師麗

摘 要：采用硅烷改性聚醚（MS）預(yù)聚物，制備了一種低模量單組分MS密封膠，適用于裝配式建筑。通過對不同分子結(jié)構(gòu)的預(yù)聚物、納米碳酸鈣溫度老化、紫外線老化以及溫度環(huán)境的變化，針對MS密封膠的拉伸強度、斷裂伸長率、混凝土粘接性能以及100%拉伸模量進行分析。結(jié)果表明：分子結(jié)構(gòu)不同的預(yù)聚物制備產(chǎn)品的模量差距較大，其中在拉伸模量低的情況下混凝土的粘接性能最為突出;不同納米碳酸鈣對MS密封膠的防水性能的差異性也較大。MS密封膠還可以承受最大為12 d的高溫、高濕老化，低溫環(huán)境下粘接性能仍然較為突出。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;硅烷改性聚醚密封膠（MS）;低模量;粘接性;深度固化

中圖分類號：TQ436+.6 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1001-5922（2022）02-0030-04

裝配式建筑作為當(dāng)下最為新穎的一種建筑，施工方法與傳統(tǒng)工業(yè)化相比較，有著安全環(huán)保而且快捷高效等突出特點。而硅烷改性聚醚（MS）密封膠的使用是裝配式接縫的重要防水措施，也是第一道防水措施，怎樣合理運用是極為重要的。MS密封膠是KANEKA公司以硅烷改性聚醚樹脂為基礎(chǔ)從而創(chuàng)新制備出的全新裝配式建筑密封材料。MS 密封膠是以甲氧基硅烷為封端劑的聚醚高分子，其密封膠具有環(huán)保、貯存穩(wěn)定、耐候、抗污染、涂層、附著力強、低溫下彈性好等優(yōu)點，為此受到建筑、汽車等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。如今市面上使用最普遍的防水密封膠主要為以下3種：聚氨酯密封膠、硅酮密封膠以及硅烷改性聚醚密封膠。硅酮密封膠與混凝土的粘接效果較差，而且容易造成污染環(huán)境，后期維護所需的成本較高?；诖?，目前大部分裝配式建筑都不使用此密封膠。聚氨酯密封膠的耐候性較差，在凝固期間會產(chǎn)生二氧化碳，從而使密封膠的性能受到影響，長期使用的穩(wěn)定性較差[1]。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

實驗原料如表1所示。

1.2 儀器及設(shè)備

實驗用儀器及設(shè)備如表2所示。

1.3 MS密封膠的制備工藝

取少量的硅烷封端聚醚的交聯(lián)聚合物、鄰苯二甲酸二異癸酯、二月桂酸二丁基錫、超微細碳酸鈣、苯并三唑類紫外線吸收劑、受阻胺類光穩(wěn)定劑，依次將其放入到動混機中，攪拌50 min后換至真空攪拌，期間把水溫提升到100 ℃制止脫水2 h;之后把溫度迅速降到50 ℃。然后加入氮氣，并依次放入乙烯基三甲氧硅烷、硅烷偶聯(lián)劑等助劑，在抽完真空的條件下進行攪拌混合。最后把氮氣撤出轉(zhuǎn)成常壓，并快速的將其注入320 mL的塑料管中，制成此品[2-3]。

1.4 性能測試

①MS密封膠的拉伸模量、斷裂伸長率以及強度的測試要嚴(yán)格按照國家規(guī)定的《建筑密封材料試驗方法》標(biāo)準(zhǔn)來利用電子智能試驗機進行測試。②浸水實驗，根據(jù)《混凝土建筑接縫用密封膠》標(biāo)準(zhǔn)的附錄A方式來進行測試[4-5]。③溫度環(huán)境實驗，將混凝土試驗樣品在75 ℃或92 ℃的環(huán)境中存放15 d或22 d;一段時間后取出放置室溫測試箱中觀其性能的變化。④壓流黏度，利用壓流黏度計來測定壓流黏度。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同硅烷改性聚醚預(yù)聚物對常溫粘接性能的影響

在MS密封膠的眾多成分中，其中硅烷改性聚醚預(yù)聚物作為主要成分，因其結(jié)構(gòu)不同，所制作出的MS密封膠之間的各性能也不同，具有一定的差異性。本文通過3種不同結(jié)構(gòu)的預(yù)聚物來進行制備，所制備出的密封膠有MS1、MS2以及MS3，MS2中的預(yù)聚物主要成分為二烷氧基封端聚醚，與其不同的MS1、MS3的主要成分均為三烷氧基封端聚醚，而黏度的排名為MS1、MS2、MS3。各性能指標(biāo)如表3所示。

由表3可看到，在各組成成分不變的情況下，密封膠的黏度會隨著預(yù)聚物的黏度增加而持續(xù)上升，擠出性下降，斷裂伸升率上升。造成這一主要原因是預(yù)聚物包含分子的質(zhì)量偏大，在進行固化的過程中交聯(lián)度下降，導(dǎo)致高分子化合物的柔韌性好，斷裂伸長率較高[6]。從表3中還可看到，MS2密封膠粘接破壞形式為100%內(nèi)聚，所以其粘接性能最強。而MS3密封膠的粘接破壞形式為界面，這表明此密封膠的粘接性能最差，這主要是由于MS3密封膠中黏度較大，從而影響到了粘接界面的粘接性能，其內(nèi)聚強度高過粘接強度時就會出現(xiàn)粘接破壞現(xiàn)象。

2.2 不同納米碳酸鈣對浸水粘接性能的影響

通過3種不同粒徑納米碳酸鈣制備低模量的MS密封膠來對混凝土粘接性能與浸水性能影響進行了分析[7]。從表4可知，如果在組成部分全部相同的情況下，分別利用MSa、MSb、MSc這3種納米碳酸鈣所制作出的產(chǎn)品，各性能之間的差異性較大，其中使用MSc碳酸鈣所制作出的產(chǎn)品各性能強度高，而且膠體較硬，斷裂伸長率較低，這直接導(dǎo)致粘接破壞形式為截面破壞。采用碳酸鈣MSa所制作出的產(chǎn)品，我們可以清晰地得知斷裂伸長率非常高，而所含拉伸模量持續(xù)降低，此密封膠針對混凝土的粘接性能最為突出。經(jīng)過泡水后，MSb浸水粘接性能持續(xù)下降，而且斷裂伸長率也會隨之下降;在泡水后MSa所表現(xiàn)的各性能以及粘接能力都表現(xiàn)較為突出，抗水能力較強。通過實驗得出，納米碳酸鈣粒徑的粗細不同所制備出的MS密封膠的抗水性能也會不同。

2.3 紫外線對粘接性能的影響

MS密封膠在裝配式建筑中混凝土接縫的耐用性主要表現(xiàn)為紫外輻射、溫度環(huán)境以及外界不同作用力等多種因素?；诖?，本文將采用模擬外界不同老化條件，針對密封膠紫外線輻射老化進行試驗，結(jié)果如表5所示。

由表5可知，老化前與老化后進行對比，老化后的拉伸強度得到了一定的增長;斷裂伸長率持續(xù)下降，但表面沒有出現(xiàn)裂痕。由此可以看出，其所處的粘接破壞形式為內(nèi)聚，這表明MS密封膠抗紫外線能力較強。

2.4 高溫、高濕對粘接性能的影響

通過高溫、高濕環(huán)境1～3個月的老化性能變化來對MS密封膠的抗溫耐濕性能展開研究結(jié)果，如表6所示。

由表6可以看出，隨著所處高溫、高濕環(huán)境時間的增長，MS密封膠的拉伸強度以及拉伸模量都在持續(xù)下降，老化20 d后拉伸強度及拉伸模量均下降5.0%以上。斷裂伸長率隨著時間的增長在持續(xù)上升，粘接破壞形式也不容樂觀，到20 d以后出現(xiàn)了界面破壞現(xiàn)象，MS密封膠的各項性能均在下降[8]。究其原因，可能是MS密封膠中的組成分子構(gòu)造受到了水分破壞，導(dǎo)致其中的成分瓦解或者水漲，以致MS密封膠的強度逐漸下降，特別是MS密封膠的粘接面非常容易受到水分影響，導(dǎo)致粘接性能下降。通過以上實驗結(jié)果得知，MS密封膠在高溫、高濕環(huán)境中，在12 d的時候可以很好的抵抗老化;但到20 d時，效果均不理想。

2.5 低溫對粘接性能的影響

為使MS密封膠的粘接性能可在不同環(huán)境下的研究更為明顯，本文通過模擬寒冬的環(huán)境來分析冬季施工MS密封膠的粘接性能。把已經(jīng)粘接好的混凝土分別放至0～7 ℃和-2～2 ℃的環(huán)境中，經(jīng)過20 d后來對其粘接性能進行測試[9]，結(jié)果如表7所示。

由表7可知，MS密封膠在低溫的環(huán)境下斷裂伸長率會出現(xiàn)降低的情況，主要原因為聚合反應(yīng)活性偏低，導(dǎo)致無法充分交聯(lián)造成聚合度有所降低。但在低溫環(huán)境下MS密封膠的拉伸模量以及拉伸強度均處于平穩(wěn)的狀態(tài)，而且粘接破壞形式均為內(nèi)聚破壞。這說明MS密封膠完全可以應(yīng)用在冬季施工中[10]。

3 結(jié)語

綜上所述，分子結(jié)構(gòu)不同的硅烷改性聚醚預(yù)聚物所制備出的產(chǎn)品，拉伸模量之間的差距較大，這其中拉伸模量較低的產(chǎn)品粘接性能最為突出;而不同粒徑的納米碳酸鈣對MS密封膠的抗水能力間的差異性較大。本文所研究的MS密封膠不僅對紫外輻射有較大的抵抗能力，而且在高溫、高濕的環(huán)境中12 d，同時在低溫環(huán)境所表現(xiàn)出的粘接性能也較為突出，可以適用于冬季施工。

【參考文獻】

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