得一些開創(chuàng)性成果，目前對(duì)密封材料耐久性老化機(jī)理的研究仍在持續(xù)。
    2．密封材料生產(chǎn)應(yīng)用現(xiàn)狀
    2.1 建筑用硅酮密封膠
    建筑用硅酮密封膠是以聚硅氧烷為主要成分的非定形彈性密封膠。按組成分為單組分密封膠和雙組分密封膠。單組分硅酮密封膠依固化時(shí)脫去小分子的類型又分為脫醋酸型、脫醇型、脫酮肟型、脫胺型等(較為常見的是前三種，目前產(chǎn)量占硅酮膠的絕大多數(shù)，甚至相對(duì)于密封膠總產(chǎn)量也如此)。硅酮密封膠依產(chǎn)品用途分為結(jié)構(gòu)膠和密封膠，按應(yīng)用場(chǎng)合分為：玻璃幕墻、鋁幕墻用硅酮結(jié)構(gòu)膠和耐候膠；玻璃鑲裝用酸性密封膠；石材用密封膠；金屬屋面用密封膠；防霉密封膠；通用型中性密封膠等，其中生產(chǎn)和應(yīng)用量最大的是硅酮結(jié)構(gòu)膠和耐候膠。硅酮膠生產(chǎn)廠家主要集中在廣東和浙江，已發(fā)展到50家左右，以生產(chǎn)酸膠和中性密封膠為主，年產(chǎn)量2002年硅酮結(jié)構(gòu)膠約8000t，硅酮密封膠的產(chǎn)量5~7萬t。同時(shí)每年還有幾乎相當(dāng)于國(guó)產(chǎn)產(chǎn)量一半的進(jìn)口結(jié)構(gòu)膠應(yīng)用于工程當(dāng)中，且?guī)准覈?guó)際知名的外國(guó)公司紛紛在國(guó)內(nèi)投資建廠，如美國(guó)Dow Corning公司。作為密封材料的主要產(chǎn)品，硅酮密封膠的生產(chǎn)正在以驚人的速度擴(kuò)張，不僅包括已有企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模，而且包括生產(chǎn)廠的數(shù)量?？梢灶A(yù)計(jì)在今后幾年中，建筑用硅酮密封膠將延續(xù)此快速發(fā)展的勢(shì)頭。
    隨著多年的發(fā)展，建筑用硅酮密封膠根據(jù)具體使用要求，可有多種牌號(hào)、多種用途、多種固化體系，因而易造成錯(cuò)選或誤用，且給市場(chǎng)上的假冒偽劣產(chǎn)品以可乘之機(jī)。綜合而言，硅酮結(jié)構(gòu)膠對(duì)技術(shù)要求較高，最早通過國(guó)家認(rèn)定的各企業(yè)在技術(shù)上均有較大的投入，生產(chǎn)工藝控制及產(chǎn)品質(zhì)量控制已做得較好，因而產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；但由小廠生產(chǎn)的其它硅酮密封膠的質(zhì)量令人擔(dān)憂。目前現(xiàn)行的國(guó)標(biāo)和行標(biāo)已涵蓋了硅酮膠所有的用途，如GB/T 14683—2003、GB 16776、JC/T 881~885—2001等。
    2.2 聚氨酯建筑密封膠
    聚氨酯密封膠是以氨基甲酸酯為主鏈的、化學(xué)固化或濕固化的一類彈性密封膠，其優(yōu)異的粘結(jié)性使其對(duì)多種粘結(jié)基材有良好的粘結(jié)活性，因而在國(guó)外成為建筑上用量最大的品種。然而在我國(guó)卻正好相反，多種因素造成其生產(chǎn)及應(yīng)用量在幾大密封膠產(chǎn)品中居最低位。目前可以生產(chǎn)聚氨酯密封膠的廠家約有10家，年產(chǎn)量不超過2000噸。產(chǎn)品品種包括：?jiǎn)谓M分、雙組分；非下垂型、自流平型；同時(shí)還有焦油型雙組分產(chǎn)品，其在產(chǎn)量和應(yīng)用量上占總量的大半。主要應(yīng)用于道路、橋梁、機(jī)場(chǎng)、汽車制造業(yè)及地下工程的接縫處理，其中單組分聚氨酯密封膠主要用于汽車風(fēng)擋玻璃的密封。國(guó)外名牌企業(yè)的產(chǎn)品也瞅準(zhǔn)中國(guó)市場(chǎng)，如澳大利亞BOSTIK公司、美國(guó)Dow Corning公司等，在中國(guó)已開始逐漸形成相當(dāng)?shù)挠昧俊?br>     聚氨酯密封膠生產(chǎn)廠家不同，所生產(chǎn)的密封膠產(chǎn)品性能差別很大，尤其是非下垂型密封膠。對(duì)單組分聚氨酯密封膠而言，其貯存穩(wěn)定性一直未得到有效解決。在民用及軍用機(jī)場(chǎng)跑道上使用多年的焦油聚氨酯密封膠，不僅對(duì)環(huán)境造成污染，而且嚴(yán)重影響了密封膠的性能，其拉伸模量普遍偏高，在粘結(jié)性能和耐久性能方面不能滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。新修訂的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T 482—2003對(duì)性能的要求已從單純要求極限拉伸粘結(jié)強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率方面改為要求其拉伸模量及定伸粘結(jié)性能，對(duì)密封膠的性能提出了更高的要求，也更符合實(shí)際工程對(duì)密封膠的性能要求。然而，由于聚氨酯密封膠應(yīng)用于不同的行業(yè)，各個(gè)行業(yè)都有其自行的標(biāo)準(zhǔn)，要求的指標(biāo)各不相同。不同的指標(biāo)要求給檢測(cè)單位執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)時(shí)帶來了困惑，也對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的控制帶來了一定的難度。
    2.3 建筑用聚硫密封膠
    聚硫密封膠是以液體聚硫橡膠為主劑，配合增塑劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、硫化劑等制成的彈性密封膠。由于其突出的耐油、耐溶劑、耐老化性能，過去一直用于航空航天業(yè)，直至20世紀(jì)70年代未80年代初，隨著高層建筑及一些特殊工程的需求，聚硫密封膠才逐漸轉(zhuǎn)入建筑密封防水工程上的應(yīng)用。聚硫密封膠按使用部位分為中空密封膠和建筑防水密封膠兩大類，國(guó)內(nèi)僅有多組份。由于所用的液體聚硫橡膠在我國(guó)僅有500噸/年的生產(chǎn)規(guī)模，現(xiàn)所用的液體聚硫橡膠大都從日本進(jìn)口。聚硫兩類密封膠的年產(chǎn)量在15000噸左右，正常生產(chǎn)的廠家有20多家，主要分布在河南、江蘇、及東北地區(qū)，以小型企業(yè)為主。目前主要應(yīng)用于建筑門窗、屋面、水利工程伸縮縫、機(jī)場(chǎng)公路、污水處理廠、地鐵及隧道，以及汽車工業(yè)等行業(yè)，產(chǎn)量逐年上升。
    在聚硫密封膠的發(fā)展早期，各廠大都使用國(guó)產(chǎn)聚硫液體橡膠。國(guó)產(chǎn)原膠的缺點(diǎn)是制作的密封膠在彈性方面有所欠缺，批量小，不能滿足需求,大部分廠家不得不選用日本原膠。自1992年出臺(tái)了系列標(biāo)準(zhǔn)JC/T 483—92、JC/T 486—92之后，有效控制了聚硫膠的產(chǎn)品質(zhì)量。目前新版JC/T 486已按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)修訂，而JC/T 483的修訂同樣將著重考察其粘結(jié)的耐久性能，給聚硫密封膠的生產(chǎn)和質(zhì)量控制帶來了新的方向。
    2.4 丙烯酸酯建筑密封膠
丙烯酸酯建筑密封膠是以彈性丙烯酸酯乳液為基料，加入少量表面活性劑、增塑劑、改性劑以及填充料、顏料等配制而成的兼具彈性和塑性的密封膠。80年代鋁合金門窗的推廣應(yīng)用帶動(dòng)了丙烯酸酯密封膠的研究與使用，先是在北京、上海等大城市，并快速發(fā)展至今，目前其生產(chǎn)基地主要集中在山東龍口一帶，其它各省均有小廠生產(chǎn)，但其生產(chǎn)工藝極為簡(jiǎn)單，甚至是作坊式、家庭式企業(yè)，企業(yè)總數(shù)無法估計(jì)，其年產(chǎn)量至少在3萬噸以上。目前主要用在各種小型混凝土板縫、石膏板縫以及門窗框接縫和家用裝修工程縫隙的密封。
    從建筑裝飾業(yè)而言，丙烯酸酯密封膠是應(yīng)用量最大的密封膠品種，無論是鋁合金門窗還是塑料門窗，水泥砂漿基材還是石材，都把其作為萬能密封膠來用。但由于多數(shù)小廠只是在買來的丙烯酸乳液中直接添加大量的填料，因而不僅穩(wěn)定性不好，而且粘結(jié)力奇差，固化后密封膠收縮開裂嚴(yán)重，收縮率基本上都在30%以上，且膠本身根本就沒有彈性，因此工程剛交工、密封膠就已與基材相脫的現(xiàn)象已司空見慣。在正修訂的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T 484—1992（96），同樣將強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的粘結(jié)耐久性，這就給產(chǎn)品質(zhì)量與性能提出了新的要求。
    2.5 其它種類密封材料
    丁基橡膠防水密封膠粘帶是以飽和聚異丁烯橡膠、丁基橡膠、鹵化丁基橡膠等為主要原料制成的彈塑性單面或雙面膠粘帶。這類產(chǎn)品具有優(yōu)異的氣密性、水密性，良好的自粘性、延伸性、耐候性、耐低溫性及耐水性，無溶劑污染、施工安全方便等特點(diǎn)。產(chǎn)品為非硫化型和半硫化型，品種以高分子防水卷材用及金屬屋面用的雙面、單面膠粘帶為主，單面膠粘帶的覆面材料以無紡布、鋁箔為主?？蓮V泛用于高分子卷材防水的搭接縫粘結(jié)密封、收頭封邊密封，鋼結(jié)構(gòu)屋面彩鋼板接縫的密封防水，采光工程部位各類透明板材（PC、PE等）的搭接縫密封，以及地鐵、隧洞、管道等市政工程的防水密封。國(guó)外丁基膠粘帶已開發(fā)、應(yīng)用了二十余年。我國(guó)防水用膠粘帶的生產(chǎn)始于八十年代，少數(shù)橡膠廠在引進(jìn)日本三元乙丙防水卷材生產(chǎn)線的同時(shí)，配套引進(jìn)防水膠粘帶的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)，如包頭、滕州等。但因價(jià)位高、使用不便（須用底涂）等原因，未能大量推廣。三元乙丙防水卷材應(yīng)用量的擴(kuò)大，帶動(dòng)了丁基膠帶的研究與應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)已發(fā)展到21家，生產(chǎn)能力約3200萬米/年，實(shí)際產(chǎn)量約2160萬米/年。
    單組分聚氨酯泡沫填縫劑是一種新型的填縫密封材料，以聚氨酯預(yù)聚體、發(fā)泡劑、噴射劑等為主要原料，以單支壓力罐形式包裝貯存，使用時(shí)可瞬時(shí)噴注成硬質(zhì)泡沫，迅速填充密封建筑接縫或孔洞。該產(chǎn)品是集粘結(jié)固定、填充密封、絕熱隔音為一體的新型密封材料，具有攜帶使用方便、施工效率高、耐震、防裂、防水、防火、粘結(jié)力強(qiáng)、裝飾效果好等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于建筑門、窗框及空調(diào)設(shè)備的安裝、固定和密封，建筑物各種管道孔洞的填充、密封和絕緣，各種裝飾板的粘貼等。產(chǎn)品按包裝形式分為槍式、管式，實(shí)際應(yīng)用中以槍式居多；按燃燒性能等級(jí)分為B2級(jí)和B3級(jí)，以B3級(jí)產(chǎn)品的應(yīng)用量居多；按應(yīng)用方式以工程為主。在70年代早期，由英國(guó)ICI公司發(fā)明并獲得專利，1974~1976年OCF開始在市場(chǎng)上進(jìn)行推廣，至2000年，歐洲一年的使用量已達(dá)一億多罐。中國(guó)是在1995年左右開始研制，于90年代后期開始逐漸生產(chǎn)和使用。隨著該產(chǎn)品逐漸被市場(chǎng)所接受，產(chǎn)品需求量也日益增大，德國(guó)Wellgo公司于1998年4月在上海浦東投資建立了第一家專業(yè)生產(chǎn)聚氨酯泡沫填縫劑的公司，開拓并持續(xù)發(fā)展了中國(guó)的聚氨酯泡沫填縫劑市場(chǎng)。從1999年開始，全國(guó)各地都開始投資辦廠，利用國(guó)產(chǎn)原料生產(chǎn)，到目前為止，全國(guó)生產(chǎn)廠家約四五十家，以小規(guī)模生產(chǎn)廠家為主，主要分布在上海、江蘇、浙江、安徽、廣東、河南、湖北等地，形成的年產(chǎn)能力為5000萬支/年，2001年實(shí)際生產(chǎn)量約1500萬支。
    2.6 當(dāng)前存在的問題
存在于密封材料的生產(chǎn)和應(yīng)用中的主要問題為：
   （1）盲目強(qiáng)調(diào)拉伸強(qiáng)度已經(jīng)造成了忽視密封材料強(qiáng)度、模量和耐久性之間的平衡的后果
   （2）密封材料的質(zhì)量急需提高。一些企業(yè)不顧產(chǎn)品質(zhì)量，以小容量、高填充、低成本、假冒偽劣等手段侵占市場(chǎng)，嚴(yán)重?fù)p害了消費(fèi)者利益。而且管理水平低下、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單的小企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的沖擊太大，已經(jīng)影響了密封材料工業(yè)的正常發(fā)展。
   （3）不同類型、用途和標(biāo)準(zhǔn)的密封材料的混用、錯(cuò)用。如如酸性硅酮膠用于鋁合金門窗的鑲裝，通用型中性膠用于幕墻建筑的耐候膠等。
（4）國(guó)產(chǎn)原料的數(shù)量和質(zhì)量亟待提高。如聚硫原膠，聚氨酯用原料等。
    3. 研究與發(fā)展方向
經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展，我們可以看到，我國(guó)的建筑密封材料行業(yè)正以令人矚目的速度發(fā)展著，但其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及企業(yè)規(guī)模并不盡如人意，由此今后密封材料的研究與發(fā)展方向應(yīng)為：
（1）發(fā)展的重點(diǎn)產(chǎn)品為硅酮、聚氨酯、聚硫密封膠，研究重點(diǎn)應(yīng)為改性硅酮、改性聚氨酯和改性聚硫密封膠，提高丙烯酸酯密封膠的產(chǎn)品質(zhì)量。國(guó)外在這個(gè)方面做了大量的工作，尤其是改性聚氨酯，已取得了許多成果，并已進(jìn)行生產(chǎn)應(yīng)用，使聚氨酯密封膠的貯存穩(wěn)定性、粘結(jié)活性、彈性和耐久性方面得到了改善，但目前我國(guó)在此方面大多僅停留在實(shí)驗(yàn)室階段。
（2）生產(chǎn)企業(yè)向生產(chǎn)規(guī)模化、產(chǎn)品系列化、應(yīng)用規(guī)范化發(fā)展。
（3）隨著ISO標(biāo)準(zhǔn)的不斷貫徹，未來的密封膠產(chǎn)品注重的是性能需滿足彈性及耐久性的要求，拉伸彈性模量和定伸粘結(jié)性應(yīng)是首選指標(biāo)，而不是極限拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。作為密封膠而言，其應(yīng)追求的是在實(shí)際使用環(huán)境中，密封膠能長(zhǎng)期保持其密封的有效性，即耐久性。再者，追求高強(qiáng)度勢(shì)必犧牲密封膠的彈性，而且模量的增加也會(huì)影響到粘結(jié)的持久性。
    4. 河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院
河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院是七十年代由原建材部地材室與原河南建工材料研究所合并而成，一直是原國(guó)家建材部建工材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)歸口單位。在基礎(chǔ)研究方面，自70年代始，長(zhǎng)期從事建筑密封材料的科研、應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)化及質(zhì)量檢測(cè)工作。先后承擔(dān)和完成了“瀝青嵌縫油膏的研究”、“瀝青類改性油膏”、“墻板嵌縫密封材料的研究”、“淺色聚氨酯密封材料的研究”、“聚氨酯建筑密封膏的研究與應(yīng)用”、“窗用密封膏”、“防水密封材料耐久性研究”、“硅烷封端聚氨酯密封膠的研究”等多項(xiàng)省部級(jí)重大科研項(xiàng)目，多項(xiàng)成果達(dá)國(guó)際、國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，獲省級(jí)科技成果獎(jiǎng)2項(xiàng)，部級(jí)成果獎(jiǎng)2項(xiàng)，廳級(jí)成果獎(jiǎng)3項(xiàng)。
    “防水密封材料耐久性研究”項(xiàng)目為建材行業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展基金資助項(xiàng)目，以8種國(guó)產(chǎn)密封材料為研究對(duì)象，采用自然靜態(tài)、動(dòng)態(tài)曝露（長(zhǎng)春、北京、鄭州和?？谒膫€(gè)曝露試驗(yàn)場(chǎng)）和熱、氙燈人工加速老化，動(dòng)態(tài)拉伸—壓縮循環(huán)等多種試驗(yàn)手段和方法，對(duì)密封材料的耐久性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，得出關(guān)于不同檔次密封材料的自然老化速率值，加速老化試驗(yàn)與自然曝露的換算關(guān)系及相關(guān)性，提出評(píng)價(jià)密封材料耐久性的宜選指標(biāo)，建立了國(guó)內(nèi)第一個(gè)密封材料耐久性能數(shù)據(jù)庫，及動(dòng)態(tài)拉伸—壓縮循環(huán)性能作為耐久性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法的可行性等多項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)研究的空白，獲河南省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
    在標(biāo)準(zhǔn)化研究方面，多年來僅密封和防水材料方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂達(dá)44項(xiàng)，占目前我國(guó)現(xiàn)行的密封材料領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)總數(shù)的80%，其中《建筑密封材料試驗(yàn)方法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13477—92 獲國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)，GB/T 13477.1～GB/T 13477.20—2002被國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)評(píng)為優(yōu)秀國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。通過主持與參與多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的制、修訂工作，鍛煉了一批技術(shù)骨干，有著豐富的工作經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)，全面掌握了國(guó)內(nèi)外密封材料及其標(biāo)準(zhǔn)化工作的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)；在儀器設(shè)備上，為密封材料標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施研制了多臺(tái)儀器，如動(dòng)態(tài)拉伸—壓縮試驗(yàn)機(jī)、水紫外線輻照試驗(yàn)箱、低溫拉伸試驗(yàn)儀、標(biāo)準(zhǔn)擠出器等，有不少已投放市場(chǎng)應(yīng)用。
    在產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)方面，國(guó)家建筑材料工業(yè)保溫與密封材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心掛靠在該院，擁有全國(guó)同行業(yè)中試驗(yàn)器具和設(shè)備最全的試驗(yàn)室，近年來國(guó)內(nèi)多項(xiàng)重大工程均在該中心進(jìn)行密封材料的質(zhì)量檢測(cè)，為工程篩選產(chǎn)品及質(zhì)量把關(guān)做了大量的工作，受到用戶的信任與好評(píng)。