建筑用硅酮膠是目前玻璃幕墻建筑的主要結(jié)構(gòu)粘結(jié)和密封材料， 也稱作室溫硫化硅酮密封膠（RTV-1單組分），它是一種濕氣固化產(chǎn)品，一般在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格控制物料含水率，隔絕生產(chǎn)過程中同大氣接觸是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。主要設(shè)備有高負(fù)荷真空雙軸攪拌機(jī)、真空捏合機(jī)、門式擠壓機(jī)、連續(xù)自動(dòng)灌裝機(jī)及其配套的合成、干燥、均化裝置等，這些設(shè)備最早全部依靠進(jìn)口，現(xiàn)均已國(guó)產(chǎn)化，產(chǎn)品的密閉包裝已經(jīng)采用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的硬塑料管自動(dòng)灌裝機(jī)和鋁塑料復(fù)合膜軟包裝機(jī)。此外，國(guó)內(nèi)已建成投產(chǎn)多條密封連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)線，具有世界先進(jìn)水平的密封多成分自動(dòng)計(jì)量靜態(tài)紊流混合拼色均化設(shè)備，也在硅酮密封膠生產(chǎn)線投產(chǎn)，產(chǎn)量和效率大大提高。
目前市場(chǎng)上主要有酸性和中性兩中RTV-1，酸性硅酮密封膠對(duì)玻璃的優(yōu)良粘結(jié)性，但不宜用于混凝土、石材和金屬接縫，隨著人們認(rèn)識(shí)的深化，其應(yīng)用范圍將受到局限。當(dāng)前脫醇及脫肟型中等密封膠發(fā)展較快，功能性品種和產(chǎn)量不斷擴(kuò)大，其中硅酮結(jié)構(gòu)密封膠和玻璃接縫耐侯密封膠的市場(chǎng)份額呈明顯增長(zhǎng)，中性建筑石材密封膠、防霉密封膠、防火密封膠、金屬屋面及管道密封膠等新型功能產(chǎn)品，已投放市場(chǎng)。目前包括密封膠在內(nèi)的中性密封膠總量已超過2萬噸，開始改變酸性硅酮密封膠的市場(chǎng)比例。
目前中性RTV-1填充的納米碳酸鈣主要有兩種：粒徑40-60nm，80-100nm的納米級(jí)活性輕質(zhì)碳酸鈣，根據(jù)硅酮膠產(chǎn)品的性能要求兩種納米碳酸鈣產(chǎn)品進(jìn)行混合級(jí)配使用，比例一般為1：1，另一種做法是用粒徑較細(xì)的納米碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣（1500目以上）級(jí)配，得到性能較為良好的產(chǎn)品，同時(shí)可降低制造的成本，以上兩種納米碳酸鈣產(chǎn)品的主要區(qū)別就在于產(chǎn)品粒徑的不同，主要代表企業(yè)分別為河南科力、上海耀華、上海卓越、湖南金信、內(nèi)蒙古蒙西等生產(chǎn)40-60nm；廣東恩平的燕華化工、嘉維化工、中澳白翠華化工等生產(chǎn)的80-120nm的產(chǎn)品。
從市場(chǎng)價(jià)位分析，前一種產(chǎn)品的售價(jià)一般在1900-2500元/T，而后一種產(chǎn)品售價(jià)在1500-1700元/T。在實(shí)際的應(yīng)用過程中粒徑較小的產(chǎn)品表現(xiàn)出現(xiàn)較為明顯的補(bǔ)強(qiáng)和拉伸性能，但由于產(chǎn)品粒徑較小加二次粒子團(tuán)聚嚴(yán)重，如破碎解聚效果不好容易在硅酮膠制品中出現(xiàn)外觀不光亮，甚至有細(xì)小顆粒的情況，致使部分硅酮膠企業(yè)不得不采取兩輥研磨設(shè)備進(jìn)行研磨，否則影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，該產(chǎn)品堆積密度0.3-0.5g/cm3。而在80-120nm范圍的產(chǎn)品則具有較好的分散加工性能，不需要兩輥研磨；并具有良好的外觀性能，制品表面較為光亮；該產(chǎn)品的堆積密度較?。?.6-0.7g/cm3），因此能降低硅酮膠制品的密度，從而降低其產(chǎn)品的銷售成本。
建筑用硅酮膠在市場(chǎng)上俗稱“玻璃膠”，生產(chǎn)和工藝設(shè)備并不十分復(fù)雜，一般第一道工序是捏合混煉過程：將107膠、白油或硅油以及納米碳酸鈣等按一定比例加入到雙軸捏合機(jī)內(nèi)預(yù)混，一定時(shí)間后采取真空密煉3-6小時(shí)。一些企業(yè)會(huì)將納米碳酸鈣等固體填充料預(yù)先烘干脫水，降低真空密煉時(shí)間。該過程完成后得到基料。通過對(duì)基料粘稠性能、揮發(fā)份等檢測(cè)后，進(jìn)行第二道工序——制膠，將基料與交聯(lián)劑、色料、其他功能助劑等進(jìn)一步在真空條件下充分混合，制得密封保存的中性硅酮膠制品。
納米碳酸鈣在應(yīng)用過程中主要有以下問題：
1、產(chǎn)品水分
（硅酮膠企業(yè)以揮發(fā)份為準(zhǔn)）較高，使碳酸鈣顆粒表面的羥基（-OH）增多，其聚集體呈現(xiàn)出現(xiàn)互凝聚的傾向，在液相聚硅烷作用下形成三維網(wǎng)絡(luò)，使膠料的黏度增大，并在基料中形成1～3mm顆粒，造成混煉時(shí)間延長(zhǎng)，可通過研磨或篩網(wǎng)過濾進(jìn)行處理，但在研磨過程中大多采用敞開式，因此該團(tuán)粒中水分位能即使脫出只能研磨變小，卻難以消除，而采用80-120目篩網(wǎng)對(duì)基料進(jìn)行過濾處理較為可行。
2、二次粒徑較大
一般容易出現(xiàn)在粒徑較小的納米碳酸鈣產(chǎn)品中，由于隨著納米碳酸鈣粒徑的范圍小到40-60nm時(shí)，顆粒比表面積增大（22～34m2/g），內(nèi)聚力增強(qiáng)，很容易形成結(jié)合緊密硬團(tuán)聚，分散解聚都相對(duì)較為困難，硅酮膠捏合過程中無法分散該硬團(tuán)聚顆粒，因此只能通過一次或多次研磨將其分散，勢(shì)必增加制造成本。如產(chǎn)品中有較多40nm左右結(jié)晶體，其團(tuán)聚體（二次粒子）粒徑會(huì)達(dá)到30μm以上，在使用過程中兩輥研磨機(jī)也很難分散這種硬團(tuán)聚體，當(dāng)該顆粒數(shù)量足夠多時(shí)，硅酮膠制品表面就容易出現(xiàn)顆粒，甚至“麻面”或“霧面”現(xiàn)象。
3、表面處理不足或過剩都會(huì)對(duì)硅酮膠制品產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。
當(dāng)表面處理不足時(shí)，由于碳酸鈣顆粒表面為極性，是親水截面，在硅酮膠這種非極性有機(jī)物中就很難相容，造成分散困難，出現(xiàn)混煉時(shí)難“吃粉”延長(zhǎng)捏合時(shí)間，即使充分混合后，由于碳酸鈣表面缺乏足夠有機(jī)物表面活性劑包覆使硅酮膠體系與極性碳酸鈣界面接觸幾率明顯增加，而碳酸鈣表面存在較多的羥基，這些基團(tuán)能與液相硅橡膠分子鏈中的Si-O鍵形成氫鍵（物理吸附），其結(jié)果將會(huì)產(chǎn)生兩種不同的作用：一方面導(dǎo)致硫化膠物理力學(xué)性能的提高，另一方面也會(huì)在體系內(nèi)部產(chǎn)生結(jié)果化現(xiàn)象，導(dǎo)致膠料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性下降。
當(dāng)表面處理劑過剩使對(duì)硅酮膠的生產(chǎn)同樣產(chǎn)生不利影響，因?yàn)楣柰z是一種粘膠制品，要求必須與施工介質(zhì)表面有良好的黏粘性能，為提高這種黏粘性能，硅酮膠配方中較多采用硅烷偶聯(lián)劑改進(jìn)增強(qiáng)，這種黏粘性能是靠硅烷偶聯(lián)劑中的兩種基團(tuán)與施工介質(zhì)表面以范德華力或氫鍵形成物理吸附或者借助基團(tuán)的反應(yīng)形成化學(xué)鍵，當(dāng)碳酸鈣表面處理劑過量時(shí)，其有機(jī)基團(tuán)數(shù)量明顯增多（尤其以有機(jī)雜合物為主要表面處理劑的納米碳酸鈣產(chǎn)品更為明顯），硅烷偶聯(lián)劑中的部分基團(tuán)會(huì)與碳酸鈣表面活性劑分子中有機(jī)基團(tuán)鍵合，從而影響對(duì)施工界面黏結(jié)性能。
另一方面：表面處理劑過量使碳酸鈣顆粒表面與硅酮膠體系直接氫鍵結(jié)合的幾率減少，主要依靠表面活性劑有機(jī)分子與體系的結(jié)合，因?yàn)樘妓徕}表面活性劑分子以有機(jī)長(zhǎng)鏈分子為主，這種有機(jī)分子之間的結(jié)合力表現(xiàn)較為柔性，因此固化后的硅酮膠制品模量較低，如果在碳酸鈣表面有適當(dāng)?shù)囊徊糠直砻婺芘c硅酮膠體系氫鍵結(jié)合，則體系的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更為牢固，內(nèi)聚力更強(qiáng)。這樣的制品抗撕裂強(qiáng)度會(huì)有所提高。另外，表面處理劑中的短鏈有機(jī)物易揮發(fā)，當(dāng)處理過量時(shí)，產(chǎn)品的揮發(fā)份會(huì)升高，使硅酮膠真空捏合過程中抽出的低沸點(diǎn)有機(jī)物增加。
4、PH值過高的影響
貯存穩(wěn)定性是硅酮膠制品的一個(gè)非常重要的質(zhì)量指標(biāo)，脫醇型的貯存穩(wěn)定性稍差，但脫醇型生產(chǎn)成本較為低廉，故企業(yè)較多仍以該類型為主。從目前硅酮膠技術(shù)的發(fā)展看，產(chǎn)品的質(zhì)量性能不斷提高，配方技術(shù)日益完善，也變得越來越復(fù)雜，一些相應(yīng)的功能性助劑增加，加之自動(dòng)化生產(chǎn)線技術(shù)的不斷普及，使一些硅酮膠企業(yè)對(duì)納米碳酸鈣中性能提出更高的要求，產(chǎn)品PH值要求在9.5以下。
理論上講碳酸鈣是一種弱堿鹽，其PH值在8～10，納米活性碳酸鈣表面包覆劑一般多為弱有機(jī)酸或有機(jī)酸鹽，對(duì)其表面有一定的中和作用，因此一些表面處理較為充分的納米碳酸鈣產(chǎn)品的PH值可以控制在8～9，例如：日本白石公司“白艷華CC”產(chǎn)品PH值控制在8.8以下，但國(guó)內(nèi)很多企業(yè)產(chǎn)品PH值都在9～10，甚至達(dá)到10.5左右。PH值過高原因有以下幾個(gè)方面：首先是石灰石純度，當(dāng)石灰石中的MgCO3≥1.5%以后，對(duì)產(chǎn)品的PH值產(chǎn)生不可抗拒的影響，因?yàn)镸gCO3的溶解性比CaCO3好，易電解產(chǎn)生OH-。其次在碳化過程產(chǎn)生形成Mg(HCO3)2是水溶性鹽，雖然在過濾脫水時(shí)大部分排除，但還有10%以上殘留在濾餅內(nèi)，這部分將歲濾餅烘干留在產(chǎn)品中，也會(huì)促使PH值升高。其他還有諸如立窯的燒制導(dǎo)致的石灰活性度差、包裹嚴(yán)重、消化不徹底、生漿儲(chǔ)存不充分、碳化不徹底等因素在前面相關(guān)章節(jié)中已偶論述。
5、在脫醇型膠中的貯存穩(wěn)定性問題
在一些硅酮膠企業(yè)中曾出現(xiàn)過該問題，給對(duì)納米碳酸鈣和硅酮膠企業(yè)帶來較大的困惑。由于硅酮膠產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品特性決定硅酮膠制品在加入交聯(lián)劑后制得的成品須密封儲(chǔ)存，一旦成品出現(xiàn)質(zhì)量問題則很難對(duì)成品進(jìn)行返工處理，造成的損失較大。據(jù)相關(guān)資料顯示，脫醇型硅酮膠一般多采用高水解活性硅烷偶聯(lián)劑，在沒有引入羥基和水分清除劑情況下很容易造成填料中的微量水分和硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)生成的游離醇，從而引起體系的貯存穩(wěn)定性和硫化性能下降。特別是表面處理不足的產(chǎn)品在儲(chǔ)存過程中吸潮非?？?，加之納米碳酸鈣二次粒子表現(xiàn)為多孔狀物質(zhì)，其內(nèi)水分本身就很難排除，因此有理由認(rèn)為該條件下的碳酸鈣顆粒表面具有較多水分和羥基，相應(yīng)形成以碳酸鈣為結(jié)點(diǎn)的局部微觀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)局部微觀結(jié)構(gòu)化，應(yīng)力集中現(xiàn)象，形成較多分布均勻的細(xì)小“顆?！保▽?shí)際收縮或突起）。這種“顆粒”還有一個(gè)奇特現(xiàn)象是當(dāng)體系溫度升高時(shí)會(huì)逐漸消失，可以解釋為：由于體系溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，使微觀的交聯(lián)結(jié)合被破壞，局部應(yīng)力隨之減弱或消失，故硅酮膠表面和內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)恢復(fù)到正常狀態(tài)，出了暫時(shí)的“顆?！毕А．?dāng)體系溫度降低后，“顆粒”在原來位置重新顯現(xiàn)。