夹层玻璃边缘脱胶及封边保护的有效性

夹层玻璃边缘脱胶及封边保护的有效性摘要:为防止和延缓夹层边缘玻璃脱胶病变的发生，目前主要技术措施是封边保护，其有效性可通过实验室试验评估和验证。本文初步分析了夹层玻璃脱胶成因，对可供选择的标准试验方法进行讨论并提出建立非标准试验方法的建议。

关键词:央层玻璃;脱胶;封边;有效性夹层玻璃边缘产生气泡是粘结脱胶的表征，在安装条件下脱胶面积随使用年限增长而扩展，表现为气泡数量增多并向内部蔓延，这种病变不仅影响玻璃的透视效果，也可能成为安全玻璃功能下降的隐患，己引起建筑设计、业主和玻璃加工企业的关注。为防止或延缓脱胶病变的发生，用于夹层玻璃边缘密封或覆盖保护的专用材料已有多项专利其中包括生产线上涂饰的BD101/BD201封边涂料。国内某机场航站楼隐框玻璃幕墙投人使用几年后显现边缘脱胶并有继续发展的趋势，表明中性硅酮密封胶封边难以阻止夹层玻璃病变的发生(图1)。为在较短时间内验证封边保护的效果，减少病变对建筑的影响，建立实验室评估试验方法显得十分必要。本文初步分析了夹层玻璃脱胶成因，对可供选择的标准试验方法进行讨论并提出建立非标准试验方法的建议，供业内参考。1.夹层玻璃加工制造中气泡夹杂的产生

采用胶片粘结复合的夹层玻璃，在原材料处理、合片、预压、真空处理、高温高压等工艺过程中，气泡夹杂的形成可能有以下因素:

(1)胶片含水率过高;

(2)玻璃表面清洁处理不彻底;

(3)温度控制未达标

(4）预压不良，含气过多;

(5)冷却时间过

产品标准不限制直径小于0甲5mm的不影响视觉的气泡，对可观察到的气泡和杂质的允许尺寸、数量和分布已经做了规定，生产企业的质量控制将保证产品合格出厂，所以图1所示气泡状态不应归结为产品质量的符合性，而是使用环境条件下产生并不断蔓延的气泡。值得注意的是图1建筑投人使用时间不长，设计使用期(50或100年)内这种病害的进一步发展令人关注。为减缓或根除脱胶病害的发生，有必要对夹层玻璃粘结材料的特性、粘结机理及诱发脱粘的因素进行探讨。

2.胶片的物理化学特性

目前夹层玻璃胶片均为热塑性树脂，如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙烯一醋酸乙烯(EVA)、聚乙烯一甲基丙烯酸甲醋(SGP)等。PVB胶片在夹层玻璃中应用最为普遍，其长链分子结构包含三种不同链段(图2)，大致比例是:聚乙烯醇缩丁醛65%~78%(M)、聚乙烯醇19%~32%(N)、聚醋酸乙烯酷3%(Z)，材料的物理化学性质随着比例的不同有很大变化，目前PVB胶片缺失统一的质量标准，产品质量是由供应商保证。PVB胶片中聚乙烯醇链段含经基具有较强的水溶性。聚合物的饱和吸水量可通过试验测定，也可由其极性基团的吸水量(am011rz11/mol)计算，PVB树脂分子结构中的极性基团－O－、－OH及－COO－在25oC温度100%湿度下的吸水量分别为0.1、2及0.2，按以上组成PVB结构的单元饱和吸水量为0.60mot二o/mol(约100g树脂饱和吸水量3.8g)。此外，聚合物的分子量、分子量分布和结构支化程度等，对材料的高温流变性也有着非线性的影响。为便于尺寸规整的薄片挤出或流延加工，PVB胶片的聚乙烯醇缩丁醛树脂中溶入了增塑剂并经塑化处理，增塑剂可降低材料的脆性温度，获得良好热压延性、柔韧性和可加工性，获得较好的热融粘流性，并有利于提高对玻璃的粘结性。常用增塑剂为葵二酸二丁酷(16%～18%)，或用二乙基丁酸盐的二缩三乙二醇(28%～30%)。

PVB胶片对玻璃有很好的粘结力、坚韧、抗冲击、无腐蚀，透明、耐无机酸和脂肪、耐光、耐寒、耐老化。但特定的化学结构决定对醋酸、醇类及酮类物质的耐受性较差，甚至可被溶解或软化以至丧失粘结力，由此可见PVB胶片不宜同脱酸型硅酮密封胶及脱醇型中性硅目前已有的试验方法主要考虑了水、湿气、光照对边部胶层的侵蚀，考虑实际应用中夹层玻璃的环境条件，应检验应力存在及交互加速下的作用(应力腐蚀)，建立应力条件下的综合试验，以便对封边材料及保护措施的有效性进行深人评价。同标准方法一样，这些试验的结果可能需要统计而且是相对的比较，但规律性的结论有利于深人分析夹层玻璃边缘的开胶原因和各种因素的效应。科学评估封边材料的保护能力，应考虑试验条件尽量接近使用条件。

已有的试验表明，在湿热(如60。，c，HH100%)条件下，施加平行于胶层的剪应力将加速粘结缺陷的发生，脱胶将以轴向45度夹角向表面层延伸并在粘结界面上形成新脱胶裂缝。考虑胶片及玻璃热膨胀系数的差异，温差变化产生作用于夹层玻璃粘结层的剪切应力将加速脱胶，应建立相应的湿热一剪切持久试验方法。

已有的试验已证明在湿热条件下施加垂直于粘结界面劈开力，粘结界面破坏将加速，而且一旦发生破坏将会较快地向全部粘结界面扩尉。考虑夹层玻璃经受风压和挠曲变形可能产生的拉开粘结的正应力，应建立相应的湿热一劈裂持久试验方法。一般规律是模量及内聚强度较高的粘结层，破坏类型可能更容易是界面脱胶破坏，这种效应如同提高加载速度或降低试验温度，所以在设定试验温度和加载速度时应考虑胶层的模量及内聚强度。