中空玻璃胶常识和几个重点概念

中空玻璃密封胶常识和几个重点概念Insulatingglasssealantcommonsenseandafewkeyconcepts中空玻璃由于其具有隔热、保温、隔音、防结露等特点，使其成为节能、环保产品越来越被人们所认可。目前中空玻璃生产中的胶接工艺大都采用二次密封技术。即第一道密封也就是内道密封，主要采用水气渗透率最低的丁基胶。用热熔打胶机涂于间隔框的两侧面，阻隔水气，干燥气体空腔，同时起到玻璃预定型作用;第二道密封也就是外道密封，主要有硅酮胶、聚硫胶、聚氨酯胶三类，国内常用的是前两类。外道密封不仅可将玻璃和间隔框粘结成一个整体，而且可以起弹性恢复并缓冲边部应力等辅助性作用。因此，中空玻璃系统的密封和结构的稳定是靠中空玻璃密封胶来实现的，其主要作用可归结为两方面:●密封作用，即防止外界的水汽进入中空玻璃空气层内—主要由内道丁基胶起作用，而外道密封胶仅起辅助密封作用。●结构作用，即外界温度高低变化及高湿度和紫外线照射下仍能够保持中空玻璃的结构整体性—完全由热固性的外道密封胶起作用。由于中空玻璃密封胶作为制作中空玻璃的关键材料--其质量的优劣将直接关系到中空玻璃的质量，所以，本文结合中空玻璃密封胶的标准，从实际应用中出发，介绍中空玻璃密封胶常识，并重点阐述了三个重要概念:浸水粘接性、耐老化性及相容性。旨在提高读者在使用中空玻璃密封胶时化解风险的能力。1.中空玻璃用内道丁基胶常识中空玻璃用内道丁基胶应符合JC/T914-2003《中空玻璃用丁基热熔密封胶》，具体要求见表一:表一中空玻璃用丁基热熔密封胶的要求及判定规则序号项目指标判定规则1外观1.产品应为细腻、无可见颗粒的均质胶泥;2.产品颜色为黑色或供需双方商定的颜色。外观不符合指标要求，判定该批产品不合格2密度，g/cm3规定值±0.051.若有两项或两项以上指标不符合指标要求，则判定该批产品不合格;2.若仅有一项不符合规定，允许在该批产品中加倍抽样进行单项复检，如该项仍不符合规定，该批产品不合格。3针入度25℃30~5041/10mm130℃230~3305剪切强度，MPa≥0.16紫外线照射发雾性无雾7水蒸气透过率，g/m2·d≤1.18热失重，%≤0.51.1外观质量从表一的判定规则可看出，该标准对内道丁基胶的外观质量要求非常的严格，不论胶的其它质量如何，只要目测内道丁基胶的外观，则可直接判定。但笔者对国内多个品牌内道丁基胶进行检测，发现其外观质量令人堪忧，目测丁基胶内或布满了明显的颗粒或拉扯时出现间断的不均匀的胶泥，完全不符合外观指标的第1条要求。使用这种劣质的丁基胶，是很难保证中空玻璃的气密性和丁基胶胶条在铝间隔条上徐布均匀性的。1.2针入度此项指标表征产品在室温的软硬程度和高温下的热熔性能及流变性能，用于检验产品在实际应用中的施徐工艺性。常温值(25℃)表征密封胶在工作时的状态，不能太大也不能太小:过大一方面影响对玻璃和间隔条粘合，另一方面使中空玻璃制作过程中的合片不易压合，同时，当环境温度较低时，丁基胶过硬，应力易集中造成丁基胶开裂;过小则易流淌，夏天温度高时，温度高，丁基胶受热处于熔融状态下，玻璃错位滑移会造成密封失败，严重者流入中空玻璃间隔层内，从而影响中空玻璃的质量。高温值(130℃)则表征密封胶在施工时的状态，同样不能太大也不能太小:过大易流淌影响挤出成条;过小一方面要提高挤出温度(或提高挤出压力)同时影响对铝条的粘合，然而，丁基胶的徐布温度不能无限大的提高，一般密封胶说明书中要求徐布温度不能超过160℃，否则胶会焦烧;另一方面，有可能在高速(如≥30m/min)丁基胶徐布机上无法使用——涂不出胶(表现为铝条上不粘有胶)或涂出胶不均匀，铝条上的胶一段一段的。以笔者之见，在JC/T914-2003《中空玻璃用丁基热熔密封胶》标准中对130℃时针入度值的上限值的限定为330也不妥:目前市场上较为先进的丁基胶涂布机的涂布速度很快(可提高工作效率)，约在30-35m/min之间，如果丁基胶130℃时针入度值卡在230330之间，因出胶量太低，则没法在这种先进的设备上使用，而市场上在该种机型上使用的丁基胶经检测其针入度值都大于350,130℃时针入度值不满足JC/T914-2003《中空玻璃用丁基热熔密封胶》标准的要求，其它指标符合要求，但它却是适用的，符合施徐工艺。1.3剪切强度此项指标表征产品的力学性能，主要考察产品对基材(玻璃、铝及不锈钢等)的粘接力的大小，是检测密封胶质量的主要指标。1.4紫外线照射发雾性和热失重紫外线照射发雾性和热失重分别用于考核密封胶的耐老化能力和耐热老化性的指标。丁基胶经紫外线照射出现发雾或经加热(130℃/50h)热失重不合格，则说明丁基胶中含有挥发性的低分子物质。如果建筑物上使用了由这种丁基密封胶制成的中空玻璃且所选择的干燥剂又没有吸附这些低分子物质能力的3A分子筛，由于长时间的阳光照射(热和紫外线共同作用)，丁基密封胶中的低分子物质逐渐挥发出来，会在玻璃内表面形成一层妨碍透视的油膜，影响使用效果。1.5水蒸气透过率此项指标是表征产品的气密性，是确保中空玻璃寿命的重要技术指标之一。一般认为，与外道密封胶相比，内道丁基胶对中空玻璃的密封寿命的影响占80％。如果使用了水蒸气透过率不合格的丁基胶，用该种丁基胶制成的中空玻璃，没法通过GB/T11944-2002《中空玻璃》标准中的高温高湿耐久试验:中空玻璃样品在湿度95%,温度在(25±3)℃~(55±3)℃之间有规律的变化并进行224次循环。由于湿度较大，密封胶的水气透过率应较低，否则中空玻璃空气层内有水凝现象。2中空玻璃用外道密封胶常识本文介绍的中空玻璃用外道密封胶主要指国内常用硅酮类或聚硫类。其应符合JC/T486-2001《中空玻璃用弹性密封胶》标准中的要求，具体见表二:表二中空玻璃用弹性密封胶的要求及判定规则序号项目技术指标PS类SR类20HM12.5E25HM20HM12.5E1外观1.产品不应有粗粒、结块和结皮，无不易迅速均匀分散的析出物。2.双组份产品，两组份应有明显的差别。2密度，g/cm3A组份B组份规定值±0.13粘度（25℃时）A组份规定值±10％Pa·sB组份4挤出性（仅单组份），s≤105适用期，min≥306表干时间，h≤27下垂度垂直放置水平放置≤3mm不变形8弹性恢复率，%≥60≥40≥80≥60≥409拉伸模量，MPa23℃-20℃0.4或0.6\0.6或0。4\10热压·冷拉后粘结性位移，%±20±12.5±25±20±12.5破坏性质无破坏11热空气一水循环后定伸粘结性伸长率，%60101006060破坏性质无破坏l2紫外线辐照一水循环后定伸粘结性伸长率，%60101006060破坏性质无破坏13水蒸气渗透率，g/m2·d≤15\14紫外线辐照发雾性(仅用于单道密封时)无雾\判1.外观质量不符合规定，则判定该批产品不合格;定规则2.除外观外，其余检验结果有两项或两项以上不符合规定时，判定该批产品为不合格;仅有一项不符合规定时，可在同批产品中重新抽样进行单项复验，如该项仍不合格，则判定该批产品不合格。2.1外观质量从表二的判定规则可以看出，该标准对中空玻璃用外道密封胶的外观质量要求也是非常的严格的。表三从色泽、细度、气味、气泡、粗粒、结块、结皮、聚集态和有无析出物对市售中空玻璃用硅酮密封胶进行外观质量优劣判定，并进行分析说明。表三市售中空玻璃用硅酮密封胶外观质量及其分析外观质量优劣分析说明色泽A为乳白色的细腻均匀膏状物;B黑色膏状物A白中发灰或白中发黄的膏状物B黑色稀油物或水样物1.如果硅酮胶的色泽不正常或散发出哪怕少许的机油味，要谨慎其与丁基胶的相容性;2.A、B两组份粘度悬殊大，由于B难以混入A中，易造成A/B混胶不均匀。气味A无味B味轻A机油味B味重细度≤35μm≥35μm1.目测密封胶的外观，是很难判定胶的细度大小的，需要借助专门的测试仪器来检验。细度过大，一方面要关注胶与基材粘附力及粘附性，另一方面要关注胶是否有分层不均匀现象。气泡无气泡大量气泡1.固化后胶层内气泡较多，影响密封胶与基材之间的粘结强度，同时，在间隔层内外压差或湿度差的作用下，空气中的水分极易通过胶层中的气孔进入间隔层使中空玻璃露点升高，中空玻璃过早失效;2.固化胶表面不光滑，有疙瘩现象。粗粒无粗粒、结块或结皮粗粒、结块、结皮或其它机械杂质1.容易堵塞打胶机;2.密封胶的气密性及与基材的粘结强度受到影响;3.固化胶表面不光滑，有疙瘩现象。聚集态无聚集态大量聚集态1.容易堵塞打胶机;2.A/B混合易造成分散不均匀，从而影响密封胶与基材的粘结强度。析出物无油状析出物有不易分散均匀的析出物1.是否过了保质期或密封胶在保质期内但自身稳定性不好；2.固化速度、密封胶与基材的粘结强度收到影响。2.2施工工艺性施工工艺性能主要从粘度、挤出性、适用期、表干时间、下垂度等指标进行判定。但施工工艺性能受实际工作环境的温度、湿度和A/B配合比例影响较大。表四市售中空玻璃用弹性密封胶施工工艺性能施工工艺性能优分析说明粘度，万cs25±10太低:不易施徐操作、易下垂变形、混胶易裹进气泡太高:出胶慢、混胶难且不均匀、粘附性差、冬季施工不利A/B粘度悬殊大:B难进入A中混均匀挤出性(仅单组份)易挤出难挤出，甚至不能挤出适用期适中过快:易堵塞胶枪、密封胶修整时间短太慢:生产效率低表干时间初期固化慢后期固化快太短:不利于密封胶对基材的浸润粘附、适用期短、中空玻璃生产车间温湿度不符合要求太长:生产效率低、固化不完全、A/B比例不正常、混胶不均匀、已过保质期下垂度垂直放置0mm≥2mm:接缝中的密封胶尺寸难于保障水平放置不变形轻微变形、变形严重:接缝中的密封胶尺寸难于保障2.3力学性能表五几个力学性能术语的定义术语定义拉伸模量拉伸至一定伸长率下的应力大小，表征材料抵抗变形能力的大小，模量愈大，愈不容易变形，材料刚性愈大。拉伸强度密封材料在拉伸至断裂过程中的单位面积上能够承受最大的力硬度弹性密封材料抵抗外力压入的能力，相对表征材料的模量弹性恢复率密封材料在释去所施加引起的变形的外力后，恢复原来形状和尺寸的能力断裂伸长率密封材料在拉断时的伸长率，其值用伸长增量与原长之比的百分数表示最大位伸强度时的伸长率密封材料在拉伸至断裂过程中承受最大应力时的伸长率位移能力接缝发生位移时，密封材料保持有效密封的能力表六市售中空玻璃用弹性密封胶力学性能JC/T486-2001标准技术要求产品分类PS类SR类产品模量分级高模量级弹性级高模量级高模量级弹性级RT=(23±2)℃RH=(50±5)%分级位移能力分级20HM12.5E25HM20HM12.5E弹性恢复率≥60%≥40%≥80%≥60%≥40%拉伸模量23℃≥0.4\≥0.6\-20℃≥0.6\≥0.4\力学性能差的主要表现1.硬度大，位移能力差；2.模量大，弹性恢复率小，伸长率低；3.耐老化性能差，尤其是聚硫类中空玻璃密封胶；4.对基材破坏为粘结破坏(包括室温放置、热空气-水循环后和紫外线辐照-水浸后)；5.拉伸强度小，尤其是浸水后的拉伸强度明显降低。GB/T11944-2002《中空玻璃》标准中通过密封试验(真空箱试验)来测试中空玻璃密封胶的软硬程度以及是否存在泄露，由于中空玻璃间隔层内压力大于真空箱内压力，中空玻璃密封胶的厚度会向外增长，用该方法测量样品厚度增长程度及变形的稳定程度来总判定用这种密封胶制作的中空玻璃的密封性能。如果中空玻璃密封胶过硬，位移能力差，用这种密封胶制作的中空玻璃在真空状态下难以适应压差的变化发生相应的变形而密封失效。外道密封胶是将组成中空玻璃的各个元件有效的粘结成一个整体，保持中空玻璃结构的稳定。它必须具备以下性能:一是较强的粘结性能和机械性能，通过保持一定的强度，避免由于中空玻璃的动静荷载作用产生过量的位移，使内道密封胶能够完成阻隔水气的功能。二是良好的弹性，当因动荷载引起变形后，应能够恢复初始状态。JC/T486-2001《中空玻璃用弹性密封胶》标准中正是通过弹性恢复率和拉伸模量来检验密封胶上述性能的。但目前国内