硅酮和有机胶二道密封的中空玻璃渗透性比较

　　5 环境因素对中空玻璃的影响和边缘密封的性能要求

　　中空玻璃曝露在不同的环境和使用因素中，这些因素会对中空玻璃的平均寿命产生负面影响，关于该方面的文献经常把这些影响分成物理影响(如温度和压力波动等)和化学影响(如大气环境，化学品等)两类。其中，有些环境影响，如阳光和水汽，会同时产生物理和化学作用。

　　高温会加速大多数的物理和化学反应，例如使中空玻璃密封胶老化和使水汽或气体透过边缘密封扩散加速。温度波动使中空玻璃内产生压力变化。这些压力会对边缘密封产生机械应力，对小尺寸的作用最强，对边缘密封形成最大的应力。此外，受热后，如前所述，间隔条和玻璃板片的不同热膨胀系数会导致剪切和剥离力作用在边缘密封上。

　　边缘密封的温度受环境温度每天和每年定期变化影响，从而使边缘密封的温度也相应的快速改变。据统计，在中空玻璃的使用期限内(以25年计)所引起的压力波动，有2000次是由于大气(气候)引起的，约20000次是由阳光辐射引起的，约400000次是由风压引起的。这些压力波动会周而复始地作用在边缘密封上，影响到中空玻璃的平均寿命。因此，一个良好的中空玻璃边缘密封必须具备以下特性：

　　①耐候性，也就是抵抗环境因素(同时考虑物理性能和黏结性)。

　　②具有抑制边缘密封运动的结构强度来使第一道密封的有效扩散横截面积变化最小。

　　③在使用条件下具有较低的水汽及气体渗透性。

　　6 作为第二道密封的中空玻璃特性

　　硅酮作为第二道密封的中空玻璃在苛刻的自然环境中能保持优良的性能是因为硅酮本身具有一些有机胶无法达到的化学特性。

　　(1)抗老化特性

　　硅酮高分子本身所具有的Si—O键具有很高的键能和较大的键角，所以对紫外线和波长280nm以下的大部分不可见光线来说是通透的，而且该Si-O键不会轻易被打断。其次，硅酮分子间的相互作用力比较弱，分子链具有柔韧性，这就使得硅酮高分子具有很好的伸缩性并且几乎不受环境温度特别是极端高低温的影响。

　　(2)弹性模量

　　有机胶的弹性模量（词条“模量”由行业大百科提供）随着温度的升高而逐渐降低，从-20 ℃到70 ℃聚硫胶的模量会下降40%，聚氨酯会下降60%左右，而硅酮几乎不受其影响，其模量基本保持不变。

　　(3)弹性恢复率

　　同样，硅酮由于其固有的分子特性一般表现出很好的弹性恢复率，而有机胶则表现出其热塑性，也就是随着温度的升高其弹性恢复率会逐渐降低

　　(见图5)。

　　(4)吸水率

　　通过吸水，水和水汽能引起边缘密封的自然应力和中空玻璃密封胶本身的膨胀。有机胶都是亲水性（词条“亲水性”由行业大百科提供）的，一般表现出较高的吸水率，而经过特殊配方设计的密封胶(如DC3362)则表现出比一般硅酮密封胶更低的吸水率(见图6)。

　　(5)高温下的水汽扩散性

　　温度在很大程度上影响着中空玻璃密封胶的水汽和气体渗透性。随着温度的升高，水汽和气体的扩散速度都会加快。中空玻璃第二道密封胶的水汽渗透性(WVP)在60 ℃时是20 ℃的6~8 倍，而且硅酮和聚硫的水汽渗透性在高温时是差不多的(见图7)。

　　统计结果表明，中空玻璃在低温时一般不易失效，中空玻璃的失效一般都发生在高温时段。虽然中空玻璃的边缘密封每年曝露在30 ℃以上的时间只占(或少于)全年的20%，然而在这短暂的高温季节里，中空玻璃经历的损坏要比温度30 ℃以下全年的其余时间里经历的损坏高两倍，这是因为高温下有机胶密封的中空玻璃第二道密封在高温下发生老化，老化后其黏结性、弹性模量、弹性恢复率等发生降级，而其水气扩散性在高温下又会加快，因此高温伴随着高湿会彻底降低中空玻璃的平均寿命。硅酮作为第二道密封的中空玻璃则不然，如前所述，高温高湿下其吸水率要远远低于有机密封的中空玻璃，从而具有更好的耐久性。

　　7 结语

　　硅酮第二道密封的中空玻璃比有机胶二道密封的中空玻璃具有较低的水汽渗透率，是因为边缘密封的渗透性几乎完全由第一道密封(PIB)的渗透性决定，而且作为第二道密封的硅酮在黏弹性，特别是在实际使用条件下的抗拉强度和弹性恢复率方面要优于有机胶，因此其阻止水汽扩散进入第一道密封方面比有机胶表现得更好。边缘密封的抗气体扩散同时取决于第一道和第二道密封的渗透性。硅酮作为第二道密封的中空玻璃在实际的服务条件下测试也证实具有较高的耐久性和服务年限，是因为硅酮第二道密封的物理和黏结性能几乎不受主要的环境老化因素，也就是紫外线，热量和湿度的影响。

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