硅酮胶是有机硅类产品,由于其粘接力强,拉伸强度大,同时又具有耐候性、抗振性、防潮、抗臭气、适应冷热变化大的特点,加之其较广泛的适用性,能实现大多数建材产品之间的粘合,因此应用价值非常大。
我国大量硅酮建筑密封胶的使用始于20世纪80年代。在我国首先大量使用的是酸性硅酮封胶(俗称玻璃胶),目前也是用量最大的品种。后来由于玻璃幕墙、铝板幕墙及石材幕墙建筑的加快速度进行发展,对胶的要求也相应提高,从而中性硅酮密封胶也得到了大量使用。我国的硅酮密封胶经历了从国外进口、进口分装、国内生产几个阶段,目前国内市场上的硅酮密封胶主要为国内生产。
中国在建筑工程中所用的硅酮密封胶总量不如发达国家高,但节能型建筑的兴起将会加大硅酮密封胶的使用需求。
硅酮密封胶依据工程不同,可分为结构胶和普通密封胶。一直以来,建筑工程对结构胶的要求比较严格,由于结构胶大多数都用在粘结建筑整体的结构,承受风荷载及玻璃的自重荷载,同时又要满足相关标准规定的弹性模量,所以其技术上的含金量较高。硅酮密封胶的使用比例完全取决于使用者和使用量,总体而言,密封胶在幕墙建筑中使用率可达到10%,在门窗生产中所占比例更少。不过在整个建筑和建材中的使用量比较大。
中国在建筑工程中所用的密封胶总量不如发达国家高,包括防水、密闭、透气等。之所以用量相对较少,是因为中国建筑主要是钢筋混凝土的剪力墙,所需粘合的部分相对不多,所以需求量小。而发达国家如美国、日本等,其建筑多是轻质墙体结构,需粘合部分较多,所以需求量较大。
但是如今中国正在大力倡导建设节能型建筑,对节能的要求逐步的提升,而密封胶在节能中的应用很重要。密封胶在接缝中承受接缝的变化及环境影响而不被破坏,今后的使用率势必持续不断的增加,同时对其自身的质量发展要求也会慢慢的严格。
近两年国产硅酮密封胶和国外品牌硅酮密封胶的差距已经越来越小。早些年我国在结构性用胶上还是空白,全部采用进口。近几年,中国企业经历了二三十年的崛起,兴建实验室,建立产品质量监控保障体系,完善售后服务等,尤其是初具规模的国内密封胶企业,产品质量已经能达到国内标准,技术水平也在不停提高,产品价格和国外已没有大的差异。
目前,部分密封胶的国内标准和国际标准相差不大,只有和欧洲的几项标准不太一致,国内标准也在修订调整中。另外,国外企业在市场运作和企业管理上颇具优势,值得中国企业学习。
但和国外产品相比,国产密封胶在技术和质量相当的情况下,更具备价格和地域优势,其发展前途很大。
国产密封胶的核心竞争力除了价格低、技术与国外产品差异小之外,还得益于地域优势。众所周知,中国的建筑工程一般都冠以“时间紧、任务重”的帽子,所以物美价廉、技术过关、又能及时供货的产品是工程中愿意采用的。进口胶供给一般会涉及到进口周期和运输周期,但国产胶却能够保证及时供货,所以国内建筑工程更愿意采用国产胶。虽然现在很多国外产品生产也都本土化了,但并不具备明显优势。
我国硅酮结构密封胶技术已达到世界水平,超高性能的建筑密封和隔热节能材料成为行业发展的必然选择。目前,建设主管部门很看重和鼓励对门窗幕墙建筑外围护结构可以进行高水平的保温隔热处理,特别是公用建筑节能设计标准GB50189颁布实施以后,对门窗的节能提到了强制性标准的高度。目前铝窗采取用中空玻璃、低反射玻璃,推广隔热型材等方法,使整窗传热系数大幅度降低,提高其节能水平。在冬季,带有隔热条的窗框能够减少1/3通过窗框散失的热量;在夏季,带有隔热条的窗框能够更有效地减少外界热量的传入。
建筑密封材料是建筑业尤其是幕墙门窗行业的重要功能材料,以硅酮结构胶为代表的建筑密封材料近十年来在幕墙门窗行业得到了广泛的应用,至2008年我国的各类既有幕墙面积已达到了2亿多平方米,数十亿平方米的门窗采用硅酮胶进行密封。密封效果的好坏必然的联系到门窗的隔热能力。但用量很大的硅酮胶,长期以来没有正真获得应有的重视,市场上的密封胶鱼龙混杂,良莠不齐。很多幕墙工程完工不久就漏水,不仅损坏了建筑的内装修,还危及到幕墙金属结构的安全,更谈不上节能。硅酮耐候胶本来是良好的隔热材料,却因为透风漏水而成为耗能的罪魁祸首。
美国塞班岛以其残酷的二战战场和美丽的风光闻名于世,但每年10余次的飓风却给当地的幕墙工程以严峻的考验。岛上最大的幕墙工程是某五星级酒店,距离海岸线仅两百米,巨大的风压年年使幕墙结构失效漏水,飓风把雨水挤进裂缝,多年来美国自己生产的密封胶都没有办法解决。但这个酒店重新整改的时候,使用我国的超高性能的密封胶,一经采用便完全解决了这样的一个问题。事实上我国的硅酮结构胶技术已达到世界水平。
目前国内胶产品的质量差距比较大。生产密封胶的企业大概能分为两类:一类是早年就开始生产胶的企业,特别是工程胶企业,口碑颇佳,其技术、人才、设备等都与国外大型密封胶公司相差无几,产品生产、产品质量控制都把控严格,基本上没有产品质量的重大问题,只在研发能力上还亟待加强。另一类是近几年新派生出来的小企业。由于密封胶产业门槛较低,导致这一些企业启用低素质人员,不具备相当的技术能力,所以产品质量很低。
对于胶产品而言,品牌慢慢的变成了消费者越来越倾向的选择标准,特别是重大工程建筑尤其重视品牌。本身建筑工程的立项就经历了土地审核、建筑审批等严格的程序,重大建筑对各方面的环节要求更是小心谨慎,所以对密封胶的选择和使用也同样严格要求,防止质量风险。而实践证明,大品牌的产品质量确实能满足一系列的要求。
由于国内密封胶企业整体素质偏低,所以国产密封胶产业势必将更加重视品牌运作。如今,一线品牌始终致力于产品质量把控和售后服务完善,中小品牌很多也开始启用自动化生产线。这也从侧面说明密封胶的产量在持续上升,市场空间较大。在大力倡导节能建筑建设的今天,尤其是中空玻璃对高质量的密封胶需求也日益提高,这对于密封胶产业来说是个非常大的机遇,发展前途很大。所以无论是大企业还是中小企业,必须要加强产品的质量控制,培养高素质科研和技术人员,做好品牌,这样才可以抓住机遇。
国内密封胶企业还处于强势发展的阶段,要想成为如同产业中的领头羊,不仅要靠自身实力、市场运作和品牌积累,还要经历市场的考验。让我们共同期待产业的优化结构调整和良性快速发展。
随着硅酮结构密封胶产品技术的突破和设计实施工程技术的成熟,我国以结构胶粘结装配的建筑幕墙面积迅速扩展,年竣工面积占世界总量的三分之二,累计安装面积超过5000万m2, 约占世界总量的50%。作为幕墙结构的关键材料,国家对硅酮结构密封胶的技术性能和质量给予特别关注:1997发布了GB 16776《建筑用硅酮结构密封胶》强制性国家标准,对产品生产、销售、进口实施认定管理,有力地保证了幕墙质量和结构安全。虽然2002年末国务院取消了对硅酮结构密封胶产品的行政审批,但由于市场对原有品牌的认可,所以并未对产品质量和生产造成负面影响。目前还陆续有一些企业期望进入该产品的生产企业行列,并把它作为产品高质量的代表。这一切充分说明各界对结构胶发展的重视。
建筑幕墙玻璃(石板、铝板或其他)依靠硅酮结构胶粘结在外墙框架上,设计的结构胶既要有足够的强度,能承受50年或百年一遇的最大设计荷载,又要有充足的弹性,能承受风荷栽、热、地震和建筑沉降引起的结构变位,而且要保证位移时的应力不大于许用应力。但是,从国内十几个结构胶产品的性能验证情况分析,都会存在强度高而弹性不足的倾向。产品强度远大于国家标准技术方面的要求,平均值约为国家标准值的2倍以上,但最大强度时的伸长率随产品不同差异甚大,仅有个别产品性能较为稳定,在各种试验条件下伸长率始终保持在160 %~266 %的范围内,大部分产品的伸长率最低时仅分别为43 %、52 %、58 %、65 %。从这一些产品的应力-应变特性分析,结构密封胶的模量差异更大,应变12.5%时的模量由190Kpa至430Kpa,相差一倍,这种差异表明产品弹性、柔度或刚度的不同,在工程应用中将直接影响到结构胶的选材和结构尺寸的设定。如按以下条件进行设计验算:幕墙风压荷载1.92Kpa、结构密封胶许用应力140Kpa、玻璃尺寸长2500mm宽1200mm、温差变化37°C,当粘结厚度采用6mm时,接缝温差位移量达到1.45mm,即相对位移量为2.88%,个别产品已经不能选用,因为它在2.88%应变下的应力已大于许用应力140kpa。如果考虑风压、建筑层间变位等综合计算,将会有更大相对位移,可能有更多的产品被淘汰,不能用于结构的装配。
适应建筑幕墙高质量硅酮密封胶需求市场,我国成长了一批规模较大的企业,聚集一批高素质的技术人员,建立有效的质量管理体系、合理的工艺流程、配套的生产装备及严格的质量控制手段,几年来,大力开发多功能性密封胶,如玻璃胶、耐候胶、防火密封胶、石材密封胶、金属接缝密封胶、防霉密封胶、装饰缝彩色密封胶及中空玻璃密封胶等多类型多规格的产品,投产十分迅速,推进硅酮密封胶市场迅速扩大,而扩大的市场又促进扩大生产规模和成本优化,有效地支持建筑幕墙及房屋建筑产业的发展。综合分析这一些企业有以下特点:
这些企业多以高功能的产品为主,以优质优价占据着密封胶高端市场并获得良好的商誉,企业重视建筑行业发展动向,跟踪有关标准的制定,不断推出新的功能性产品。例如追踪建筑外观要求开发高弹性高模量硅酮密封胶,开发出透明的中空玻璃密封胶;依据建筑防火规定要求,发展耐高温的阻燃密封胶等。
密封胶是在现场施工成形的材料,特别是在幕墙结构粘结密封装配中,潜在影响因素较多,产品质量、使用环境条件、实施工程技术等都会影响建筑密封的质量。这一些企业敢于为工程提供为期十年的质量担保书,承担产品售后技术上的支持的责任,特别在幕墙工程中将系统模块设计接缝规格尺寸的复审、工程中同硅酮密封胶接触的间隔条、衬垫、定位块和其他附件的相容性试验、对玻璃和金属型材的粘接性试验等,均作为自己的责任,向建筑工程提供实施工程技术、提供玻璃、金属材料或有涂层、难粘表面的特别清洗技术或提供适用的表面处理剂,积极指导结构系统制造和工程安装单位控制粘接质量,了解材料变化以及可能对结构密封胶有害的工艺变化,注意保留工程用样品,不间断地积累工程测试数据和验证结构粘接的可靠性。我国建筑工程粘接密封质量能够持续稳定,同这一些企业的不懈努力和工作有密切关系。
同1997年相比,硅酮密封胶企业大多已完成原始积累,通过自我发展形成产品研制和售后服务技术队伍,特别销售额过亿元的企业,目前更加重视技术投入,已完成或正在完成生产的全部过程和质量控制手段的技术改造,由最初小容量、间歇式单机搅拌生产,发展到1000L甚至2500L大型真空捏合行星搅拌,并合多个过程实现连续化、自动化生产模式。先进的技术装备和专业方面技术力量的加强,不仅减少了一线生产人员,促使成本下降,也有力保证产品质量的稳定和提高,使有些企业产品在保证满足国内市场逐步扩大的同时,有能力开拓国际市场。
2020年我国硅酮结构密封胶行业市场规模达到102.26亿元,同比增长6.27%。2019年我国硅酮结构密封胶行业市场规模96.22亿元,同比增长9.35%。
根据生命周期理论的销售增长率划分法:销售增长率大于10%为成长期, 0.1 %-10%为投入期或成熟期,小于0则为衰退期,不妨对硅酮结构密封胶行业可做如下推断:
生命周期理论认为,行业的生命周期一般有一百年到几百年的时间,最短的也有60年左右,由于硅酮结构密封胶与人类的物质文化生活息息相关,所以至少能够肯定造硅酮结构密封胶业的生命周期将会是很长的。由于我们没办法得知未来该行业的发展状况,况且生命周期理论是一种事后分析,我们也不好肯定该行业的成熟期到何时结束,即延续多长时间。
目前,中国硅酮结构密封胶的市场,应用领域较为广泛。随技术的改革发展,硅酮结构密封胶的产品性能将会得到更深入的开发研究,其应用场景范围将会得到延伸。
另外,随着行业的革新,高科技高品质的产品慢慢的变成为市场追逐的潮流,硅酮结构密封胶是市场的服务性产品,利于整个行业发展,顺应行业发展的主流。其次,行业的革新必然会淘汰一些企业,对于硅酮结构密封胶行业来说,目前市场上硅酮结构密封胶的应用领域不相同,也会使得不同的性质的企业加入市场,会使得硅酮结构密封胶产品的鱼目混珠。行业革新在某些特定的程度上促进行业的整合,增强硅酮结构密封胶行业的核心竞争力。返回搜狐,查看更加多