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中空玻璃密封材料选择及质量控制途径——文忠

来源:中国幕墙网收集整理     作者:文忠    日期:2013-3-26    页面功能 【字体: 】【打印】【评论
  关键词:中空玻璃 密封胶 透湿率 质量控制 途径
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  从表1可见,插角组框中空玻璃70%透水是通过接插角;双道密封单元件年透水量远低于单道密封;单道密封接缝渗透率增加16倍,是产品湿气渗透量显著增大的主要原因。

  中空玻璃内空间渗透的水量,如果达到填充的干燥剂饱和吸水值时,一般认为中空玻璃将丧失使用功能,可以此作为产品功能寿命终结的标志。干燥剂吸湿能力,随填充量、干燥剂品种、规格和处理条件不同而不同;一般使用的分子筛干燥剂,饱和吸水率为16-20%(5)(平均18%);以12mm宽度隔条的单元件为例,干燥剂填充量为30g/m,则可按表1给出的数据,从理论上估算以上两种密封形式产品的功能寿命(表2)

  由表2可见,双道密封单元件饱和吸水寿命随尺寸增大而延长;估算寿命是单道密封单元件的4—10倍。

  4、弯角(或折角)组框中空玻璃透水率低、寿命长
  由几根铝隔条插接组框,插角—隔条间存在空置的间隙,没有金属层挡隔,湿气可直接透过胶层渗入。该处透湿率较高已为人们注意,工艺改进措施是插角时用丁基密封胶充满空置间隙;结构改进是取消接插件,直接将一根隔条弯角组框或采用∏型金属隔条折角组框,消除角渗透通道,使角渗透率为零。同插角型单元件相比,其年透水率将显著下降(表3),功能寿命延长(表4)

  由表3、4可见,折角组框型中空玻璃透水率下降了300¬—500%,理论寿命延长3—6倍,且寿命受产品规格大小影响不大,一般在80年以上。

  二、密封材料选材对单元件透水率影响
  密封胶是湿气渗入单元件的主要路径,丁基密封胶湿气渗透率最低,但由于不能固化,强度甚低且有“冷流性”,适用于第一道密封,对此分析可参见ASTMC1249—935.5 (8)节,聚硫胶透湿率较小,具有良好粘接强度、耐老化性和工艺实用性,是目前中空玻璃二道密封主要材料;硅酮密封胶对玻璃粘接性稳定,耐气候老化,但透湿率较高,仅从安全考虑用于隐框玻璃幕墙的中空玻璃单元件,但必须有丁基密封胶良好的挡隔密封(详见ASTMC1249)。

资料表明,采用丁基密封胶封闭接插件安装间隙的标准单元件(尺寸35mm×50mm),通过曝晒条件下实验不同类型的密封胶粘接体系,测定湿气渗透率,发现有很大差别,可见丁基——聚硫密封体系单元件透水率约为0.1g/年,丁基—双组分硅酮密封体系为0.30—0.35g;丁基单组分硅酮密封体系为0.5—0.6g年。由此,也可计算出各体系产品的理论寿命约为80年、31年和7年,如果考虑使用条件影响,实际功能寿命将会成比例折扣,所以,应控制硅酮密封胶在中空玻璃中的应用范围。

  中空玻璃用聚硫胶与硅酮胶性能比对分析报告(国家玻璃质量监督检验中心);

  密封胶性能的优劣直接影响中空玻璃的节能效果和使用寿命。目前我国使用最多的中空玻璃用密封胶为硅酮密封胶和聚硫密封胶。这两种密封胶在使用性能上存在着明显差异,如聚硫胶比硅酮胶水气渗透率低、硅酮胶比聚硫胶更有弹性且具有良好的弹性恢复率,这也是中空玻璃行业的共识。但两种密封胶对中空玻璃密封性能、耐老化性能的影响以及惰性气体保持能力等方面,尚无基础数据可供参考。特别是在制作间隔条折弯式双道密封中空玻璃时,聚硫胶相对于硅酮胶的低水气渗透率对中空玻璃的性能的影响不得而知,也使得中空玻璃生产企业在选择密封胶时,概念模糊,无法准确判断。

  为了对硅酮密封胶和聚硫密封胶的性能差异有一个较深的认识,对二者今后的使用以及性能的改善提供帮助与指导,因此对其性能进行深入、系统的测试与比较是十分必要的。

  三、性能比较方案
  为了科学、公平、准确的测试、比较硅酮密封胶和聚硫密封胶在性能上的差异,我们制定了如下抽样、测试方案:

  1.抽样方法:选择全国生产规模较大的、在行业内有一定知名度的中空玻璃用密封胶生产企业参加本次比对试验,其中硅酮密封胶和聚硫密封胶生产企业各5家。硅酮胶生产企业分别为成都硅宝科技有限公司、郑州中原应用技术有限公司、杭州之江有机硅化工有限公司、广州市白云化工有限公司、杭州凌志精细化工有限公司,聚硫胶生产企业分别为郑州中原应用技术有限公司、杭州之江有机硅化工有限公司、北京卓越密封胶有限公司、爱多克柯梅林(南京)新材料有限公司、浙江芬奇涂料密封胶有限公司。由国家玻璃质量监督检验中心负责抽样,在企业成品库内随机抽取企业自检合格的产品,每个企业抽取一种型号的样品25公斤。企业将抽取的样品寄到秦皇岛国家玻璃质量监督检验中心。

  2.中空玻璃试样的制作:由国家玻璃质量监督检验中心联系一家大型中空玻璃生产企业,在国家玻璃质检中心人员现场监督下,用所抽取的密封胶样品制作弯管槽铝式充气中空玻璃,其中每个聚硫胶样品制成一组充气中空玻璃试样10块,每个硅酮胶样品制成两组中空玻璃试样(一组为与聚硫胶胶层厚度相同的试样,另一组为比聚硫胶胶层厚2mm的试样)各10块。

  3.检测项目:

  1)高温高湿耐久性测试:按照GB/T11944-2002《中空玻璃》中规定的试验方法,测试后再进行露点检测;

  2)水气密封耐久性测试:按照EN 1279.2《建筑中空玻璃》中以及新国标规定的试验方法;

  3)气体密封耐久性测试:采用氧分析氩气含量测试方法,先对中空玻璃样品进行初始氩气含量检测,再对样品进行密封处理,按新国标进行老化试验,试验后再进行氩气含量检测;

  4)水蒸气渗透率测试:按照JC486-2001《中空玻璃用弹性密封剂》规定的方法进行。

  四、中空玻璃样品制作
  所有密封胶样品全部到国家玻璃质量监督检验中心后,我们联系在玻璃深加工行业有较好知名度的秦皇岛耀华工业技术玻璃厂进行中空玻璃试样制作。在制作过程中,除密封胶之外,中空玻璃试样全部采用李塞克9mm铝条折弯式,连接处用丁基胶密封,在相邻两边(一长边一短边)自动灌装无锡塞利3A分子筛,内道密封胶采用乐杰福丁基胶,合片在李塞克全自动生产线上完成。每种聚硫胶制作试样10片,外道密封胶厚度控制在3mm(指铝条外缘到玻璃边缘),每种硅酮胶制作两种外道密封胶厚度(分别为3mm和5mm)的试样各10块。

  在样品制作完成并固化好后,从每个品种的试样中任意取3块制作充氩气的试样,在充气过程中控制氩气流速和充气时间,并监控中空玻璃内氩气的含量,保证试样氩气含量高于85%。

  应用真空搅拌机,分别将每种胶混合均匀、制成2mm厚的胶片各2块。

  五、试验过程
  1.高温高湿耐久性试验
  取2块试样,先对其进行初始露点测试,合格后将其放入高温高湿试验箱内试验224次循环。每个循环分为两个阶段:1)加热阶段:时间为140min±1min,在90 min±1min内将箱内温度升高到55℃±3℃,其余时间保温;2)冷却阶段:时间为40min±1min,在30 min±1min内将箱内温度降低到25℃±3℃,其余时间保温,相对湿度保持在95%以上。完成224次循环后将试样移出,在温度23℃±2℃、相对湿度30%~75%的条件下放置一周后,测试其最终露点。

  2.水气密封耐久性试验
  每种试样取2块进行水气密封老化试验,试验分为两个阶段。第1阶段:56个循环,每12h为一个温度循环,温度从-18℃±2℃~53℃±1℃,升降温速率为14℃±2℃/h,试验箱温度大于23℃时湿度应≥95%;第2阶段:温度在58℃±1℃、相对湿度大于95%的环境温度保持7周。试验后,按新国标的方法测定干燥剂最终水分含量Tf。

  取2块试样按新国标的方法进行干燥剂初始水分含量Ti测试,取其平均值为干燥剂初始水分含量。

  取1块试样按新国标的方法进行标准水分含量Tc的测定。

  水分渗透指数按公式    计算2块试样的I值和2块试样I值的平均值Iav。

  3.气体密封耐久性试验
  对3块充气中空玻璃试样进行初始气体含量测试,在进行密封处理后,放入老化试验箱进行两个阶段的老化试验。第1阶段:28个循环,每12h为一个温度循环,温度从-18℃±2℃~53℃±1℃,升降温速率为14℃±2℃/h,试验箱温度大于23℃时湿度应≥95%;2)第2阶段:温度在58℃±1℃、相对湿度大于95%的环境温度保持4周。老化试验后再对试样进行气体含量检测。

  4.水气渗透率试验
  将制作好的2mm厚的胶片装入透湿杯中,在温度23℃±2℃、相对湿度90%的环境中,测量24小时稳定透过的水气量。

  六、试验结果
  1.高温高湿耐久性

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