"掃描二維碼，關(guān)注協(xié)會動態(tài)"
隨著國家建筑節(jié)能要求提高，中空玻璃被廣泛的應(yīng)用到各種門窗幕墻上面，對中空玻璃功能壽命要求也越來越高，然而中空玻璃是由國外引進(jìn)而來，還沒來得及對其基礎(chǔ)理論進(jìn)行仔細(xì)研究便在國內(nèi)蓬勃發(fā)展，在中空玻璃發(fā)展過程中由于缺乏基礎(chǔ)理論指導(dǎo)出現(xiàn)了許多問題，有些問題甚至嚴(yán)重影響中空玻璃本身及相關(guān)行業(yè)的發(fā)展根據(jù)筆者十來年的觀察，特把問題大致歸納如下：
1、 中空玻璃使用壽命長短不一，同樣的生產(chǎn)工藝，同樣一個工程，而中空玻璃使用壽命相差很大；
2、 由于對制作中空玻璃各種材料及密封體系缺乏基礎(chǔ)理論研究，在使用各種材料和密封體系過程中，人為因素很重，只強(qiáng)調(diào)眼前的功利性，不著眼于長遠(yuǎn)利益，比如近來大量出現(xiàn)由于含礦物油普通硅酮膠對丁基膠的破壞導(dǎo)致中空玻璃滲油而使中空玻璃使用壽命喪失，很多中空玻璃廠家蒙受重大損失；有些幕墻門窗工程在幾年時間其中空玻璃就出現(xiàn)結(jié)露甚至漏水，由于水在中空玻璃里面對整個中空玻璃單元件的影響，很可能導(dǎo)致整個門窗幕墻工程出現(xiàn)危險隱患甚至危及生命安全。中空玻璃本來應(yīng)該節(jié)能，環(huán)保，此問題一出現(xiàn)反而增大了社會成本，還有危險隱患。完全違背了設(shè)計使用中空玻璃初衷！
3、 在加工中空玻璃過程中，由于管理失誤，行業(yè)內(nèi)每年都會出現(xiàn)玻璃破碎導(dǎo)致人員傷亡的事故！
以下是中空玻璃失效圖例：
針對以上幾種問題筆者歸納以下幾種解決問題的方法：
一．要想從根本上解決中空玻璃失效的問題，必須結(jié)合國內(nèi)外的一些科學(xué)論證及驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果，提高行業(yè)內(nèi)外對中空玻璃本身的認(rèn)知水平，從而科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)厣a(chǎn)使用中空玻璃，現(xiàn)將國內(nèi)外一些科學(xué)論證及見證試驗(yàn)結(jié)論歸納如下：
表1接插角組框中空玻璃透水量
1.現(xiàn)行中空玻璃濕氣滲透量及單元件使用壽命估算（中空玻璃使用壽命探討中國化學(xué)建材公司 馬啟元）
濕氣滲透進(jìn)入中空玻璃將引起質(zhì)量的增加，通過測定單元件透水增量，可判定產(chǎn)品濕氣滲透量，按照前述原理，對插角組框、丁基和聚硫膠密封膠的標(biāo)準(zhǔn)試件（35cm5×50cm），進(jìn)行試驗(yàn)室加速條件實(shí)驗(yàn)和1m×1m試件大氣曝曬試驗(yàn)（2），，測定及估算結(jié)果見表1
|
密封形式
|
規(guī)格
|
膠縫長
|
角滲透率
A，g/a
|
接縫滲透率
B，g/m.a
|
年透水量
w，g/a
|
|
雙道密封
|
標(biāo)準(zhǔn)件
|
1．62
|
0．55
|
0．07
|
0．66
|
|
1m×≡m
|
3．92
|
0．82
|
|||
|
單道密封
|
標(biāo)準(zhǔn)件
|
1．62
|
0．70
|
1．20
|
2．64
|
|
1m×1m
|
3．92
|
5．38
|
從表1可見，插角組框中空玻璃70％透水是通過接插角；雙道密封單元件年透水量遠(yuǎn)低于單道密封；單道密封接縫滲透率增加16倍，是產(chǎn)品濕氣滲透量顯著增大的主要原因。
中空玻璃內(nèi)空間滲透的水量，如果達(dá)到填充的干燥劑飽和吸水值時，一般認(rèn)為中空玻璃將喪失使用功能，可以此作為產(chǎn)品功能壽命終結(jié)的標(biāo)志。干燥劑吸濕能力，隨填充量、干燥劑品種、規(guī)格和處理?xiàng)l件不同而不同；一般使用的分子篩干燥劑，飽和吸水率為16-20％（5）（平均18％）；以12mm寬度隔條的單元件為例，干燥劑填充量為30g/m，則可按表1給出的數(shù)據(jù)，從理論上估算以上兩種密封形式產(chǎn)品的功能壽命（表2）
表2插角組框中空玻璃飽和吸水估算理論壽命
|
密封形式
|
產(chǎn)品尺寸
|
接縫長度，
m |
干燥劑填量
g |
飽和吸水量
g |
產(chǎn)品透水率
g/年 |
估算壽命
年
|
|
雙道
|
標(biāo)準(zhǔn)件
|
1．62
|
48．6
|
8．7
|
0．66
|
13
|
|
|
1m×1m
|
3．92
|
117．6
|
21．1
|
0．82
|
26
|
|
單道
|
標(biāo)準(zhǔn)試件
|
1．62
|
48．6
|
8．7
|
2．62
|
3．3
|
|
|
1m×1m
|
3．92
|
117．6
|
21．1
|
5．38
|
4．1
|
由表2可見，雙道密封單元件飽和吸水壽命隨尺寸增大而延長；估算壽命是單道密封單元件的4—10倍。
4、彎角（或折角）組框中空玻璃透水率低、壽命長
由幾根鋁隔條插接組框，插角—隔條間存在空置的間隙，沒有金屬層擋隔，濕氣可直接透過膠層滲入。該處透濕率較高已為人們注意，工藝改進(jìn)措施是插角時用丁基密封膠充滿空置間隙；結(jié)構(gòu)改進(jìn)是取消接插件，直接將一根隔條彎角組框或采用∏型金屬隔條折角組框，消除角滲透通道，使角滲透率為零。同插角型單元件相比，其年透水率將顯著下降（表3），功能壽命延長（表4）
表3彎角組框型中空玻璃標(biāo)準(zhǔn)試件估算透水率
|
型式
|
密封形式
|
角滲透率g/m
|
接縫滲透率
|
年透水率
g/年
|
|
彎角
|
雙道密封
|
0
|
0.07
|
0.11
|
|
單道密封
|
0
|
1.20
|
1.94
|
|
|
插角
|
雙道密封
|
0.55
|
0.07
|
0.66
|
|
單道密封
|
0.70
|
1.20
|
2.64
|
表4彎角組框中空玻璃飽和吸水估算理論壽命
|
型式
|
密封形式
|
產(chǎn)品尺寸
|
干燥劑
|
年透水率
g/年
|
估算奉命
年
|
|
|
填充量
|
飽和吸水值
|
|||||
|
彎角
|
雙道密封
|
標(biāo)準(zhǔn)
|
52.0
|
9.38
|
0.11
|
85.3
|
|
1m×1m
|
122.0
|
22.0
|
0.27
|
81.5
|
||
|
單道密封
|
標(biāo)準(zhǔn)
|
52.0
|
9.38
|
1.94
|
4.8
|
|
|
1m×1m
|
122.0
|
22.0
|
4.70
|
4.7
|
||
|
插角
|
雙道密封
|
標(biāo)準(zhǔn)
|
48.6
|
8.70
|
0.66
|
13
|
|
1m×1m
|
117.6
|
21.1
|
0.82
|
26
|
||
|
單道密封
|
標(biāo)準(zhǔn)
|
48.6
|
8.70
|
2.62
|
3.3
|
|
|
1m×1m
|
117.6
|
21.1
|
5.10
|
4.1
|
||
由表3、4可見，折角組框型中空玻璃透水率下降了300—500％，理論壽命延長3—6倍，且壽命受產(chǎn)品規(guī)格大小影響不大，一般在80年以上。
二、密封材料選材對單元件透水率影響
密封膠是濕氣滲入單元件的主要路徑，丁基密封膠濕氣滲透率最低，但由于不能固化，強(qiáng)度甚低且有“冷流性”，適用于第一道密封，對此分析可參見ASTMC1249—935.5 （8）節(jié)，聚硫膠透濕率較小，具有良好粘接強(qiáng)度、耐老化性和工藝實(shí)用性，是目前中空玻璃二道密封主要材料；硅酮密封膠對玻璃粘接性穩(wěn)定，耐氣候老化，但透濕率較高，僅從安全考慮用于隱框玻璃幕墻的中空玻璃單元件，但必須有丁基密封膠良好的擋隔密封（詳見ASTMC1249）。
資料表明，采用丁基密封膠封閉接插件安裝間隙的標(biāo)準(zhǔn)單元件（尺寸35mm×50mm），通過曝曬條件下實(shí)驗(yàn)不同類型的密封膠粘接體系，測定濕氣滲透率，發(fā)現(xiàn)有很大差別，可見丁基——聚硫密封體系單元件透水率約為0.1g/年，丁基—雙組分硅酮密封體系為0.30—0.35g；丁基單組分硅酮密封體系為0.5—0.6g年。由此，也可計算出各體系產(chǎn)品的理論壽命約為80年、31年和7年，如果考慮使用條件影響，實(shí)際功能壽命將會成比例折扣，所以，應(yīng)控制硅酮密封膠在中空玻璃中的應(yīng)用范圍。
2. 中空玻璃用聚硫膠與硅酮膠性能比對分析報告 （國家玻璃質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心）
密封膠性能的優(yōu)劣直接影響中空玻璃的節(jié)能效果和使用壽命。目前我國使用最多的中空玻璃用密封膠為硅酮密封膠和聚硫密封膠。這兩種密封膠在使用性能上存在著明顯差異，如聚硫膠比硅酮膠水氣滲透率低、硅酮膠比聚硫膠更有彈性且具有良好的彈性恢復(fù)率，這也是中空玻璃行業(yè)的共識。但兩種密封膠對中空玻璃密封性能、耐老化性能的影響以及惰性氣體保持能力等方面，尚無基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可供參考。特別是在制作間隔條折彎式雙道密封中空玻璃時，聚硫膠相對于硅酮膠的低水氣滲透率對中空玻璃的性能的影響不得而知，也使得中空玻璃生產(chǎn)企業(yè)在選擇密封膠時，概念模糊，無法準(zhǔn)確判斷。
為了對硅酮密封膠和聚硫密封膠的性能差異有一個較深的認(rèn)識，對二者今后的使用以及性能的改善提供幫助與指導(dǎo)，因此對其性能進(jìn)行深入、系統(tǒng)的測試與比較是十分必要的。
一、性能比較方案
為了科學(xué)、公平、準(zhǔn)確的測試、比較硅酮密封膠和聚硫密封膠在性能上的差異，我們制定了如下抽樣、測試方案：
1．抽樣方法：選擇全國生產(chǎn)規(guī)模較大的、在行業(yè)內(nèi)有一定知名度的中空玻璃用密封膠生產(chǎn)企業(yè)參加本次比對試驗(yàn)，其中硅酮密封膠和聚硫密封膠生產(chǎn)企業(yè)各5家。硅酮膠生產(chǎn)企業(yè)分別為成都硅寶科技有限公司、鄭州中原應(yīng)用技術(shù)有限公司、杭州之江有機(jī)硅化工有限公司、廣州市白云化工有限公司、杭州凌志精細(xì)化工有限公司，聚硫膠生產(chǎn)企業(yè)分別為鄭州中原應(yīng)用技術(shù)有限公司、杭州之江有機(jī)硅化工有限公司、北京卓越密封膠有限公司、愛多克柯梅林（南京）新材料有限公司、浙江芬奇涂料密封膠有限公司。由國家玻璃質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心負(fù)責(zé)抽樣，在企業(yè)成品庫內(nèi)隨機(jī)抽取企業(yè)自檢合格的產(chǎn)品，每個企業(yè)抽取一種型號的樣品25公斤。企業(yè)將抽取的樣品寄到秦皇島國家玻璃質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心。
2．中空玻璃試樣的制作：由國家玻璃質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心聯(lián)系一家大型中空玻璃生產(chǎn)企業(yè)，在國家玻璃質(zhì)檢中心人員現(xiàn)場監(jiān)督下，用所抽取的密封膠樣品制作彎管槽鋁式充氣中空玻璃，其中每個聚硫膠樣品制成一組充氣中空玻璃試樣10塊，每個硅酮膠樣品制成兩組中空玻璃試樣（一組為與聚硫膠膠層厚度相同的試樣，另一組為比聚硫膠膠層厚2mm的試樣）各10塊。
3．檢測項(xiàng)目：
1）高溫高濕耐久性測試：按照GB/T11944-2002《中空玻璃》中規(guī)定的試驗(yàn)方法，測試后再進(jìn)行露點(diǎn)檢測；
2）水氣密封耐久性測試：按照EN 1279.2《建筑中空玻璃》中以及新國標(biāo)規(guī)定的試驗(yàn)方法；
3）氣體密封耐久性測試：采用氧分析氬氣含量測試方法，先對中空玻璃樣品進(jìn)行初始?xì)鍤夂繖z測，再對樣品進(jìn)行密封處理，按新國標(biāo)進(jìn)行老化試驗(yàn)，試驗(yàn)后再進(jìn)行氬氣含量檢測；
4）水蒸氣滲透率測試：按照J(rèn)C486-2001《中空玻璃用彈性密封劑》規(guī)定的方法進(jìn)行。
二、中空玻璃樣品制作
所有密封膠樣品全部到國家玻璃質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心后，我們聯(lián)系在玻璃深加工行業(yè)有較好知名度的秦皇島耀華工業(yè)技術(shù)玻璃廠進(jìn)行中空玻璃試樣制作。在制作過程中，除密封膠之外，中空玻璃試樣全部采用李塞克9mm鋁條折彎式，連接處用丁基膠密封，在相鄰兩邊（一長邊一短邊）自動灌裝無錫塞利3A分子篩，內(nèi)道密封膠采用樂杰福丁基膠，合片在李塞克全自動生產(chǎn)線上完成。每種聚硫膠制作試樣10片，外道密封膠厚度控制在3mm（指鋁條外緣到玻璃邊緣），每種硅酮膠制作兩種外道密封膠厚度（分別為3mm和5mm）的試樣各10塊。
在樣品制作完成并固化好后，從每個品種的試樣中任意取3塊制作充氬氣的試樣，在充氣過程中控制氬氣流速和充氣時間，并監(jiān)控中空玻璃內(nèi)氬氣的含量，保證試樣氬氣含量高于85％。
應(yīng)用真空攪拌機(jī)，分別將每種膠混合均勻、制成2mm厚的膠片各2塊。
三、試驗(yàn)過程
1．高溫高濕耐久性試驗(yàn)：
取2塊試樣，先對其進(jìn)行初始露點(diǎn)測試，合格后將其放入高溫高濕試驗(yàn)箱內(nèi)試驗(yàn)224次循環(huán)。每個循環(huán)分為兩個階段：1）加熱階段：時間為140min±1min，在90 min±1min內(nèi)將箱內(nèi)溫度升高到55℃±3℃，其余時間保溫；2）冷卻階段：時間為40min±1min，在30 min±1min內(nèi)將箱內(nèi)溫度降低到25℃±3℃，其余時間保溫，相對濕度保持在95％以上。完成224次循環(huán)后將試樣移出，在溫度23℃±2℃、相對濕度30％～75％的條件下放置一周后，測試其最終露點(diǎn)。
2．水氣密封耐久性試驗(yàn)
每種試樣取2塊進(jìn)行水氣密封老化試驗(yàn)，試驗(yàn)分為兩個階段。第1階段：56個循環(huán)，每12h為一個溫度循環(huán)，溫度從－18℃±2℃～53℃±1℃，升降溫速率為14℃±2℃/h，試驗(yàn)箱溫度大于23℃時濕度應(yīng)≥95％；第2階段：溫度在58℃±1℃、相對濕度大于95％的環(huán)境溫度保持7周。試驗(yàn)后，按新國標(biāo)的方法測定干燥劑最終水分含量Tf。
取2塊試樣按新國標(biāo)的方法進(jìn)行干燥劑初始水分含量Ti測試，取其平均值為干燥劑初始水分含量。
取1塊試樣按新國標(biāo)的方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)水分含量Tc的測定。
水分滲透指數(shù)按公式 計算2塊試樣的I值和2塊試樣I值的平均值Iav。
3．氣體密封耐久性試驗(yàn)
對3塊充氣中空玻璃試樣進(jìn)行初始?xì)怏w含量測試，在進(jìn)行密封處理后，放入老化試驗(yàn)箱進(jìn)行兩個階段的老化試驗(yàn)。第1階段：28個循環(huán)，每12h為一個溫度循環(huán)，溫度從－18℃±2℃～53℃±1℃，升降溫速率為14℃±2℃/h，試驗(yàn)箱溫度大于23℃時濕度應(yīng)≥95％；2）第2階段：溫度在58℃±1℃、相對濕度大于95％的環(huán)境溫度保持4周。老化試驗(yàn)后再對試樣進(jìn)行氣體含量檢測。
4．水氣滲透率試驗(yàn)
將制作好的2mm厚的膠片裝入透濕杯中，在溫度23℃±2℃、相對濕度90％的環(huán)境中，測量24小時穩(wěn)定透過的水氣量。
四、試驗(yàn)結(jié)果
1．高溫高濕耐久性
表1 硅酮中空玻璃高溫高濕耐久性測試結(jié)果
|
企業(yè)代碼
|
試驗(yàn)結(jié)果
|
|
|
硅酮
|
A
|
合格
|
|
B
|
合格
|
|
|
C
|
合格
|
|
|
D
|
合格
|
|
|
E
|
合格
|
|
|
F
|
合格
|
|
|
聚硫
|
G
|
合格
|
|
H
|
合格
|
|
|
I
|
合格
|
|
|
J
|
合格
|
|
|
K
|
合格
|
|
2．水氣密封耐久性
表2 硅酮中空玻璃（膠深5mm）水氣密封耐久性測試結(jié)果
|
企業(yè)代碼/硅酮（膠深5mm）
|
I
|
I av
|
|
A1
|
0.0713
|
0.0761
|
|
A2
|
0.0753
|
|
|
B1
|
0.1954
|
|
|
C1
|
0.1511
|
|
|
D1
|
0.0370
|
|
|
D2
|
0.0457
|
|
|
E1
|
0.0233
|
|
|
E2
|
0.0532
|
|
|
F1
|
0.0638
|
|
|
F2
|
0.0452
|
|
|
除去最大值0.1954和最小值0.0233，其余平均值為0.0678
|
||
注：共做12塊樣品，其中2塊（B2和C2）破壞
表3 硅酮中空玻璃（膠深3mm）水氣密封耐久性測試結(jié)果
|
企業(yè)代碼/硅酮（膠深3mm）
|
I
|
I avg
|
|
A1
|
0.1221
|
0.1112
|
|
A2
|
0.2450
|
|
|
B1
|
0.1884
|
|
|
B2
|
0.1751
|
|
|
C1
|
0.0342
|
|
|
C2
|
0.0812
|
|
|
D1
|
0.0632
|
|
|
D2
|
0.0230
|
|
|
E1
|
0.1871
|
|
|
E2
|
0.1475
|
|
|
F1
|
0.0451
|
|
|
F2
|
0.0226
|
|
|
除去最大值0.2450和最小值0.0226，其余平均值為0.1070
|
||
表4 聚硫中空玻璃水氣密封耐久性測試結(jié)果
|
企業(yè)代碼/聚硫
|
I
|
I av
|
|
G1
|
0.1298
|
0.1080
|
|
G2
|
0.1067
|
|
|
H1
|
0.1378
|
|
|
H2
|
0.1800
|
|
|
I1
|
0.0604
|
|
|
I2
|
0.1136
|
|
|
J1
|
0.1303
|
|
|
J2
|
0.1121
|
|
|
K1
|
0.0689
|
|
|
K2
|
0.0403
|
|
|
除去最大值0.1800和最小值0.0403，其余平均值為0.0860
|
||
3．初始?xì)怏w含量及氣體密封耐久性
表5 硅酮中空玻璃（膠深5mm）氣體密封耐久性測試結(jié)果
|
企業(yè)代碼/硅酮
（膠深5mm）
|
氬氣初始濃度（％）
|
氬氣最終含量（％）
|
氬氣降低量（％）
|
|
A1
|
92.7
|
79.2
|
13.5
|
|
A2
|
93.0
|
81.6
|
11.4
|
|
A3
|
88.0
|
77.0
|
11.0
|
|
B1
|
88.9
|
81.3
|
7.6
|
|
B2
|
90.8
|
79.6
|
11.2
|
|
B3
|
92.6
|
85.3
|
7.3
|
|
C1
|
89.2
|
78.2
|
11.0
|
|
C2
|
93.0
|
80.5
|
12.5
|
|
C3
|
93.9
|
82.5
|
11.4
|
|
D1
|
90.1
|
68.1
|
22.0
|
|
D2
|
84.8
|
72.4
|
12.4
|
|
D3
|
94.4
|
74.9
|
19.5
|
|
E1
|
93.4
|
80.1
|
13.3
|
|
E2
|
94.2
|
81.1
|
13.1
|
|
E3
|
88.7
|
73.4
|
15.3
|
|
F1
|
89.4
|
74.9
|
14.5
|
|
F2
|
92.9
|
85.2
|
7.7
|
|
最終氬氣含量80％以上為合格。
共17塊，其中8塊合格，合格率為47.1％
|
|||
注：共做樣品18塊，其中1塊（F3）破壞
表6 硅酮中空玻璃（膠深3mm）氣體密封耐久性測試結(jié)果
|
企業(yè)代碼/硅酮
（膠深3mm）
|
氬氣初始濃度（％）
|
氬氣最終含量（％）
|
氬氣降低量（％）
|
|
A1
|
95.2
|
80.7
|
14.5
|
|
A2
|
89.2
|
73.4
|
15.8
|
|
A3
|
91.0
|
82.5
|
8.5
|
|
B1
|
93.2
|
84.2
|
9.0
|
|
B2
|
91.0
|
80.6
|
10.4
|
|
B3
|
92.3
|
76.3
|
16.0
|
|
C1
|
93.7
|
81.8
|
11.9
|
|
C2
|
88.6
|
77.6
|
11.0
|
|
C3
|
90.4
|
77.5
|
12.9
|
|
D1
|
95.6
|
77.6
|
18.0
|
|
D2
|
95.2
|
74.4
|
20.8
|
|
E1
|
93.4
|
77.1
|
16.3
|
|
E2
|
96.5
|
75.4
|
21.1
|
|
F1
|
89.4
|
73.5
|
15.9
|
|
F2
|
95.6
|
74.6
|
21.0
|
|
最終氬氣含量80％以上為合格。
共15塊，其中5塊合格合格，合格率為33.3％
|
|||
表7 聚硫中空玻璃氣體密封耐久性測試結(jié)果
|
企業(yè)代碼/聚硫
（膠深3mm）
|
氬氣初始濃度（％）
|
氬氣最終含量（％）
|
氬氣降低量（％）
|
|
G1
|
87.0
|
82.8
|
4.2
|
|
G2
|
97.9
|
93.1
|
4.8
|
|
H1
|
87.1
|
84.0
|
3.1
|
|
H2
|
87.0
|
84.2
|
2.8
|
|
H3
|
93.2
|
92.0
|
1.2
|
|
I1
|
92.0
|
89.6
|
2.4
|
|
I2
|
87.0
|
84.2
|
2.8
|
|
I3
|
91.1
|
88.8
|
2.3
|
|
J1
|
90.1
|
88.1
|
2.0
|
|
J2
|
96.1
|
86.2
|
9.9
|
|
K1
|
96.6
|
95.3
|
1.3
|
|
K2
|
95.0
|
90.5
|
4.5
|
|
K3
|
91.2
|
88.3
|
2.9
|
|
最終氬氣含量80％以上為合格。
共13塊，其中13塊合格合格，合格率為100％
|
|||
注：共做樣品15塊，其中2塊（G3和J3）破壞
4．水氣滲透率
表8 膠片水氣滲透率測試結(jié)果
|
企業(yè)代碼
|
水氣滲透率（g/m2·d）
|
水氣滲透率avg（g/m2·d）
|
|
|
硅酮
|
A1
|
27.2
|
22.64
|
|
A2
|
17.3
|
||
|
B1
|
24.5
|
||
|
B2
|
21.9
|
||
|
C3
|
21.8
|
||
|
C3
|
22.8
|
||
|
D4
|
24.1
|
||
|
D4
|
19.9
|
||
|
E5
|
26.8
|
||
|
E5
|
20.0
|
||
|
F1
|
23.5
|
||
|
F2
|
21.9
|
||
|
聚硫
|
G1
|
7.4
|
11.42
|
|
G2
|
11.4
|
||
|
H1
|
9.9
|
||
|
H2
|
12.9
|
||
|
I1
|
10.9
|
||
|
I2
|
6.8
|
||
|
J1
|
13.0
|
||
|
J2
|
15.6
|
||
|
K1
|
13.6
|
||
|
K2
|
12.7
|
||
五、結(jié)果分析
高溫高濕耐久性和水氣密封耐久性都是考察中空玻璃系統(tǒng)對水氣的抵抗能力，因此外道密封膠的性能優(yōu)劣直接影響中空玻璃系統(tǒng)的耐久性。高溫高濕耐久性試驗(yàn)是對中空玻璃系統(tǒng)耐久性的定性檢測，而水氣密封耐久性試驗(yàn)室對其耐久性的定量檢測。從表1中的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，無論是硅酮中空玻璃還是聚硫中空玻璃，其高溫高濕耐久性都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。在水氣密封耐久性試驗(yàn)中，不同外道密封膠以及不同膠層厚度的中空玻璃系統(tǒng)抗水氣滲透能力均符合新國標(biāo)的要求，具體試驗(yàn)結(jié)果參數(shù)如表2、3、4所示。但其水分滲透指數(shù)的值還是存在明顯的差別的，膠深3mm、5mm的硅酮中空玻璃和聚硫中空玻璃平均水氣滲透指數(shù)分別為0.1112、0.0761和0.1080。從結(jié)果可以看出，外道膠層厚的硅酮中空玻璃抗水氣滲透能力明顯好于膠層淺的硅酮中空玻璃抗水氣滲透能力；在同樣膠層厚度的的條件下，聚硫中空玻璃的抗水氣滲透能力優(yōu)于硅酮中空玻璃的?？紤]到外界條件的影響，去除偏差較大的數(shù)據(jù)后仍可得到以上結(jié)論。
通過對比表4、5和6中中空玻璃氬氣保持率數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)硅酮和聚硫中空玻璃在氣體密封耐久性能上的表現(xiàn)差距甚遠(yuǎn)。聚硫中空玻璃的氣體保持率很好，在按新國標(biāo)耐久性試驗(yàn)后，氣體含量均不小于80％求，符合新國標(biāo)中的氣體耐久性要求；膠層厚的硅酮中空玻璃試樣共17塊，其中只有8塊在經(jīng)過試驗(yàn)后氣體含量大于80％，合格率僅為47.1％，膠層淺的硅酮中空玻璃的氣體密封耐久性能更差，共15塊試樣，其中只有5塊符合新國標(biāo)要求，合格率僅為33.3％。膠層厚的硅酮中空玻璃試樣平均氬氣的泄漏量為12.6％，膠層淺的硅酮中空玻璃試樣平均氬氣的泄漏量為14.9％，而聚硫中空玻璃試樣平均的氬氣泄漏量只有3.4％。在氣體密封耐久性能方面，聚硫中空玻璃要優(yōu)于硅酮中空玻璃。
在水氣透過率的試驗(yàn)中，聚硫膠的平均水氣滲透率為11.42g/m2·d，硅酮膠的平均水氣滲透率為22.64g/m2·d，硅酮膠的水氣滲透率是聚硫膠的兩倍，表明聚硫膠的抗水氣滲透能力要優(yōu)于硅酮膠的。
聚硫膠的水氣滲透率與硅酮膠的水氣滲透率相差一倍，但二者在水氣密封耐久性能上的差別并不是很大，分析原因認(rèn)為這是由于我們選取了折彎鋁條結(jié)構(gòu)以及丁基膠寬度大于5mm，并且在鋁條的連接處用丁基膠密封，形成了一個良好的內(nèi)道水氣密封屏障，有效地阻止了大部分水氣的進(jìn)入，而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，大多數(shù)的產(chǎn)品達(dá)不到這樣的制作水平。
六、使用建議
鑒于硅酮膠與聚硫膠在水氣密封耐久性、氣體密封耐久性以及水氣滲透率上的差異，我們對中空玻璃生產(chǎn)企業(yè)提出如下建議：
（1）硅酮膠與聚硫膠均可用于制作中空玻璃。采用折彎金屬間隔條、雙道密封結(jié)構(gòu)時，在保證一道丁基膠密封質(zhì)量的前提下，在制作不充氬氣的普通中空玻璃時，兩種膠對中空玻璃的性能影響無明顯差異。
（2）制作門窗中空玻璃時，特別是插角式中空玻璃時，盡量選用聚硫膠作為外道密封膠。如果選擇硅酮膠作為外道密封膠時，可以通過適當(dāng)增加膠層厚度來提高硅酮中空玻璃的耐久性能。
（3）因硅酮膠與聚硫膠在氬氣保持能力上存在較大差異，在制作充氬氣中空玻璃時，應(yīng)優(yōu)先使用聚硫膠。
七、進(jìn)一步行進(jìn)比對試驗(yàn)的建議
我國有中空玻璃密封膠生產(chǎn)企業(yè)近百家，密封膠的質(zhì)量也良莠不齊。密封膠的整體質(zhì)量水平低、市場惡性競爭，嚴(yán)重影響了我國中空玻璃行業(yè)的健康發(fā)展。為了深入了解我國密封膠行業(yè)質(zhì)量狀況，大力宣傳密封膠行業(yè)的優(yōu)勢企業(yè)，引導(dǎo)中空玻璃生產(chǎn)企業(yè)選用質(zhì)量好的密封膠產(chǎn)品，我們建議在這次中空玻璃用聚硫膠與硅酮膠性能比較的基礎(chǔ)上，隨機(jī)從市場上抽取其它外道密封膠進(jìn)行耐久性測試，然后與這次的測試結(jié)果進(jìn)行比對。
在合適的時間，召開全國密封膠技術(shù)研討會，公布兩次比對結(jié)果，使中空玻璃行業(yè)充分了解我國密封膠產(chǎn)品的市場現(xiàn)狀、質(zhì)量差異、劣質(zhì)產(chǎn)品對中空玻璃性能的影響，達(dá)到扶優(yōu)限劣的目的。
3.中空玻璃各種密封體系的水汽滲透率及惰性氣體保持率
本文相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)由德國阿克蘇公司郎博士和相關(guān)德國專家提供，僅供參考
|
|
中空玻璃密封膠
|
MVT(水滲率)
|
MVT (水滲率)
|
氣體損失
|
氬氣損失
|
|||||
|
|
標(biāo)準(zhǔn)
|
DIN 53 1229(德國標(biāo)準(zhǔn))
|
DIN 52 344(德國標(biāo)準(zhǔn))
|
DIN 1286 T2(德國標(biāo)準(zhǔn))
|
|
|||||
|
|
基材
|
3 mm 試片
|
IG unit double sealed *)
|
3 mm 試片
|
IG unit， double sealaed *)(指雙道密封)
|
|||||
|
|
g/m²*d
|
％ water
|
ml/m²*d*bar
|
10 -3/a
|
|
|||||
|
a)
|
Polysulfide(聚硫膠)
|
3-6
|
< 1.2
|
40-80
|
1-8 (1-4 Krypton)
|
|||||
|
b)
|
Polyurethane(聚氨酯)
|
2-4
|
< 1.2
|
100-300
|
6-25
|
|||||
|
c)
|
Silicone(硅酮膠)
|
15-20
|
< 1.2
|
2000-4000
|
not measurable **)（無法測量）
|
|||||
|
d)
|
Polyisobutylene9丁基膠)
|
0.1-0.2
|
< 1.2
|
5-15
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
MVT: 水汽透過量
|
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|
|
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|
*)
|
雙道密封中空玻璃單元
|
一道密封 - 丁基密封膠 = d)
|
|
10x10-³的氣體損失相當(dāng)于每年減少 1 ％
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||||||
|
|
|
二道密封 - 為 a)， b) or c)類密封膠
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
**)
|
無法測量:
|
氦氣的后擴(kuò)散使中空玻璃單元內(nèi)的壓力增加直到破裂
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
數(shù)據(jù)來源: G. Holler， "Mehrscheiben-Isolierglas"， Expert Verlag， 1995， p.68-98
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|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
××）
|
測量中空玻璃單元的惰性氣體損失是在（測量）不同氣體的局部壓差得到的。其氣體成分采用氣
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|||||||||
|
|
相色譜測得，用氦氣作載體氣體。如果密封性不夠好，氦氣可滲透過兩片玻璃間的密封膠進(jìn)入中
|
|||||||||
|
|
空玻璃單元的空腔內(nèi)并使氣體壓力增加。在這種情況下“無法測量“意味著氣體透過密封膠的量太多
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|||||||||
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|
|
|
|
|
|
|||||
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|
Polysulfide
|
聚硫膠
|
|
|
|
|||||
|
|
Polyurethane
|
聚氨脂
|
|
|
|
|||||
|
|
Silicone
|
硅酮膠
|
|
|
|
|||||
|
|
Polyisobutylene
|
丁基膠
|
|
|
|
|||||
二．中空玻璃質(zhì)量控制途徑和方法：
2013年9月1日正式實(shí)施中空玻璃新國標(biāo)（GB11944），標(biāo)準(zhǔn)附錄里規(guī)定中空玻璃的功能壽命不能低于15年，對惰性氣體的保持性能也要求更為嚴(yán)格，因此對中空玻璃質(zhì)量要求更高，以下途徑和方法希望能夠有所益處：
1.好的工藝是提高中空玻璃質(zhì)量的有效途徑，對中空玻璃行業(yè)來講，構(gòu)成比較好的生產(chǎn)工藝必須具備以下幾個要件:第一、連續(xù)性的生產(chǎn)線，只有具備連續(xù)性的生產(chǎn)線才能保證中空玻璃制品從玻璃原片到合格的成品，具有質(zhì)量合格的一致性，并且最大限度地提高生產(chǎn)效率；第二、無論是第一道密封還是第二道密封設(shè)備盡量采用自動化程度高的封膠設(shè)備，只有這樣才能盡可能減少人為因素對質(zhì)量的影響。
2.完善中空玻璃生產(chǎn)環(huán)境，中空玻璃必須在無灰塵、無溶劑污染、溫度適宜的環(huán)境中生產(chǎn)，生產(chǎn)車間灰塵污染會對中空玻璃密封系統(tǒng)各個構(gòu)件的粘接效果產(chǎn)生很大的不利影響，粘接效果不好的中空玻璃制品其密封性能和功能壽命可想而知。由于溶劑的存在會導(dǎo)致丁基膠（PIB）失去粘接力，從而使第一道密封失敗，因此車間不要使用揮發(fā)性物質(zhì)，且保持空氣通暢。適合的溫度是二道密封形成有效結(jié)果的必要條件，第二道密封膠供膠溫度盡量保證在10度以上，只有適宜的溫度才能讓密封膠在規(guī)定的時間內(nèi)達(dá)到使用效果，比如初始粘接力、剪切強(qiáng)度、彈性模量、密封性能等
3. 有了優(yōu)良的設(shè)備，好的生產(chǎn)環(huán)境，沒有好的管理，永遠(yuǎn)也做不了質(zhì)量穩(wěn)定、性能優(yōu)良的中空玻璃。中空玻璃生產(chǎn)的特殊性決定了在以下幾方面的管理工作中顯得尤為重要：1。鋁條采用插角式連接，檢查四個連接角是否用丁基膠（PIB）進(jìn)行有效密封；2。分子篩灌裝后是否超過了規(guī)程規(guī)定的40分鐘封裝二道密封膠；3，需要磨邊的鍍膜玻璃是否達(dá)到磨邊要求；4。丁基膠（PIB）和二道密封膠的寬度和厚度是否達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)值。5。二道密封如果使用硅酮密封膠是否進(jìn)行過相溶性實(shí)驗(yàn)（根據(jù)中空玻璃密封膠行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JC486），二道密封膠采用硅酮膠，應(yīng)該進(jìn)行相溶性實(shí)驗(yàn)。）
4. 選擇合格的配套材料是生產(chǎn)合格中空玻璃的充要條件。沒有合格的配套材料是不可能生產(chǎn)出高性能中空玻璃制品，因此選材是很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，根據(jù)目前國內(nèi)中空玻璃生產(chǎn)現(xiàn)狀，雙道密封是主流的生產(chǎn)工藝，其他工藝處于補(bǔ)充地位，因此構(gòu)成雙道密封工藝的各種構(gòu)件質(zhì)量優(yōu)劣是人們討論的重點(diǎn)，構(gòu)成雙道密封工藝的主要構(gòu)件有：丁基膠（PIB）、聚硫膠、硅酮膠、鋁條、干燥劑、連接件等，作為比較成熟的相對可靠的丁基膠+聚硫膠形成的雙道密封工藝，由于在節(jié)能門窗行業(yè)成功地應(yīng)用了25年以上，因此其作為生產(chǎn)高氣密性中空玻璃制品的首選獲得行業(yè)肯定；現(xiàn)代建筑的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，玻璃幕墻的出現(xiàn)要求中空玻璃雙道密封工藝有更高的要求，幕墻中空玻璃不僅要體現(xiàn)美觀，還要在功能壽命以內(nèi)達(dá)到節(jié)能效果，同時更要體現(xiàn)安全性能，由于硅酮膠具有優(yōu)異的耐紫外線、剪切強(qiáng)度等性能成為隱框幕墻中空玻璃二道密封首選，為保證其密封功能壽命其膠層厚度應(yīng)該列入設(shè)計師的主要項(xiàng)目，主要因?yàn)楸M管硅酮膠的有優(yōu)異的耐老化性能，但是它的氣密性能相對不足，由其制作的中空玻璃一但水汽進(jìn)入，中空玻璃的功能壽命立即終結(jié)，中空玻璃內(nèi)部凝聚的水份對整個中空玻璃構(gòu)件會產(chǎn)生致命的影響，反過來重新導(dǎo)致非安全性因素的產(chǎn)生，以至于增加更大的社會成本，故設(shè)計合適的膠層厚度，增加密封功能壽命，是幕墻中空玻璃既安全，功能壽命又長的最佳選擇。改變幕墻設(shè)計方案，盡量采用非隱框幕墻，中空玻璃密封采用聚硫膠密封，硅酮密封膠進(jìn)行結(jié)構(gòu)膠合，從而大大延長中空玻璃使用壽命又增加幕墻安全性能，或許能夠成為兩全其美的方案。最后，各種材料的相溶性實(shí)驗(yàn)、盡量采用可折彎鋁條和吸附速率合適的分子篩也是控制中空玻璃質(zhì)量，增加功能壽命的有效途徑。
三．簡單的判別中空玻璃優(yōu)劣的方法
1、用小刀將二道密封切一個截面，如果截面出現(xiàn)很多小氣孔（小蜂窩），這說明兩種可能：用手工打膠，會裹進(jìn)空氣，產(chǎn)生氣泡，還有一種可能是用低水平技術(shù)生產(chǎn)的二道密封膠即使用機(jī)器打膠也會出現(xiàn)氣孔！只要截面出現(xiàn)氣孔其壽命肯定很短！
2。用小刀在中空玻璃任何一個連接角處劃開，連接角看有沒有用丁基膠進(jìn)行有效包裹。實(shí)際理論表明：用連接角方式做的雙道密封中空玻璃，透水路徑主要在四個邊角，其透水率為70％，而邊部透水率才占30％。所以盡量采用連續(xù)彎管式鋁條或者用丁基膠對四個連接角進(jìn)行有效包裹，大大延長中空玻璃使用壽命，如果沒有對四個邊角用丁基膠進(jìn)行有效包裹，雙道密封的實(shí)際意義并不大。
3。用小刀將二道密封和玻璃粘接的兩個截面劃開幾厘米然后用手將密封膠往外撕開。如果在撕開后玻璃表面比較光滑，沒有殘留膠，說明密封膠和玻璃表面沒有粘接力，那么其密封效果可想而知。
