新型材料在建筑门窗幕墙中的应用

　　前言：建筑门窗及幕墙的发展日新月异，各种新技术、新材料不断涌现，更新换代升级的材料不胜枚举。今天我们在这里重点给大家分享的是关于密封、节能、环保型新材料的知识及应用特点，尤其是三元乙丙胶条、导电橡胶以及LED幕墙装饰新产品的应用等。

　　一、三元乙丙密封胶条在建筑门窗、幕墙的应用

　　建筑门窗、幕墙的关键在密封!密封的效果，胶条起着关键作用。

　　密封胶条在建筑门窗中必须具有足够的拉伸强度,良好的弹性,良好的耐温性和耐老化性,断面结构尺寸要科学合理并与建筑门窗型材完美匹配.密封胶条用于玻璃和扇及框之间的密封, 并且在隔音、防尘、防冻、保暖等方面起决定性作用。

　　2015年以前，密封胶条材质一般是PVC改性的，起关键作用的是里面加入的增塑剂，目前比较稳定的增塑剂有磷苯二甲酸二辛酯，二丁酯，但由于其市场价格较高，于是一些小厂家就用一些廉价的东西代替。这些代替品存在不少的隐患：

　　1、门窗密封性低。质量差的密封胶条含用劣质增塑剂或替代品，冬天易老化变硬，收缩。玻璃和型材间出现缝隙，造成漏水，进灰尘。很多用户经常发现雨季塑钢窗里面的压条部位流出红色液体，就是门窗玻璃与密封胶条间进水后腐蚀内钢衬造成的。不但大大降低门窗的美观，还大大影响门窗的寿命。

　　2、胶条表面出现渗油现象，表面很容易出现油脂，在型材表面出现黄色斑迹，即不环保，有异味，污染空气。

　　随着门窗档次的不断提升，质量意识的不断提高，PVC密封胶条已经逐渐被三元乙丙密封胶条所代替。三元乙丙胶条按门窗价值核算为总价值的2-5%，也就是说在500元每平方窗子的情况下，用优质品牌三元乙丙胶条价值仅为10-25元，不会额外增加大量成本的同时，更保证了工程的质量和使用年限。

　　建筑门窗的安装使用，均需密封胶条来实现型材与玻璃之间、扇与框之间的闭合密封。密封胶条在门窗使用中起着固定玻璃，缓冲振动和阻断水、气流通的作用。门窗的保温性能和气密性能对建筑物节能降耗有重大影响，密封不良的门窗失热损是墙体失热损失的5-6倍。门窗和幕墙的节能效率约占建筑节能的37-40%左右。所以胶条在门窗制作中不是配角，它在节能达标中有不可忽视的作用，其性能和使用寿命应引起我们的密切关注。欧洲大部分门窗均采用三元乙丙胶条，其原因造价比硅酮胶低、二次维修成本低，可粘结性好使其成为压力锅形式，确保密封性能好，并采用多腔体保证节能性好，与银丝或铜丝共挤成为隐形导体线路，已达到门窗表面的美观，也能使门窗开启达到电气化、智能化奠定基本条件。

　　二、导电胶条在建筑门窗、幕墙中的应用

　　导电胶条俗称为斑马条，由导电硅胶和绝缘硅胶交替分层叠加后硫化成型。导电橡胶连接器性能稳定可靠，生产装配简便高效。广泛用于游戏机、电话、电子表、计算器、仪表等产品的液晶显示器与电路板的连接。

　　现如今建筑幕墙中越来越多的应用跨界，玻璃幕墙屏幕，大型LED与幕墙相结合的案例，层出不穷。

　　这些新型建筑幕墙的应用中，广泛的使用了导电胶条。

　　导电胶条在现阶段的市场产品中大致有以下几大类：

　　(1)YDP-单面发泡条，一边海绵发泡绝缘，三边具有导电功能。

　　(2)YL-斑马条是导电胶条中最普通也是最常用到的一种胶条，它具有四面导电的功能。

　　(3)YSP-双面发泡条也是导电胶条中最普通的一种胶条，胶条的两边有发泡海绵，具有良好的绝缘性能。

　　(4)YS-透明夹层条，两边深灰透明硅胶具有绝缘功能，硬度比其它类型的胶条相对要硬一些。

　　(5)YY-印刷型，此类型导电胶条的特点是在导电层表面涂上一层绝缘材料，使用时不会与金属外壳造成短路。当胶条厚度要求较薄的情况下可以保证最大的导电层厚度。

　　(6)YDM-绝缘胶条，胶条为全部绝缘。(常用颜色有浅兰色，白色，红色，透明色)。

　　其中实际应用最多的当属YL-斑马条。它主要分为YS型、YSa型、YP，YSP型、YY型导电条等类型。

　　1、YS型的透明斑马胶条，由于它的特殊特性两缘层为柔软的矽胶，透明层具有良好的弹力以及绝缘性能，被广泛的应用于LCD，LCM点矩阵模组的使用。在装配好后与金属外壳不会有短路现象,保证了产品显示功能稳定。

　　2、YSa型的导电斑马条是同类产品中制作难度最高的一种,它是根据产品的不同要求,把导电层自由偏位,以达到产品的最佳接触,确保一流的导通.

　　3、YP，YSP型的导电斑马胶条是最基本的胶条之一，胶条两边的海棉发泡矽胶具有良好的绝缘性能以及减震性能。使用时金属外壳可避免短路现象。

　　4、YY型导电胶条它与别类导电条不同的是:它的绝缘衬层比中间导电层的硬度低20度,保证其在压缩装配过程中,导电层接触最佳.

　　5、YI型的导电斑马条与YP，YS类型最大的区别就是在厚度要求较薄的情况下可以保证最大的导电层厚度，保证充分的连接面积。

　　6、异形导电斑马条是一种加工难度特高的斑马条之一，它可以满足各种特殊要求导电的弱电体连接。

　　7、YL型的导电硅胶条是最基本的胶条之一，它通过绝缘胶片与导电胶片的交替结合，四面均可形成特殊的导电特性，可以满足PCB与LCD之间的四方向连接要求。成为弱导电领域中必不可少的连接器之一。

　　三、EPDM基导电橡胶复合材料在建筑门窗、幕墙中的应用

　　EPDM基导电橡胶复合材料是以三元乙丙橡胶为基体,分别以导电炭黑和镀镍石墨为导电填料而制成的。其是一种最新型的导电复合材料，在建筑门窗、幕墙中的应用实例，尚不多见。在此我们对EPDM基导电橡胶复合材料进行简单的介绍：

　　不同的导电炭黑种类、结构以及用量对CB/EPDM复合材料加工性能、硫化性能、导电性能以及力学性能都会造成影响。

　　不少研究机构在对比混炼前后导电填料的结构与性能、混炼工艺对镀镍石墨导电粉稳定性能的影响、导电填料的用量对NCG/EPDM复合材料硫化特性、导电性能、力学性能等的影响等，在应用中通过加入合适的偶联剂A137,降低复合材料的体积电阻率,且增加了复合材料的导电稳定性,调比偶联剂A137的最佳用量，发现对复合材料的产品品质，尤其是导电性有重大的改善。

　　我们平时工作中对比硫磺硫化体系、DCP硫化体系和双二五硫化体系,发现硫磺硫化体系会使得复合材料的压缩永久变形过大,而DCP硫化体系和双二五硫化体系则能降低材料的压缩永久变形。尤其是双二五硫化体系还能降低混炼胶的门尼粘度,提高材料的加工性能,还能降低硫化胶的逾渗值。由此可见双二五硫化体系是NCG/EPDM复合材料最理想的硫化剂。

　　四、LED灯光导线在建筑门窗、幕墙中的应用

　　我们常见的高分子导电材料通常分为复合型和结构型两大类：

　　①复合型高分子导电材料。由通用的高分子材料与各种导电性物质通过填充复合、表面复合或层积复合等方式而制得。主要品种有导电塑料、导电橡胶、导电纤维织物、导电涂料、导电胶粘剂以及透明导电薄膜等。其性能与导电填料的种类、用量、粒度和状态以及它们在高分子材料中的分散状态有很大的关系。常用的导电填料有炭黑、金属粉、金属箔片、金属纤维、碳纤维等。

　　②结构型高分子导电材料。是指高分子结构本身或经过掺杂之后具有导电功能的高分子材料。根据电导率的大小又可分为高分子半导体、高分子金属和高分子超导体。按照导电机理可分为电子导电高分子材料和离子导电高分子材料。电子导电高分子材料的结构特点是具有线型或面型大共轭体系，在热或光的作用下通过共轭π电子的活化而进行导电，电导率一般在半导体的范围。采用掺杂技术可使这类材料的导电性能大大提高。如在聚乙炔中掺杂少量碘，电导率可提高12个数量级，成为“高分子金属”。经掺杂后的聚氮化硫，在超低温下可转变成高分子超导体。结构型高分子导电材料用于试制轻质塑料蓄电池、太阳能电池、传感器件、微波吸收材料以及试制半导体元器件等。但目前这类材料由于还存在稳定性差(特别是掺杂后的材料在空气中的氧化稳定性差)以及加工成型性、机械性能方面的问题，尚未进入实用阶段。

　　建筑幕墙相结合的灯光工程中路由电缆电线应使用阻燃的，低烟无卤类线缆。电气配管应使用与幕墙材料具备相容性的安全无锈的金属管材或其它类别管材。超高层建筑所选用线缆应按规范要求在规定高度以上部分使用金属外皮的阻燃电缆。

　　不同材质的灯光导线在LED灯饰中的应用测试方法较多。具体的测试基本参数有色温,显色指数光束负,光通量,电压,电流总功率还有温度,湿度等等。

　　测试温度和湿度的设备有：LED恒温恒湿试验箱、LED冷热冲击试验箱、LED高温老化试验箱等。

　　LED恒温恒湿试验箱：用于检测材料在各种环境下性能的设备及试验各种材料耐热、耐寒、耐干、耐湿性能。

　　LED冷热冲击试验箱：用于模拟测试产品在不同国家或区域的恶劣环境，急变在瞬间经高温、低温的连续温度变化环境下所能忍受的程度，试验其在急遽变化的温差条件下热胀冷缩所引起的化学变化和物理伤害。

　　LED高温老化试验箱：用来模拟考核和确定电工电子产品或材料在温度的环境条件下贮存和使用的适应性,设备在极端高温下的工作环境，检验设备在所能容忍的最高工作温度中 的工作情况，通过此项检验可以把高温下工作不稳定的零部件问题找出来，减少产品出厂返修率。

　　接下来我们简要介绍一下led灯光导线的生产流程：

　　1、印刷锡膏。先把锡膏回温之后进行搅拌，然后放少量在印刷机钢网上，量以刮刀前进的时候锡膏到刮刀的3/2 处为佳。第一次试印刷后要注意观察FPC 上LED 焊盘位置的锡膏是否饱满，有没有少锡或多锡，还要注意有没有短路的情况。这一关非常关键，把关不严就会造成后面的品质不良。

　　2、贴片。把印刷好的FPC 放在治具上，自动送板到贴片位置。贴片机的程序是事先编制好的，只要第一片板贴装没有问题的话，后面就会很稳定的生产下去。这里需要注意的就是LED 的极性、贴片电阻的阻值不要搞混就好了，另外需要注意的就是贴装的位置不要偏移。

　　3、中间检查环节。需要注意检查LED 灯带上LED 的极性(有无反向)、贴装有没有偏移、有无短路、电阻阻值是否正确等。

　　4、回流焊接。这里需要注意的是回流的温度一定要控制好，太低了锡膏熔化不了，会出现冷焊;太高了 FPC 容易起泡。还有就是预热的温度要适当，太低助焊剂挥发不完全，回流后有残留，影响外观;太高会造成助焊剂过早挥发掉，造成回流时虚焊现象，同时有可能会产生锡珠。

　　5、成品检查。这里需要检查产品的外观，看有无焊接不良、锡珠、短路等等。然后就是电气检查，测试产品的电气性能是否完好，参数是否正确。

　　6、包装。LED 灯带的包装一般是5 米每卷，采用防静电防潮包装袋进行包装。包装时有附件的还要注意把附件包装进去，以免到客户处因缺少附件而不能使用。

　　LED灯光导线效果

　　五、有机硅产品在建筑门窗、幕墙中的应用

　　有机硅产品的基本结构单元是由硅-氧链节构成的，侧链则通过硅原子与其他各种有机基团相连。因此，在有机硅产品的结构中既含有" 有机基团"，又含有"无机结构"，这种特殊的组成和分子结构使它集有机物的特性与无机物的功能于一身。

　　与其他高分子材料相比，有机硅产品的最突出性能是：

　　1、耐温特性

　　有机硅产品是以硅-氧(Si-O)键为主链结构的，C-C键的键能为82.6千卡/克分子，Si-O键的键能在有机硅中为 121千卡/克分子，所以有机硅产品的热稳定性高，高温下(或辐射照射)分子的化学键不断裂、不分解。有机硅不但可耐高温，而且也耐低温，可在一个很宽的温度范围内使用。无论是化学性能还是物理机械性能，随温度的变化都很小。

　　2、耐候性

　　有机硅产品的主链为-Si-O-，无双键存在，因此不易被紫外光和臭氧所分解。有机硅具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及耐辐照和耐候能力。有机硅中自然环境下的使用寿命可达几十年。

　　3、电气绝缘性能

　　有机硅产品都具有良好的电绝缘性能，其介电损耗、耐电压、耐电弧、耐电晕、体积电阻系数和表面电阻系数等均在绝缘材料中名列前茅，而且它们的电气性能受温度和频率的影响很小。因此，它们是一种稳定的电绝缘材料，被广泛应用于电子、电气工业上。有机硅除了具有优良的耐热性外，还具有优异的拒水性，这是电气设备在湿态条件下使用具有高可靠性的保障。

　　4、生物特性

　　生物活性有机硅是人体必需的一种的营养素。有机硅是构成人体组织和参与新陈代谢的重要元素。存于人体的每一个细胞当中，作为细胞构建的支撑，同时帮助其他重要物质如镁，磷，钙等吸收。人体只能通过食物不断获得有机硅。

　　5、低表面张力和低表面能

　　有机硅的主链十分柔顺，其分子间的作用力比碳氢化合物要弱得多，因此，比同分子量的碳氢化合物粘度低，表面张力弱，表面能小，成膜能力强。这种低表面张力和低表面能是它获得多方面应用的主要原因：疏水、消泡、泡沫稳定、防粘、润滑、上光等各项优异性能。

　　通过上述内容，我们了解到了有机硅所具有的优异性能。同时它的应用范围非常广泛，它不仅作为航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料使用，而且也用于国民经济各部门，其应用范围已扩到：建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、医药医疗等。

　　六、新材料应用工程案例：