應(yīng)用百科
中空玻璃二道密封膠應(yīng)用百科知識
中空玻璃門窗出現(xiàn)這些現(xiàn)象其實是由于中空玻璃制作工藝不合格所引起的,，要了解其形成的原因及解決方法，我們首先要了解中空玻璃的制作工藝流程,。
中空玻璃的基本制作工藝由玻璃的清洗,、灌分子篩、丁基密封膠的涂敷,、合片,、涂第二道密封膠等環(huán)節(jié)組成。每一環(huán)節(jié)都與材料的選擇及操作人員的熟練程度和加工質(zhì)量有關(guān),。
清洗玻璃是中空玻璃生產(chǎn)的第一個環(huán)節(jié)，也是保證中空玻璃密封的最重要的環(huán)節(jié)之一,。如果玻璃上的油漬和水滴不能徹底清洗掉,，則密封膠對玻璃的粘合力就會大大削弱，從而降低中空玻璃的密封效果,。中空玻璃在加工生產(chǎn)過程中選擇干燥劑,、密封膠和間隔條所考慮的各項條件，是以玻璃清洗干凈前提的,。而中空玻璃的密封性好壞在一定程度上是取決于玻璃清洗是否干凈,，玻璃的清潔是密封質(zhì)量的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)。
干燥劑的作用主要有三：
a.吸附密封在空氣內(nèi)的水分,；
b.吸附可揮發(fā)性有機溶劑,；
c.吸附在中空玻璃壽命期內(nèi)進入空氣層內(nèi)的水汽。
其目的是保持中空玻璃有合格的初始露點,，因此,，合格的干燥劑是必須同時滿足干燥劑所應(yīng)具有的三個功能。如果干燥劑吸附能力差,，不能有效的吸附通過擴散進入空氣層的水分,，就會導(dǎo)致水分在空氣層中聚集，水分壓力提高,，中空玻璃的露點上升,，那么出現(xiàn)霧化的可能性極大。
中空玻璃的邊緣密封失敗,，意味門窗失去應(yīng)有的功能,，不但門窗的設(shè)計節(jié)能性能達(dá)不到要求，而且影響中空玻璃的透明度,，并降低隔熱效果,，長時間的結(jié)霧會使玻璃的內(nèi)表面發(fā)生霉變或積堿，產(chǎn)生白斑，嚴(yán)重影響中空玻璃的外觀質(zhì)量,。
合片是制作雙層中空玻璃的中間一環(huán),，合片前丁基膠的涂敷，決定著中空玻璃的綜合質(zhì)量,。因此,，制作時應(yīng)嚴(yán)格控制生產(chǎn)工藝，杜絕漏涂,、斷膠現(xiàn)象和對封口的疏忽,，決不允許存在漏氣的隱患，把好密封的第一關(guān),。
如果兩道密封膠之間存在縫隙,，會引起漏氣，同時應(yīng)注意涂抹過薄的第二道密封膠,，在安裝使用一段時間后,，受環(huán)境溫度變化、日曬及風(fēng)壓的作用,，震動位移,、密封膠會形成裂紋（即使極小的裂紋存在），水氣就有可能會慢慢地進入膠層內(nèi),，形成霧化,，失去其密封性，喪失密封作用,。
在裝配中空玻璃時,，如果中空玻璃密封膠與其它密封材料相接觸（特別是含溶劑的硅酮膠），而這些密封材料中含有能溶解丁基密封膠的增塑成分,，這些增塑成分會通過中空玻璃第二道密封遷移到其第一道密封膠表面,，進而將第一道密封膠溶解而產(chǎn)生變稀、流淌等現(xiàn)象,。因此,，在裝配中空玻璃時有必要做相應(yīng)的相溶性試驗，選用與中空玻璃密封膠相溶的配套密封材料,，以減少此類現(xiàn)象的發(fā)生,。“密封膠”顧名思義他主要是起密封作用的,。中空玻璃的密封除紫外線照射是測試中空玻璃密封膠是否含有影響視線的有機揮發(fā)物外,，另外四項指標(biāo)“密封性能、初始露點,、高溫高濕,、氣候循環(huán)”,，都是檢測中空玻璃在各種環(huán)境下的密封性能的。
我們知道,，一塊合格的中空玻璃產(chǎn)品不僅需要規(guī)范的操作工藝,，更需要能滿足中空玻璃性能要求的密封材料，不同的中空玻璃密封膠,，由于其性能的不同,，所采用的生產(chǎn)工藝以及產(chǎn)品的綜合性能也不同。
我們一起了解一下常用中空玻璃密封膠物理性能的差異,。
數(shù)據(jù)來自于阿克蘇諾貝爾公司對市場上的歐洲最主要的密封膠生產(chǎn)廠家的膠進行測試所得結(jié)果
我們再選取一組MS膠與聚氨酯的對比：
及MS,、聚氨酯和硅酮膠的主要性能比較：
等級：（10表示性能優(yōu)異，1表示性能很差）
以上兩表數(shù)據(jù)引用于美國膠黏劑協(xié)會專家Edward M. Petrie的文獻(xiàn)
由表中可得出：聚硫膠,、聚氨酯,、硅酮膠及MS膠的結(jié)構(gòu)性都很好，但水汽透過率極高（MS膠僅略優(yōu)于聚氨酯）,，顯然,，如采用這些膠，單道密封中空玻璃是難以滿足中空玻璃的密封性能的,。為彌補這些膠的密封性能的不足，通常采用水汽透過率極低,，但結(jié)構(gòu)性差的聚異丁烯膠作為中空玻璃的第一道密封膠,，以阻止潮氣向中空玻璃內(nèi)滲透，這就是傳統(tǒng)的大家熟悉的雙道密封中空玻璃的生產(chǎn)工藝,。
概述中空玻璃傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝：由于雙道密封中空玻璃所采用的二種密封膠各自性能上的缺陷,，只能采用兩者結(jié)合的方式（即雙道密封式）才能滿足中空玻璃的密封性和結(jié)構(gòu)性指標(biāo)。
一般來講, 二道密封材料的最終選擇應(yīng)當(dāng)考慮以下幾點:
（1）對邊緣密封的性能
（2）由整個玻璃系統(tǒng)提供的保護
（3）二道密封膠在適用過程中所暴露的環(huán)境
日常實踐中,，上述指標(biāo)或多或少導(dǎo)致人們對不同用范圍選擇不同的二道密封膠: 對于商業(yè)建筑用玻璃（玻璃幕墻,，結(jié)構(gòu)玻璃）一般首選的是硅酮膠，聚氨酯密封膠主要用于生產(chǎn)玻璃尺寸和形狀基本相同的自動生產(chǎn)線,，這種"普通"應(yīng)用的玻璃可有較大的產(chǎn)量,。 聚硫密封膠可用于各種中空玻璃（對于中空玻璃邊緣必須要保護的玻璃幕墻，聚硫是被限制使用的）,。這一特殊限制是因過去10年間中空玻璃加工及密封膠設(shè)計的發(fā)展出現(xiàn)的,，它還與固化后密封膠（如: 某些特殊優(yōu)點）的性能及密封膠的加工性能有關(guān)。
實際上, 中空玻璃生產(chǎn)廠家和中空玻璃使用者對密封膠性能有著不同的看法: 除成本外,，二者對生產(chǎn)高質(zhì)量的中空玻璃單元這點是一致的,。 而此外，中空玻璃生產(chǎn)廠還關(guān)心搬運性能, 易加工,，零次品等等,。加工性能對他們來講是非常重要的,。在此我們主要側(cè)重對固化后密封膠的性能。
加工性能
使用自動生產(chǎn)線對中空玻璃密封膠提出了一些額外要求：高產(chǎn)量,，低磨損,，易搬運，減少廢料和重復(fù)利用等,。因此,，基礎(chǔ)聚合物與密封膠生產(chǎn)廠家現(xiàn)在要更加重視他們產(chǎn)品的加工性，現(xiàn)代中空玻璃密封膠化合物須具備,。
特殊的流變性
對底材（玻璃和間隔條）良好的潤濕性是好的粘接力必備的先決條件,。密封膠須沿玻璃四個邊角連續(xù)涂敷。因此,密封材料需具有低粘度而且不流掛的性能,。所有測試過的各類中空玻璃二道密封膠都表現(xiàn)出所要求的假塑性,。
高活性
足夠長的使用期和快速固化也是中空玻璃生產(chǎn)廠家所需要的。在下面的表中,，總結(jié)了市場上不同中空玻璃二道密封膠的固化性能：
缺少MS膠實地對比試驗數(shù)據(jù)
結(jié)合以往相關(guān)文獻(xiàn)可以推定MS膠表干性能略優(yōu)于聚氨酯,。
好的聚硫中空玻璃二道密封膠配方, 其產(chǎn)品在室溫下固化4小時后的硬度應(yīng)能達(dá)到其最終硬度的80％。這一獨特的性能是因其與活性二氧化錳進行的氧化固化的結(jié)果,。而其它類型的產(chǎn)品固化速度較聚硫慢得多,。這一點在中已有論述。大多數(shù)中空玻璃密封膠都要在24小時后達(dá)到最終的邵氏A硬度值約為50,。
粘接力的快速生成
粘接力的快速生成是一個要特別關(guān)注的問題,。附著力產(chǎn)生的越快，在中空玻璃單元的運輸過程中出現(xiàn)的問題越少,。配方做得好的聚硫中空玻璃密封膠在室溫下固化4小時內(nèi)即可達(dá)到其完全的粘接力,。
EN 1279-6中所描述的粘接力試驗（其粘接力試驗是在室溫固化24小時后進行的，試樣須經(jīng)受一定載荷持續(xù)至少10分鐘）結(jié)果清楚地顯示出大多數(shù)中空玻璃二道密封膠表現(xiàn)都不錯,。
結(jié)構(gòu)膠的初始附著力結(jié)果皆為通過,，MS膠對基材粘接的范圍更加廣泛。
關(guān)于加工性能, 聚硫中空玻璃二道密封膠在某些方面較其它種類的膠具有優(yōu)越性, 但在歐洲市場,，大多數(shù)經(jīng)過測試的密封膠產(chǎn)品都表現(xiàn)不錯,，可以滿足要求。
中空玻璃單元邊緣密封的功能與性能
理論方面
中空玻璃單元會經(jīng)受各類因搬運（開, 合）, 風(fēng)力,，溫度及氣壓變化產(chǎn)生的載荷, 這些載荷會導(dǎo)致單元的變形, 則密封膠要產(chǎn)生延伸, 壓縮和剪切,。
在經(jīng)受額外的濕度，紫外線照射及受熱條件下的適應(yīng)能力決定了密封膠使用壽命,。當(dāng)中空玻璃腔內(nèi)出現(xiàn)濕汽冷凝（結(jié)露）（對于充氣玻璃則是氣體外泄）, 這就意味著一個中空玻璃單元使用壽命的終止,。
對于中空玻璃單元來說，幾個關(guān)于水汽和氣體透過率的重要方面是我們要考慮的:
與多孔材料（如濾紙）相反, 通過聚合材料進行的質(zhì)量輸送是以活性擴散的形式發(fā)生的,。
原則上講,，有兩種可能的擴散途徑: 通過第二道和第一道密封膠, 或沿著玻璃與密封膠的結(jié)合面,。 沿界面擴散的可能性要遠(yuǎn)高于通過密封膠的擴散。
對雙道密封的玻璃單元來說,，其擴散受到的阻力即是各道密封之和,。
對密封膠的透過率總是與其面積成比例關(guān)系的。 若在已經(jīng)建立平衡的狀態(tài)下, 一般是與其厚度成反比,。
如果尚未達(dá)到平衡, 則達(dá)到平衡所需時間大致與厚度的平方成比例（Fick"s and Henry"s 定律）,。
因此，與達(dá)到平衡后相比, 密封膠的厚度在達(dá)到平衡前的期間里可更多地提高其阻隔性能,。
網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)變松弛,，如：塑化或腫脹結(jié)構(gòu)，都會使?jié)B透性增加,。
水汽滲透（水汽透過率（MVTR））
在玻璃與密封膠完美粘接的情況下, 水汽只可能透過密封膠進入中空玻璃腔內(nèi),。萬一頭道密封膠與玻璃的粘接失效, 二道密封膠就要擔(dān)當(dāng)起唯一可阻隔濕氣滲入的任務(wù)。假如二道密封膠與玻璃的粘接也失效,，那么這塊中空玻璃就無法再使用并需要更換,。中空玻璃的早期失效主要是由于生產(chǎn)過程中的某些失誤或采用了劣質(zhì)密封膠，亦或二者都有造成的,。
缺少MS膠實地對比試驗數(shù)據(jù)
結(jié)合以往相關(guān)文獻(xiàn)可以推定MS膠此方面性能略優(yōu)于聚氨酯
引用自DIN 53 122 EN1279-4
表中數(shù)據(jù)清楚地表明水汽透過率（MVT rate）取決于聚合物的類型, 且其與溫度成比例增加,。對氣體和水汽阻隔能力最差的材料是硅酮橡膠。有意思的是硅酮橡膠在水中只有輕微的溶脹,。然而,，測試結(jié)果表明，選擇對水阻隔作用好的材料并不能像我們通常那樣僅看其在水中的溶脹這一個指標(biāo)
聚異丁稀對濕氣的阻隔能力強并決定了中空玻璃單元的擴散阻力. 因此,我們看到所有雙道密封的中空玻璃單元的水汽透過率都比較接近,。
惰性氣體的滲透
中空玻璃單元充氣,，如氬氣或氪氣等惰性氣體以提高其隔熱及隔音的能力,。惰性氣體的擴散取決于溫度和腔內(nèi)與環(huán)境的壓差,。
中空玻璃單元的設(shè)計 – 密封膠打膠尺寸
盡管硅酮中空玻璃二道密封膠表現(xiàn)出它抵擋氣體及濕氣擴散的能力最差, 可還是有人用它來生產(chǎn)充氣的中空玻璃。不過,，在設(shè)計中空玻璃時人們需要把這一點考慮進去,。因此, 許多歐洲的中空玻璃生產(chǎn)廠家都建立了自己的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)以滿足EN1279對充氣中空玻璃的要求, 第一道丁基密封膠的厚度及用量按照不同二道密封膠類型設(shè)立。
如前所述, 硅酮密封膠較弱的阻檔氣體和濕氣的能力,，亦可以通過加大密封膠用量并仔細(xì)將間隔條的端部（與丁基一起）密封好也可以生產(chǎn)出高質(zhì)量的中空玻璃,。
惰性氣體擴散也可以用來估計中空玻璃的使用壽命：聚硫/丁基密封的中空玻璃的氬氣損失率可由HOLLER方法測定，其范圍在 1-8*10-3/年, 而人們發(fā)現(xiàn)聚氨酯/丁基體系的值在6-25*10-3/年,。
FELDMEIER and SCHMID 預(yù)測,， 如果氬氣的年損失率約1％的話, 則中空玻璃的使用壽命大約是20年。按此計算聚硫/丁基密封的中空玻璃由于其均勻的惰性氣年體損失率小于1％,，那么,，它的使用壽命估計可達(dá)30到40年,。
強度，松弛,，粘接力
人們經(jīng)常討論的一個問題, 是二道密封膠的功能只是起到彈性粘接作用, 而阻隔功能是由第一道密封提供的,。前面章節(jié)的內(nèi)容顯示出，對于中空玻璃的性能來說,，水汽與氣體透過二道密封膠的問題也是非常重要的,。然而, 強度和對玻璃與間隔條的粘接力, 是與密封膠將玻璃片結(jié)合在一起,并防止水汽（和惰性氣體）透過玻璃與密封膠之間的界面的能力密切相關(guān)的。
強度（及松弛） 和粘接力都因聚合物的類型不同而存在差異, 在考慮到成本問題時,，就更應(yīng)強調(diào)這兩個指標(biāo)對配方的依賴性,。僅以聚硫密封膠為例, 聚合物/增塑劑/填料的比例決定了密封膠的性能。如曾經(jīng)談到過的,，氣體與水汽的透過率會隨著聚合物含量的增加而降低,，而應(yīng)力恢復(fù)也隨合物含量的增加而成比例的提高。
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