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摘要:本文介绍了家装门窗的应用特点及发展趋势,分析了家装门窗密封胶的重要作用,总结了家装门窗密封胶的应用特点,即在满足基本的防水密封性能之外,还应满足装饰性、环保性、节能性和易用性等性能的要求。同时,对于家装门窗密封胶的选择也提出了相关的建议,希望可以为广大读者在家装门窗密封胶的选用提供参考。
关键词:家装门窗;密封胶;选用

当前,我国经济发展进入了高质量发展的新时代。我国建筑门窗(词条“建筑门窗”由行业大百科提供)行业的高端化发展趋势也愈加明显。因此,建筑门窗的功能,远不止解决房屋的挡风、遮雨、保温以及采光等基本的功能性问题,还应达到高性能标准的要求,即还需要考虑门窗上墙后的水密性、气密性、抗风压、机械力学强度、隔热、隔声、防盗、遮阳、耐候性、操作手感、自动化等一系列重要的使用性能和门窗功能。[1]
1. 家装门窗的应用特点及发展趋势
家装门窗在我国建筑门窗行业一直占据着半壁江山。随着生活水平的提高,人们对于住宅质量和居住体验有了更高的要求,因此对于家装门窗也提出了更高的需求。高端家装门窗产品已经受到广大消费者、装修公司的推荐,同时个性化的需求和对门窗认知的提升也促进了高端家装门窗产品需求总量的高速增长。[2]
家装门窗的特点主要包括装饰性、环保性、节能性等方面。这些特点使得门窗在家装中不仅具有实用功能,还能提升整体美观和居住舒适度。家装门窗密封胶在选用时,也需要满足家装门窗这些性能特点的要求。
首先,家装门窗的装饰性非常重要。门窗作为室内、外空间的过渡元素,其外观设计和材质可以与建筑整体风格相协调,为室内增添层次感和美感。不同的门窗材质如铝合金(词条“铝合金”由行业大百科提供)、实木、塑钢等,都能提供不同的视觉效果,满足不同的装修风格需求。即使是同一种材质,不同的表面处理工艺也会带来不同的效果。例如瓷泳铝型材,以其表面光泽柔和、颜色多样,外观视觉效果更好,能有效减少光污染,耐腐蚀性能优异等性能特点,成为高端消费者的新宠。[3] 家装门窗密封胶需要与这些不同的材料粘接良好,才能让密封胶发挥其应有的效果。
另一方面,家装门窗的设计会更加突出外观,更加倾向于采用满足用户效果需求的设计,例如最近非常流行的窄边框门窗,其特点是边框宽度较窄,设计简约,能够增大采光面积,使空间显得更加宽敞和明亮。这种设计风格通常与现代极简风格相匹配,通过简练的线条和纯粹的色彩呈现出高级的质感。这对于密封胶也提出了更高的要求,比如说要求密封胶在更小的尺寸满足防水密封的效果。
其次,环保性是家装门窗的重要特点。家装门窗的环保性主要取决于其选择的材料和制造工艺。家装门窗采用高质量、可回收的环保材料制造,如铝合金、木材、密封胶等,可以减少资源浪费。否则,不仅会影响门窗的性能和耐用性,增加能源消耗,对环境造成负面影响,还有可能对家庭成员的健康造成不可逆转的恶劣影响。因此,家装门窗所用的密封胶应通过严格的环保检测,确保在使用过程中不会释放有害气体,保障室内空气质量,保护家庭成员的健康和舒适度。
另一方面,家装门窗制造工艺需要按照国家标准的规定进行,符合环保的要求。在设计和制造过程中,可以根据用户的需求和环境特点进行量身定制,因此可以大大提高门窗的使用效率,从而减少不必要的能源浪费和对环境的影响。
第三,节能性也是家装门窗的重要特点。以夏热冬冷地区为例,有相关数据表明,住宅建筑围护部件中门窗的能耗约占住宅建筑围护结构(词条“围护结构”由行业大百科提供)总能耗的45% 左右。[4]优质的家装门窗一般采用高质量的密封胶,获得完美的密封性能,再配合断桥铝型材和中空Low-E玻璃等材料的设计和使用,提升门窗的保温隔热性能,减少能源消耗。例如,对于寒冷地区,家装门窗可以采用节能玻璃,防止热量流失和阳光照射,从而减少室内冷暖气和空调的使用,进而减少能源消耗和对环境的污染。
另一方面,得益于高品质的材料和工艺,优质的门窗采用一般具有较长的使用寿命,从另一个层面实现节能的作用。参考国家标准《住宅性能评定标准》GB/T 50362-2022[5]的规定,门窗的设计工作年限包含“不低于20年”、“不低于25年”和“不低于30年”3个指标。市面上一般的门窗密封胶无法满足这么久的工作年限的要求,选择优质的门窗密封胶则可以助力门窗达到设计的工作年限。
2. 家装门窗密封胶的作用及应用特点
家装门窗不仅具有实用功能,还对居住环境整体美观和舒适度的提升起着至关重要的作用。家装门窗用密封胶的应用特点,是在满足家装门窗的实际需求基础之上,而根据家装门窗的特点进行选用。也就是说,家装门窗密封胶在满足防水、密封等基本的产品性能之上,对于密封胶的外观、环保、节能和易用性等方面的性能还有更高的要求。
2.1家装门窗密封胶的作用简介
门窗密封胶主要用于门窗内外墙接缝、窗框与玻璃接缝的密封(如图1)。其中,窗框与玻璃接缝的密封一般是采用三角形截面胶缝,内外墙接缝密封则可以采用矩形截面胶缝,也可以采用三角形截面胶缝。

窗框与玻璃接缝的密封胶的尺寸,可以参照《铝合金门窗工程技术规范》JGJ 214-2010 [6]中第5.3.2条的规定,根据所用玻璃的不同,密封胶的装配尺寸从3mm-7mm不等。窄边框门窗的胶缝则相对较窄,或者设计成不易察觉的形式。
内外墙接缝密封,具体而言是指用密封胶填补窗框与洞口之间的接缝。在家装门窗领域,由于我国建筑标准并未规定门窗洞口尺寸,所以国内每个客户门窗洞口尺寸都不一样。[7]当门窗尺寸与洞口尺寸存在一定偏差时,一般会依靠密封胶来弥补这部分偏差带来的影响。
门窗内外墙接缝密封胶缝的尺寸,可以参照《铝合金门窗工程技术规范》JGJ 214-2010中第7.3.5条的规定,即“采用矩形截面胶缝,密封胶有效厚度应大于6mm,采用三角形截面胶缝时,密封胶截面宽度应大于8mm。”
2.2家装门窗密封胶的应用特点
1)满足防水密封等基本性能的要求
防水密封是家装门窗密封胶最基本的性能要求之一。从耐老化性能(使用寿命)考虑,国内家装门窗密封胶主要是硅酮类产品,其他种类占比非常少。家装门窗密封胶应符合相关标准的规定,以达到防水密封等基本性能的要求。门窗密封胶相关的标准主要有《硅酮和改性硅酮建筑密封胶》GB/T 14683-2017 [8]、《混凝土接缝用建筑密封胶(词条“建筑密封胶”由行业大百科提供)》JC/T 881-2017 [9]、《建筑窗用弹性密封胶》JC/T 485-2007 [10]等。三个标准都分别对密封胶的产品分类、技术要求、试验方法和检验规则等作了详细说明与规定,对密封胶理化性能(表干时间、挤出性、适用期、弹性恢复率、拉伸模量、质量损失率等)提出了相应指标要求和检测方法。
GB/T 14683-2017和JC/T 881-2017中的分级方法和要求均参照了ISO11600,GB/T 14683-2017根据位移能力分为20级、25级、35级、50级,JC/T 881根据位移能力分为50级、35级、25级、20级、12.5级。JC/T 485参考了日本标准《建筑材料(词条“建筑材料”由行业大百科提供)》JIS A 5758:2004和《建筑密封材料试验方法》JIS A 1439:2004,目前国内应用很少。
在《铝合金门窗》GB/T 8478-2020[11]第5.1.5条“密封及弹性材料”中明确规定:“门窗玻璃镶嵌、杆件连接密封和附件装配所用密封胶宜采用GB/T 14683中规定的Gw类产品;门窗和洞口安装所用密封胶应符合GB/T 14683中F类规定或JC/T 881规定。”
GB/T 14683-2017中将硅酮建筑密封胶按用途分为三类:分别是F类、Gn类和Gw类。这三类产品中,Gw类要求最为严格,指标中明确规定,不允许添加烷烃增塑剂。Gn类和F类则没有相关的限制。因此,家装门窗密封胶可以参考GB/T 8478-2020的要求,选择要求更为严格的Gw类产品。
2)满足装饰性的要求
装饰性是家装门窗密封胶的重要特点。家装门窗密封胶应用中,如果胶缝表面出现颗粒、结皮、气孔或表面不平整等现象,可以认为密封胶外观不良,将影响门窗的装饰性。正常情况下,密封胶外观为均匀、细腻的膏状物,无不易分散的明显颗粒及结皮,可以用刮板法(如图2)检测密封胶的外观是否良好。

密封胶出现外观不良的情况,有可能是密封胶自身质量的问题,也有可能是施工过程操作不当导致的。密封胶施工过程中,如果修整时间过长、反复或多次修整也会导致胶缝表面产生颗粒、结皮及气孔的情况。因此,家装门窗所用密封胶应外观良好,同时操作工人的施工工艺应纯熟高超。
3)满足环保的要求
家装门窗密封胶主要以硅酮类为主,有可能会有少量的家装门窗用户选用其他类型的产品。值得注意的是,有些密封胶会释放对人体有害的物质,比如甲醛(致癌物)、苯及苯系物(致癌物)、异氰酸酯类(有毒物,严重危害人体器官)等。因此,家装门窗密封胶对于门窗的环保性能起着重要的作用。
当前,我国对室内装饰装修用密封胶的有害物质限量要求非常明确,相关的国家标准常用的有《室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量》GB 18583-2008[12]、《建筑胶粘剂有害物质限量》GB 30982-2014[13]和《胶粘剂挥发性有机化合物限量》GB 33372-2020[14]。
目前,GB 18583-2008、GB 30982-2014和GB 33372-2020这三份标准是并行使用的。这三个标准将胶粘剂分为溶剂型、水基型和本体型三大类,并对各类胶粘剂中有害物质限量分别做出了规定。GB 18583-2008中仅对总挥发性有机物的限量值做出了规定。GB 30982-2014对本体型胶粘剂中增加了甲苯二异氰酸酯、苯及苯系物的规定,同时对各种胶粘剂的总挥发性有机物的限量指标规定得更加具体、严格;而GB 33372-2020则是对各种类型胶粘剂在不同应用领域的挥发性有机物限量做了明确的规定。
家装门窗密封胶中常用的硅酮密封胶和改性聚醚密封胶,从密封胶属性而言,这两者均属于本体型胶粘剂,但这是基于以上密封胶正常的配方的前提。实际情况中,为了降低成本,部分厂家会往硅酮密封胶中填充烷烃增塑剂或者往改性聚醚密封胶中添加其他小分子低挥发性物质等,导致市面上有相当部分产品已经不符合上述标准对于有害物质限量的规定。
用户在选择门窗密封胶产品时,应查看相关的检测报告,确认所选的密封胶符合上述标准本体型胶粘剂的要求,且密封胶产品总挥发性有机物(TVOC)含量越低,其环保性能越优秀。
硅酮密封胶本身还可以根据释放出的小分子物质,细分为脱醇型、脱酮肟型等类型。所谓的脱醇型密封胶,是指固化时释放的小分子物质为甲醇、乙醇(俗称酒精)等醇类小分子的密封胶;而脱酮肟型密封胶,固化时释放的小分子物质一般为丁酮肟等酮肟类小分子。
相对于醇类小分子,酮肟类物质对人体更有危害性已经各方研究证实。德国联邦职业安全与健康研究所的一项针对丁酮肟的物质评价结果表明,吸入丁酮肟的鼠类充分验证了丁酮肟对动物的致癌性,确认丁酮肟与良性或恶性肿瘤急剧增长率相关。
2021年4月,欧盟委员会提议在REACH法规(EC) No 1907/2006附录XVII的附件2、4和6中增加生殖毒性(CMR)物质。根据REACH法规附录XVII第28、29和30项,禁止向市场投放和使用被归类为致癌、致生殖细胞基因突变或具有生殖毒性(CMR)的第1A类或第1B类、且被列入附录VII的附件1至附件6的物质。这条法规已于2022年3月1日生效,查看附件2即“第28项–致癌物质:第1B类”,可以看到2-丁酮肟赫然在列,见下图。

因此,室内装饰装修工程项目宜选用绿色环保的脱醇型密封胶产品。硅烷改性聚醚胶(MS胶)用于室内装饰装修接缝密封时,也具备优异的环保性能,但耐久性不如硅酮胶(词条“硅酮胶”由行业大百科提供),尤其是受到太阳光照射的位置;这些应用场景推荐优先选择硅酮胶。
4)满足节能的要求
家装门窗密封性能的好坏直接影响门窗的节能效果,而密封胶对于门窗的密封性能,则起到至关重要的作用。高质量的密封胶能够确保门窗达到完美的密封效果,防止空气渗透,减少热量的散失和冷空气的侵入,减少资源浪费,达到节能的目的。
优质的门窗密封胶可以拥有较长的使用寿命,部分厂家的密封胶产品可以与铝型材、玻璃一样,提供25年的质保。这可以让密封胶在门窗的整个服役寿命中,提供稳定的、优秀的性能,减少中间修理、更换的频次,减少材料、人力资源的浪费,从更高的层面实现节能的作用。
5)满足施工性能的要求
密封胶是一个半成品,施工是家装门窗密封胶中重要的一环。如果使用不当,即使再好的密封胶也有可能出现问题。家装门窗密封胶的施工性能要求主要体现在:①拥有较高的挤出性,同时拥有较高的触变性,不易坍塌,便于施工;②固化速度快,满足家装门窗的使用需求。
值得注意的是,施工性能需要与密封胶的整体性能综合考虑。部分厂家为了获得较好的施工性能,不惜牺牲密封的防水密封、节能、环保、耐候等性能,这是非常不可取的。
3. 家装门窗密封胶的选择
3.1选择信誉好、服务好的品牌产品
产品品牌的选择建议关注产品质量稳定性、服务水平等。产品质量稳定性主要与生产工艺、生产控制和质量控制有关。因此,建议选择生产工艺成熟、自动化程度高,生产控制和质量控制严格的密封胶生产厂家。这种厂家生产的产品质量高,性能优异,能提供优于普通产品的耐久性能和使用年限。
同时,这种生产厂家还会有比较好的服务水平和能力,对于用胶过程中碰到的各种问题均能提供比较合适的解决方案。服务水平高,服务能力强,可以为家装门窗用胶的过程提供保驾护航。
3.2不选用充油密封胶
由于市场价格竞争激烈,部分生产企业为尽可能降低硅酮密封胶的配方成本,可能会往密封胶中添加烷烃类增塑剂。最常见的烷烃增塑剂是矿物油(俗称白油、白矿油),是从轻质润滑油中深度精制的或化学合成的一种几乎没颜色的油品,主要为饱和的环烷烃与链烷烃混合物,其化学结构与有机硅材料的有明显不同。
有研究表明:添加白油的密封胶热老化后的硬度增加非常明显,最大强度伸长率下降明显;热老化后的冷拉-热压(词条“热压”由行业大百科提供)后粘接性、定伸粘接性出现破坏;在5000h紫外老化过程中最大强度伸长率下降明显,并在3500小时出现完全脱胶的情况。[15]填充白油将严重影响硅酮密封胶的耐老化性能,在长期应用过程中会有很大的质量隐患。大量的实际工程案例表明,填充白油的密封胶极易出现中空玻璃流油、粘接性差、开裂、硬化、粉化(词条“粉化”由行业大百科提供)等情况,有些使用廉价“充油”密封胶的工地,甚至不到半年就可见到明显的密封胶开裂。并且,充油量越多,上述情况出现的速度越快,程度越深。[16, 17]
前文GB/T 14683-2017标准介绍中已提到,考虑到烷烃增塑剂对于门窗密封胶耐久性造成的严重不良影响,GB/T 14683-2017中规定了“热失重≤8%”和“烷烃增塑剂不得检出”。但这两项规定主要针对Gw类,而门窗上常用的F类则没有这两方面的要求,Gn类则仅有“热失重≤8%”的要求,而没有“烷烃增塑剂不得检出”的要求。
市面上有相当部分的产品只满足Gn类或F类的要求而不满足Gw类的要求,还有部分产品采用了JC/T 485的标准。采用GB/T 14683-2017中Gw类的产品不填充烷烃增塑剂,采用Gn类的产品可能少量填充烷烃增塑剂,而采用JC/T 485标准的产品往往是无法满足GB/T 14683-2017的要求,产品中填充了大量的烷烃增塑剂。根据近年来笔者所在的实验室对市面上门窗用硅酮密封胶产品收集测试的结果来看,有90%以上的样品填充了烷烃增塑剂。因此,如前文所述,建议大家在选用门窗密封胶时选择符合GB/T 14683-2017中Gw类规定的硅酮密封胶产品。
4. 结论
家装门窗密封胶在整个门窗的制造成本中所占的比例较低,却对家装门窗的质量和使用寿命有着很大的影响。因此,家装门窗密封胶的正确选用是一个十分重要的课题。
最后,对于家装门窗密封胶的正确选用,向广大读者提供两点建议:1)选好胶:选择品质有保证、绿色环保的家装门窗密封胶;2)用好胶:正确设计、正确施工,施工过程严格做好质量控制。希望读者在选择高质量家装门窗密封胶产品的同时,也把它使用好,让密封胶最大限度发挥其作用。
参考文献
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作者单位:广州白云科技股份有限公司