被动式建筑用节能中空玻璃寿命影响因素浅析.pdfVIP

建筑密封 被 动 式建 筑 用 节 能 中 空玻 璃 寿 命 影 响 因 素 浅析 钟志红 武庆民 济南华亚密封胶有限公司 山东 济南 250101 摘要 被动式建筑将在国内推广应用 其节能外窗中空玻璃的寿命受Low E 玻璃 干燥剂 内道丁基胶和外道密封胶的 质量 以及 中空玻璃制作 工艺的影响 本 文分别给 出了消除这些影响的解决方法 关键词 被动式建筑 中空玻璃 寿命 影响因素 文章编号 1007 497X 2015 一 06 0001 08 中图分 类号 TQ 171 72 T U 57 8 文献标识码 A In flu en c i n g F a c to rs of S e rvi c e L i fe o f E n erg y S av i n g In su l a ted G l ass U sed i n P a ssi v e B u i l d i n g s Zhong Zhi hong W u Q i ngm i n Ji nan H uaya Seal ant Co Ltd Ji nan Shandong 250 10 1 Chi na A b strac t P assi ve b u i l d i n gs w i l l b e p op ul ari zed and app l i ed i n ou r c ou ntry T he l i fe ti m e of i ts external w i nd ow s i nsul ated gl asses i s aff ec ted by the w orkm ansh i p of th e i n su l ated gl ass and th e qu al i ty of L ow E gl ass d ryi n g agent i nsi d e bu tyl ru b ber and outsi de se al ant T he arti c l e p rovi d es sol uti on s to el i m i n ate th ese i nfl ue nc es K ey w ord s p assi ve bu i l di ng i nsul a ted gl ass servi c e l i fe i n fluen c i n g fac tor 建筑能耗 占总能耗 的 28 30 而通过玻璃门 窗造成的能耗占到了建筑围护部件总能耗的40 50 左右 其 中通过玻璃 的损失又在门窗中占到 75 左右 11 我国节能标准中 外窗的传热系数 K 值要求 3 5 W m K 采用普通中空玻璃 而 目前推行的标 准中 此 K 值要求 2 8 W m K 采用 Low E 中空 玻璃 三玻中空玻璃 北京又率先推行了新的节能标 准 此 K 值要求 2 0 W Il l K 采用双玻 Low E 中 收稿 日期 2014 12 22 作者简介 钟志红 女 1972 年生 高级工程师 济南华亚密封 胶有限公司副总工兼化验室主任 主要从事建筑用密封胶的 研发 生产及分析检测 联系地址 250101 济南高新区康虹路 华亚工业 园 E m ai l zzh 602 163 c om o 空玻璃或厂 及充惰性气体 国家也出台了多项政策扶 持低碳节能建筑 当今世界上建筑节能技术发展方 向之一是被动 式建筑 又叫被动式房屋 被动式建筑采用高效的外 保温系统和节能外窗 有高效的热 回收装置和新风系 统 气密性极佳 无热桥设计 不需要传统的暖气和空 调系统 四季均能保持人体舒适温度 能耗极低 随着我国建筑节能等级的进一步提高 被动式建 筑超高节能玻璃门窗必将在我国的居住建筑及公共 建筑中大量推广采用 1被动式建筑外窗要求 欧洲被动式建筑外窗有如下要求 Low E 玻璃 值为 0 7 w m2 K 采用三层 Low E 玻璃制作 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 建筑密封 瓣 鬻船 瓣嚣 一 i 艇聪 镶强 攘 辩 糍 一 黪 鞭 嚣艄晒 一 斟 成中空玻璃 中空腔内充惰性气体 氩气或氪气 外窗传热系数要求 0 8 W m K 考虑到安装的 影响 要求安装后 的窗户此值小于 0 85 W m K 窗框通常为高效的发泡芯材保温多腔框架 其传热 系数达到 0 7 W m K 由此观之 被动式建筑外窗三层充气 Low E 中 空玻璃节能优越 但造价 昂贵 但若所制作的中空玻 璃寿命短 节能也就无从谈起 本文着重从下述几个方面 浅析高效节能 中空玻 璃寿命的影响因素 2 L ow E 玻璃对中空玻璃寿命的影响 这类影响体现在两方面 一是 Low E 镀膜玻璃 膜层被氧化 影响玻璃的可视性能 二是 Low E 镀膜 玻璃与密封胶 包括中空玻璃用外道密封胶和中空玻 璃装框安装用密封胶 不相容 导致膜层脱落或玻璃 脱片失粘 造成中空玻璃密封失效 Low E 玻璃制成中空玻璃时系置于中空玻璃内 层 其膜层因受干燥惰性气体保护通常不会氧化 Low E 镀膜玻璃有离线与在线之分 离线 Low E 镀 膜玻璃比在线 Low E 镀膜玻璃使用率高 采用离线 低辐射镀膜玻璃作为中空玻璃 对使用的干燥剂 问 隔条 内道丁基胶 外道密封胶的材料质量要求很高 否则 极易引起镀膜玻璃膜层腐蚀 能引起离线镀膜玻璃膜层腐蚀的根本原因 是膜 层受到中空腔中潮气 有机溶剂 酸I生 物质 碱性物质 或者氧化物 如硫化物 等的侵袭时 发生缓慢氧化 形成不可逆转的膜层损伤 一 般中空玻璃 中能产生有机溶剂 常见为甲苯和 丁酮 的情况为 含有机溶液的聚硫密封胶 生产厂 家 为了降低成本 加入二 甲苯 甲苯 丙酮 等有机溶 剂 加了易于迁移的含矿物油的硅酮胶 复合密 封胶条 劣质内道丁基胶 其挥发分偏高可初步判 定 含有部分或全部为非金属的问隔条 采用石油 的下游产品制作暖边 特点是在紫外线照射下会有化 学物析出或者某些暖边问隔条 内含有溶剂 含有 可迁移成分的彩色间隔条 中空玻璃内部装饰条的 油漆 玻璃切割时带进 的切割油或机械油 切割时 需采用易挥发的水溶性切割油 在 JGJ 1O2 2o03 玻璃幕墙工程技术规范 中明 确规定 全玻幕墙和点支承幕墙采用镀膜玻璃时 采 用中性硅酮结构密封胶粘结 不应采用酸性硅酮结构 密封胶粘结 但镀膜玻璃表面所镀的膜分为好几层 每一种型号的玻璃所镀膜的成分都不相同 在选用密 封胶与之直接或间接接触时 都应做相容性试验 JGJ l 02 2003 中还规定 低辐射镀膜玻璃应根据其 镀膜材料的粘结性能和其他技术要求 确定加工制作 工艺 镀膜与密封胶不相容时 应除去镀膜层 未除膜 的中空玻璃因镀膜脱落或是镀膜与密封胶不相容易 造成玻璃脱片 采用聚硫胶制作镀膜中空玻璃时 不 管镀膜玻璃是离线 的还是在线的 按照行业规定 必 须把玻璃边上的膜层彻底去除 这样才能避免镀膜玻 璃 的膜层和聚硫密封胶发生反应而引起玻璃脱粘 离 线 Low E 镀 膜玻璃 上的膜是 一层金属 氧化 物 如与空气或水接触时间稍长 便会氧化 如不除 膜 而让亲水性很好的中空玻璃外道密封胶直接与膜 层接触 水就会直接与膜层发生氧化反应 导致膜层 从边部一直向中间扩散氧化 所 以 离线镀膜玻璃在 加工成中空玻璃之前 与中空玻璃密封胶 不管外道 密封胶是否是中性还是酸性 的 接触处必须除膜 需 要开孔的中空玻璃 开孔处 的封胶区也应除膜 如边 部不除膜 胶只是和膜粘结 并未和玻璃粘结 而膜和 玻璃的粘结力非常小 当玻璃或胶变形时 膜会从玻 璃表面脱离 导致密封失效 3环境温湿度及干燥剂对中空玻璃寿命的影响 3 1 中空玻璃用干燥剂 3 1 1合格的中空玻璃用干燥剂 其要求如下 吸湿量越大越好 在低露点条件 下也能吸附水蒸气 受温度影 响小 氧化硅胶不具有 此种性能 不吸附空气或惰性气体 避免加剧中空 玻璃的挠曲变形 4A 和 13X 分子筛可吸附空气中的 氮气和惰性气体 也不适于中空玻璃使用 低的初 始吸附能力 便于生产操作 避免中空玻璃制作过程 中干燥剂置露吸湿过多影响有效吸附量 吸湿后物 化性质稳定 不产生腐蚀物或颗粒破碎 粉化现象 黏 土载氯化钙干燥剂就不能用于中空玻璃 在 JC T 2072 2011 中空玻璃用 干燥剂 中 根 据材料和生产工艺的不 同 将 中空玻璃用干燥剂分为 以下种类 A 类干燥剂 3A 分子筛 和 B 类干燥剂 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 建筑密封 黥 m m 意 女 黜 躐 以凹凸棒土为主体材料的球形干燥材料 一般而 言 B 类的优势在于低成本和低吸水速率 但吸水率 不如 A 类好 3 1 2干燥剂的吸附能力 1 3A 分子筛的饱和吸附能力 相关研究表明 当空气含水量达到 1 ppm 相 当于 10 6的含水率 的时候 分子筛仍可吸附自身质 量 5 的水分 当空气含水量达到 100 ppm 相 当于 l 04 的含水率 时 分子筛可以吸附到 自身质量的 17 的水 当空气含水量达到 1 000 ppm 相当于 0 1 的含水率 时 分子筛的平衡吸附容量趋向于饱 和值 此时空气中的露点约为一 40 有资料表明 实际制成的可使用的3A 分子筛 其饱和吸附量值为图中数值的 65 左右 即分子筛 吸附水达到自身质量的 16 20 时趋于饱和 也就 是说 随着水分不断进入 中空玻璃 中空腔 内 干燥剂 含水量累计达到饱和后 就失效 经计算 3A 分子筛 室温下吸水饱和失效时 干燥剂所吸附水已达 自身质 量的 18 2 干燥剂的剩余吸附能力 与干燥剂吸附能力相关的几个概念的关系如 图 1 所示 干燥剂 的饱 和吸附能力 c 空气中暴露时的 吸附能力 c 有效吸附能力 有效吸附能力 C 干燥剂吸附密封于间隔层内空气中的水分的吸 附能力 C 剩余吸附能力 c 砣 图 1 干燥剂 的吸附能 力示意 图 影响干燥剂有效吸附能力的因素主要有 干燥剂 本身初始吸附能力大小 填充量 空气中的含水量 间 隔框通气孑 L分布与大小和干燥剂置露于空气 中的时 间长短 一旦干燥剂选定 影响干燥剂有效吸附能力 的因素只有由后四者决定 其中空气含水量大小受环 境温湿度影响 影响干燥剂剩余吸附能力的因素主要 有 填充量和中空玻璃制造时密封于中空腔 内的空气 蛋 含水量大小 因此 要求所使用的干燥剂初始吸附能 力 空气中暴露时的吸附能力 要低 以便于生产操 作 剩余吸附能力要 强 以保证在密封 的中空玻璃 内 部具有更强的吸附能力并且仅对水分子进行吸附 综上所述 干燥剂 的剩余 吸附能力 因干燥剂品 种 规格 空气温湿度 填充量 在空气中放置的时间 不同而异 它的强弱在很大程度上影响着中空玻璃的 密封寿命 亦即在其它条件不变的情况下 中空玻璃 用干燥剂的剩余吸附量越大 中空玻璃的寿命越长 3 2中空玻璃生产环境温度高低对中空玻璃寿命的 影响 中空玻璃生产环境温湿度对 中空玻璃 寿命 的影 响 实质就是环境温湿度高低造成环境空气含水量多 少 从而影响中空玻璃用干燥剂的有效吸附量和剩余 吸附量的大小 由试验可知 随着环境温度 的升高 干空气含水 量增加 而干空气密度降低 综合结果是环境空气含 水量增加 相应地中空玻璃合片后中空腔中的含水量 也增加 这势必导致干燥剂剩余吸附量的降低 通过 计算 当环境温度由一 20 升至 40 cI 时干燥剂剩余 吸附率 由 99 76 降低至 85 24 相 当于中空玻璃最 大寿命折损 2 656 0 82 3 24 a 3 3 中空玻璃生产环境湿度大小对中空玻璃寿命的 影响 环境温度一定的条件下 随着环境湿度的增加 环境空气 中的含水量增大 相应地 中空玻璃合片后密 封于中空腔内的空气含水量增加 干燥剂剩余吸附率 由 100 降低至 88 68 相 当于中空玻璃最大寿命折 损 2 038 0 82 2 49 a 可以预测 随着环境温度的升 高 环境湿度的增大 干燥剂用于消耗中空玻璃合片 后密封于 中空腔内的空气水量越大 吸水量增大 干 燥剂剩余吸附量减小越多 中空玻璃最大寿命折损的 年数会越高 3 4干燥剂在环境空气中置露时间对中空玻璃寿命 的影响 干燥剂在环境空气中的置露时间包括干燥剂开 封后到灌装人间隔框 干燥剂在间隔框中的停放时间 到中空玻璃合片两部分时间 JC厂 I 2071 2011 中空 玻璃生产技术规程 2 中规定 灌装干燥剂后 间隔框 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 建 筑 密 封 镪豫 嬲 鞭 辫 憾 箨娃鞭 嬲穗 氯 鞭嬲 蕊 宜在 45 m i n 内完成合片 此时间仅包含置露时间的 第二部分 试验 中 每份约重 100 g 经过活化处理 的 3A 分 子筛分 3 种情况 铺展成 4 m m 厚 亦即一薄层厚 的干燥剂置于敞口的托盘中 置于敞口的薄膜袋 中 置于两端用角插角封闭的4 根各 1 nl 长的9A 铝间隔条 中 试样置露于试验环境 温度 23 相对 湿度 50 中 按预定的时间采用万分之一 的电子分 析天平进行干燥剂吸水增重称量 数据经处理并绘制 成图 干燥剂置露时间对干燥剂剩余吸附率和中空玻 璃寿命 的影响 如图 2 所示 罨 披 琳 担 罄 岳 4 5 2 3 2 1 9 一 t 0 0 O 75 4 8 24 4 8 72 置露 时间 Il 一 置露时间 h 托盘 4 m m 厚 敞 口袋 内 1 m xl m 间隔框 托盘 4 mm 厚 敞口袋 内 i 1 mx l Il l 间隔框 图 2 干燥剂在环境空气中置露时间对干燥剂 剩余 吸附率和中空玻璃寿命 的影响 由图 2 可知 随 3A 分子筛置露时间越长 干燥 剂剩余吸附率降低 中空玻璃估算寿命缩短 当干燥 剂置露时间达 3 d 时 由最大的 94 4l 其 中 5 59 是在中空玻璃合片前干燥剂吸水损耗的 降低至 5 1 45 干燥剂吸附能力损失几近一半 相应地用此 干燥剂制作的中空玻璃经估算 因干燥剂吸水自身的 原因 中空玻璃 的寿命 由最大的 21 a 降低至 11 3 a 从 中空玻璃制作之初就已预示其寿命不可能满足国 标 GB T 1 1944 2012 中空玻璃 附录 A 所要求的 中空玻璃的预期使用寿命至少应为 15 年 由该图还可看出 随干燥剂敞露空间越大 其 干 燥吸附能力损耗越大 即托盘 4 m m 厚 敞 口袋子 1 m x l m 间隔框内的干燥剂 为降低干燥剂置露时吸水损耗吸附能力 应注意 以下几点 使用干燥剂前 应仔细检查干燥剂密封 袋有无破损 如有破损 干燥剂应进行活化后方可使 用 开封后 的干燥剂应尽快使用 尽量缩短干燥剂 在空气中置露的时间 且不应在打开封口长时间闲置 后又重新使用 干燥剂灌装人间隔框后 应尽快进 行 中空玻璃合片 按 JC T 207l 一2011 规定 灌装 干 燥剂后 间隔框宜在 45 m i n 内完成合片 有条件 的企业宜对中空玻璃生产环境温湿度实行控制 温度 过高 湿度过大均导致空气含水量增加 从而造成干 燥剂吸附能力损耗 此损耗一部分系损耗于中空玻璃 制作过程中 一部分损耗用于中空玻璃 中空腔里被密 封的含水空气 优先选用通气孔分布疏且 L4 的 间隔条 有利于减少中空玻璃合片前干燥剂在间隔框 中吸水损失 由试验可知 特制可折弯铝间隔条孔数很少 通 气孔分布疏 但孔较长 普通可折弯铝 问隔条与不可 折变铝间隔条孔分布相同 但普通可折弯铝问隔条的 通气孔较不可折弯铝间隔条的大 在试验温湿度条件 下 将每份约重 100 g 经过活化处理的 3A 分子筛 分 别置于两端用角插角封 闭的 4 根各 1 i n 长的普通可 折弯和不可折弯铝 间隔条 中 试件置露于试验环境 中 按预定时间采用万分之一的电子分析天平进行干 燥剂吸水增重称量 不同铝间隔条下的干燥剂置露时 间对干燥剂剩余吸附率和中空玻璃寿命的影响 如图 3 所示 3 5干燥剂填充量对中空玻璃寿命的影响 JC T 207l 一20l 1 中规定 干燥剂填充量应符合 下述要求 间隔条型号为 6A 9A 12A 15A 16A 20A 时 干燥 剂填充量 g m 分别 l 4 25 32 44 44 55 其中对中空玻璃寿命的影响 见表 1 表 1所列中空玻璃寿命估算不包括干燥剂在空 气中置露吸附能力损失在内 即假定干燥剂在空气中 置露没有吸附损失 实际中空玻璃寿命 比表 1 中的数 据低 中空玻璃寿命达 15 a 时最低干燥剂用量 比表 斟莲 熏 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 0 0 75 4 8 24 48 72 置露 时间 Il q 建筑密封 普通可折弯铝条 不可折弯铝条 普通 可折弯铝条 I 不可折弯铝条 置露 时间 ll 图 3 不同铝间隔条下的干燥剂 置露时间对干燥剂 剩余吸附率和中空玻璃寿命的影响 表 1干燥剂填充量对中空玻璃寿命的影响 项目 司隔条型号 6A 9A 12A 干燥剂填充量 咖 14 25 32 干燥剂最大填充量 g m 18 38 48 1 m l m 中空玻璃估算寿命 试验 条件下 a 11 4 15 0 20 7 32 1 26 5 40 5 中空玻璃寿命达 l 5 年最低干燥剂 18 18 5 18 9 量I g l m 1 m 1 m 中 四边最低量填充 56 10o 128 空玻 璃 干燥 两边满填充 36 76 96 剂 填 充 量I 三边满填充 54 114 144 m 四边满 填充 72 152 192 中数据还要高 按国标 GB T 1 1944 2012 附录 A 的 要求 中空玻璃的预期使用寿命至少应为 15 年 因 6A 间隔条装填干燥剂量太少 经估算 四边填满干燥 剂 72 g 后 中空玻璃最大预期寿命才刚刚达到 15 a 这其中还不包括干燥剂在空气中置露时的吸附损 耗在 内 从表 中还可看 出 随间隔条型号的增大 填满 干燥剂后的中空玻璃寿命延长 但如果只填充两边或 者四边填充量不足 中空玻璃寿命仍要打折扣 4 内道丁基胶对中空玻璃寿命的影响 中空玻璃 的最基本性能和特点是 具有一个干燥 的密封中空腔 密封若达不到要求 干燥 自然无法保 证 结露结霜随之而来 中空玻璃也就完全失效了 这 就意味着中空玻璃使用寿命终止 中空玻璃干燥主要 靠干燥剂起作用 而密封则主要是靠水蒸气透过率极 低的内道丁基胶在起作用 对丁基热熔密封胶质量 的 要求是 水蒸气透过率 初始值和经紫外线照射后 较 低 对基材持久的粘结性 常温下与低温下都具有粘 结性 高温下以及在使用过程中受紫外线老化后 仍 保持定型性和粘绪l生 但由于丁基胶的结柯 生 差 所 以中空玻璃的结构强度主要是靠外道密封胶来完成 的 把中空玻璃粘结成一个整体 同时起辅助密封的 作用 中空玻璃 内道丁基胶并不能完全阻挡外界的水 蒸气进入中空玻璃 中空腔 内 也就是说 中空玻璃迟 早是要失效的 丁基胶的水蒸气透过率大小就是表征 其 阻挡水蒸气能力 的大小 该指标越小 表 明丁基胶 阻挡水蒸气的能力越大 进人中空玻璃的水气越少 中空玻璃的寿命越长 4 1丁基胶较低的水蒸气透过率是保证 中空玻璃 寿 命 的关键 中空玻璃间隔框 中的干燥剂装填量是有限的 其 吸附水蒸气的能力也是有限的 如果外界水蒸气大量 源源不断地透过外道密封胶和内道丁基胶的防御进 入中空玻璃间隔层内 总有一天 干燥剂也就达到其 饱和吸附限度 那么 中空玻璃也就到了寿命尽头 国内外丁基胶水蒸气透过率大小对中空玻璃寿 命的影 响 见表 2 表 2 所列中空玻璃寿命估算数据 成立仍需进行 以下假定 假定合片后 内道丁基胶层 宽度为 3 m m t3 外道密封胶厚度为 5 mm 那么 1 m l m 的中空玻璃中 丁基胶 的面积为 0 9 m 0 003 m 4 0 010 8 m 则 l m 中空玻璃水蒸气年通过量 g 丁 基胶水蒸气透过量 g m d 1 0 010 8 m 365 d 假 定 1 m2中空玻璃中干燥剂装填量为 100 gt3 3A 分子 筛的饱和吸水量为自重的 18 则干燥剂吸水饱和 量为 l 8 g 同时假定干燥剂在中空玻璃制作过程中和 帅 舳 旃 莲 熏 加 H 怅琳 样销州岳 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 建 筑 密 封 表 2中空玻璃用丁基热熔密封胶水蒸气透过率大小对中空玻璃寿命的影响 国内样品 国外样品 样品编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1O 1 1 12 水蒸气透过 g m d 0 484 0 505 0 417 0 542 0 479 0 536 1 083 0 375 0 580 0 307 0 438 0 432 1 m2中空玻璃水蒸气年通过量 1 907 9 1 990 7 1 643 8 2 136 6 1 888 2 2 112 9 4 269 2 1 478 3 2 286 4 1 2l 0 2 1 726 6 1 702 9 中空玻璃估算寿命 a 9 43 9 04 10 95 8 42 9 53 8 52 4 22 12 18 7 87 14 87 10 43 1O 57 密封于中空腔中均无吸水损失 由表 2 可知 丁基胶的水蒸气透过率均满足 JC T 914 2003 中空玻璃用丁基热熔密封胶 标准中 1 1 g m z d 的要求 但水蒸气透过率越大 中空玻璃 估算的寿命越短 在相同条件下 12 种样品中 中空 玻璃寿命差距达 1O 65 a 可见 丁基胶水蒸气透过率 大小对中空玻璃寿命影响是非常大 的 4 2丁基胶高温下保持形状的稳定性对中空玻璃寿 命的影响 由于丁基 中空玻璃密封胶是热熔性胶 其粘结强 度和软硬变形程度受温度影响显著 中空玻璃压合 后 丁基胶为一条宽约 3 m m 厚约 0 5 m m 的密闭胶 线条 中空玻璃安装在建筑外墙上 势将承受振动 风 压 日照 雨雪 高低温度及 大气压力 的交变循环作 用 必然拉动中空玻璃单元件胶粘接缝位移 有资料 报道 中空玻璃上墙后直接暴露于室外 玻璃及 中空 玻璃周边的金属护框架表面温度容易升得很高 温度 往往超过 80 当在阳光照射角度和无风条件叠合 的场合 辐射温度可高达 90 100 oC 试想 假若采用 的丁基胶在高温下保持形状的稳定性差 这条丁基胶 密闭胶线条就有可能在夏 日高温下变软 变细 错位 滑移 久而久之 丁基胶偏离最初的位置 最终造成密 封失效 更有严重者丁基胶流人中空玻璃间隔层 内污 染 了中空腔 笔者采用华亚丁基胶 1 和市售某品牌 丁基胶 2 做耐温定型性试验 结果表明 采用在高 温下变形严重的丁基胶制作的中空玻璃 就极有可能 在中空玻璃上墙后 随着时间的推移 内道丁基胶在 夏 日高温及 或风力协助作用下产生变形 从而导致 丁基胶密封失效 4 3丁基胶耐紫外线老化对 中空玻璃寿命的影响 中空玻璃在使用过程 中紫外线是其老化 的主要 因素 在新修订的 JC T 914 xxxx 中空玻璃用丁基 热熔密封胶 送审稿 中新增了丁基胶剪切强度在紫 外线老化前后 的变化率 来考核紫外线辐射对性能的 影响 试验时 丁基胶经灯管功率为 300 w 紫外线辐 照强度为 2 000 3 000 IxW c m 紫外线照射后 剪切 强度变化率以 20 为合格 笔者通过采用 4 支 U V A 一 340 型紫外线荧光灯 在温度 48 2 条件下 对 2 m m 厚丁基胶进行 60 d 的紫外线处理后进行表 面观察并拍照 所得结果为 耐紫外线老化性差 的丁 基胶表面龟裂 与处理前 的比较 发乌 粗糙 黏性大 大降低 而耐紫外线老化好的丁基胶 表面无龟裂现 象 胶质细腻 无其他异常变化 由此可推知 中空玻 璃上墙使用后 耐紫外线老化性差的丁基胶在使用过 程 中经紫外线老化 产生龟裂和失粘 玻璃和丁基胶 之间会布满裂纹 甚至丁基胶失去粘结玻璃 的性能 气密性无法保证 中空玻璃寿命也就无从谈起 5外道密封胶对中空玻璃寿命的影响 5 1外道密封胶应与内道丁基胶和粘结基材相容 外道密封胶与内道丁基胶和粘结基材不相容最 常见的现象是 丁基胶溶解 基材粘结失效 丁基胶溶 解后 不但污染 中空玻璃 中空腔 而且 中空玻璃 的密 封也被破坏 其气密性无法保 障 外道密封胶与玻璃 或者间隔条粘结失效 中空玻璃 的整体性受到威胁 仅靠物理粘结的丁基胶无法确保自身的密封和不被 可 以随意错位的玻璃所破坏 5 2选择 中模量外道密封胶能减少 内道丁基胶 的过 量位移破坏 中空玻璃在使用的过程中始终会受到温度 气 压 风荷载等变化的影响 致使内道丁基胶的宽度和 厚度始终处于动态变化之中 如图 4 所示 在 中空玻 璃 的内外挠曲的 泵 运动 中 丁基胶条会发生拉伸 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 建筑密封 麟 臻渊 强 强 爨 搿 豫 瓣 图 4 中空玻璃 泵 运动对密封胶的影响 位移和剪切等情况 使水汽渗透的通道缩短 为提高 中空玻璃持久的密封稳定性 应设定接缝的结构尺寸 胶缝越宽 中空玻璃尺寸越小越有利 和选择 中模量 的外道密封胶 以避免内道密封胶 过早破坏 从而影 响中空玻璃的寿命 外道密封胶 的模量不 同 导致 内道丁基胶的变形 厚度增加 宽度减小 体积不变 但水汽渗透通道的 路径缩短 截面增大 是不 同的 一般而言 外道密封 胶的模量越高其延展率越低 反之亦然 也就是说 模 量越低弹性越好的外道密封胶 在受很小的外力作用 下就会产生很大的变形 这种变形不利于维护内道丁 基胶密封线条的保持 假设外道密封胶即便是仅产生 10 的延展率 丁基胶 的厚度则大 幅度地增加 增 幅 达 95 由于外道密封胶的延展性越高越易导致内 道丁基胶的变形 截面增大 所以 中模量外道密封 胶适宜的延展率有利于保证中空玻璃的气密性 而又 不至于由于外道密封胶弹性过小导致开裂破坏 的弊 端 5 3低水蒸气透过率 的外道密封胶对 中空玻璃起到 辅助密封的作用 一 般认为 与外道密封胶相 比 丁基胶对 中空玻 璃 的密封寿命 的影 响占 80 而外道密封胶只起 到 辅助密封作用 GB T 1 1944 2012 中空玻璃 附录 c 边部密封材料水气渗透率 明确指出 当密封胶的 水汽渗透率 15 g m d 外道密封胶 的宽度应 1 7 m ln 当密封胶的水汽渗透率 15 eC m d 外道密封 胶 的宽度应 I 5 m m 也就是说 外道密封胶水汽渗 透率大小直接影响中空外道密封胶的涂布宽度 涂布 宽度越厚 外道密封胶的水汽渗透率越低 对中空玻 璃密封寿命越有利 如图 5 所示 N 薄 一 I 0 1 2 3 4 5 6 7 8 胶层厚度 ra m 羞 震 酮 中 空 1l 墓 螽 嘉 簇 硅 襄 翥 莆 蘖 蒜 鑫 空 图5中空玻璃外道密封胶不同胶层厚度时 对应的水蒸气透过率 5 4耐候 耐老化和持久粘结力的密封胶能保证 中 空玻璃长期的水汽密性能 紫外线对有机密封胶的化学分子长链具有破坏 作用 如果密封胶耐紫外线能力差 经紫外线照射就 会出现如软化 龟裂 粉化 产生裂纹甚至脱胶等老化 现象 从而加快水汽进入 中空腔内的速度 最终使 中 空玻璃失效 由于硅 酮胶 主链 上的 Si O si 的化学键 能为 422 kJ m ol 属于高能键 不仅高于 300 nm 紫外线的 键 399 kJ m o1 且远大于其他高聚物键能 如聚硫 胶的 s s 其化学健能为 264 kJ m o1 同时 由于 O 一 二 羟基聚二 甲基硅 氧烷 主链 中无不饱和链及弱 键 这就是质量合格的硅酮密封胶在紫外线照射下仍 保持良好性能而其他有机高聚物材料容易老化的根 本原因 图 6 为各种类型的中空玻璃外道密封胶经紫 外线 35 d 老化处理前后的水蒸气透过量的比较 紫 外线试验箱符合 GB 16776 2005 标准附录 A 要 求 由图 6 可知 外道硅酮中空玻璃密封胶经紫外线 照射后 其水蒸气透过率不是增加 反而呈现减小的 趋势 估计是硅酮密封胶在紫外线作用下 产生交联 更有利于阻堵外界水汽渗透 而聚硫中空玻璃密封胶 在紫外线作用下 估计产生链断裂 交联点被破坏 结 构堆积变差 且更有利于链节运动 所 以 水蒸气透过 量在经紫外线老化处理后呈上升的趋势 6 中空玻璃制作工艺对中空玻璃寿命的影响 中空玻璃制作工艺对中空玻璃寿命的影响除环 境温湿度控制 干燥剂置露和停放的影响外 尚体现 4 2 0 8 6 4 2 0 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 建筑密封 蕊 舞 褂 l 8 三 16l 1 4 华亚硅酮中 空玻璃胶 1 2 俺 蒌 僻 i 丰 茎 i 市售某品牌中空玻璃 10l 一 l 用聚 硫 胶 繁8 荣外线 鲤前 紫多 我处理后 胶层厚度 ram 图 6 各种 类型 的中空玻璃外 道密封胶紫外线老化 处理前后的水蒸气透过率 在合片质量 打胶宽度以及打胶质量等方面 6 1 内 外道密封胶涂布宽度要符合标准要求 中空玻璃内 外道密封胶