熱塑性暖邊中空玻璃的性能優(yōu)勢(shì)

鄭州中原思藍(lán)德高科股份有限公司 王海利 張娜娜 袁培峰 邢鳳群

1前言
近年來(lái)，建筑節(jié)能成為全球性問(wèn)題，建筑工程行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ13 4—2010《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[!]中將大窗墻比的外窗傳熱系數(shù)定為
2.5 WI ( m2· K )。2015年開(kāi)始 全面執(zhí)行居住建筑節(jié)能75%、公共建筑節(jié)能65% 的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。從節(jié)能角度來(lái)講， 整個(gè)建筑的能量損失中約 50% 是從門窗上損失，對(duì)于整幢建筑來(lái)說(shuō)，門窗的面積占建筑面積的比例超過(guò) 20%, 玻璃在門窗中約占 70% 以上，因此，增強(qiáng)門窗的保溫隔熱性是改善室內(nèi)熱環(huán)境和提高建筑節(jié)能的重要環(huán)節(jié)，作為門窗的重要 組分，中空玻璃的能暈損失將會(huì)成為節(jié)能的重要 關(guān)注點(diǎn)。
由大蜇的實(shí)踐證明，中空玻璃與普通玻璃相比節(jié)能性能提高30% 左右，因此中空玻璃作為環(huán)保烈產(chǎn)品，在建筑中得到了越來(lái) 越廣泛的應(yīng)用。但是傳統(tǒng)中空玻璃易出現(xiàn)邊部冷凝、結(jié)露結(jié)霜的現(xiàn)象，為 改善中空玻璃四周部分熱阻過(guò)小、容易結(jié)露結(jié)霜現(xiàn) 象，研究方向集中在間隔條材質(zhì)的熱性能 上。結(jié)果表明，采用導(dǎo)熱系數(shù)較低的材料替代傳統(tǒng)的鋁質(zhì)間 隔條，能使內(nèi)層玻璃周邊溫度比過(guò)去高，避免內(nèi)層 玻璃邊緣處的結(jié)露，于是出現(xiàn)暖邊技術(shù)。而暖邊中 空玻璃是指用導(dǎo)熱系數(shù)小于鋁金屬間隔條或斷面熱 通暈小千槽鋁式間隔條的間隔條制成的中空玻璃， 資料顯示用暖邊間隔條制作的中空玻璃與槽鋁式中空玻璃相比可降低K 值0.6- 0.8 W/m2· K[ 2 l, 具有極佳的節(jié)能效果。因此，高性能的暖邊中空玻璃會(huì)逐 漸取代傳統(tǒng)中空玻璃以順應(yīng)節(jié)能環(huán)保政策的發(fā)展， 而我公司研究開(kāi)發(fā)的MF910SG中空玻璃用熱塑性間隔條，集丁基膠、分子篩和鋁間隔條的功能與一 體，與外道膠和玻璃具有良好的粘結(jié)性，其制作的 暖邊中空玻璃性能也較為優(yōu)越， 本文就MF910SG 熱塑性暖邊間隔條的性能及熱塑性暖邊中空玻璃的 制作工藝及性能展開(kāi)介紹。

2實(shí)驗(yàn)部分
2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備
3000L丁基自動(dòng)生產(chǎn)線（德國(guó)）
針入度測(cè)試儀（上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司） 電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海博訊）
紫外輻照試驗(yàn)箱（鄭州中原思藍(lán)德高科股份有限公司）
高低溫交變?cè)囼?yàn)箱( ZD 上海增達(dá)環(huán)境實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）
恒溫恒濕試驗(yàn)箱（江蘇艾默生實(shí)驗(yàn)儀器科技有限公司）
水蒸氣透過(guò)率測(cè)試儀（濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司）
分析天平（上海梅特勒 ）等。
2.2結(jié)果與討論
2.2.1執(zhí)塑性間隔條的性能
中空玻璃的間隔系統(tǒng)直接決定了中空玻璃的節(jié)能效果和使用壽命，目前市場(chǎng)上主要有兩種間隔系統(tǒng)的中空玻璃： 一類是鋁間隔條與密封膠組成的剛性間隔系統(tǒng)； 另一類是暖邊間隔系統(tǒng)， 其中暖邊間隔系統(tǒng)又分為三大類[ 3 1: 非金屬材料、部分金屬材料和低于鋁金屬傳導(dǎo)系數(shù)的金屬間隔條。其中非金屬材料的間隔條對(duì)整窗的 U值改善程度最大，為適應(yīng)市場(chǎng)需求，我們重點(diǎn)研究了以高分子材料為主的暖邊間隔條，經(jīng)過(guò)不斷研究，成功研制出了MF910SG中空玻璃用暖邊間隔條，該間隔條集丁基膠、分子篩和鋁間隔條的功能與一體， 使用簡(jiǎn)單方便。同時(shí)將研發(fā)的產(chǎn)品性能與國(guó)外產(chǎn)品進(jìn)行了全面性能的對(duì)比。

2.2.2執(zhí)塑性暖邊中空玻璃生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)
MF910SG中空玻璃用熱塑性間隔條完全由高分子材料構(gòu)成，因此在生產(chǎn)過(guò)程中較易加工，可同時(shí)滿足生產(chǎn)需求和特殊環(huán)境用途的要求， 便于生產(chǎn)各種形狀的異型中空玻璃。而且生產(chǎn)方便快捷 ，也可根據(jù)需求調(diào)整不同寬度的間隔條，滿足不同中空玻璃類型的生產(chǎn)。
采用暖邊間隔條制作中空玻璃簡(jiǎn)化了中空玻 璃的制作工藝，而且制作過(guò)程中全部采用機(jī)械化操作， 減少了人工出錯(cuò)的機(jī)率， 轉(zhuǎn)角區(qū)域的密封也會(huì)
更嚴(yán)實(shí)。
由兩者中空玻璃制作工藝流程圖可知，暖邊中空玻璃的制作工藝減少了鋁間隔條的折彎、分子篩 的灌裝、丁基膠的人工涂覆等工序，圖中填充部分在槽鋁式中空玻璃制作中需要 4 人才能完成而暖邊中空玻璃采用機(jī)械化操作，尤需人員操作就能完成，大大減少了人力資源的浪費(fèi)，而且暖邊中空玻璃在制作過(guò)程中機(jī)械化定位，減少返工，使用暖邊間隔系統(tǒng)可大大提高生產(chǎn)效率，降 低原料的消耗。
2.2.3熱塑性暖邊中空玻璃性能
2.2.3.1熱塑性暖邊中空玻璃的制作
中空玻璃的具體制作方法按照 GB/f 11944《中空玻璃》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的中空玻璃制作方法進(jìn)行。
( a ) 槽鋁式中空玻璃（國(guó)內(nèi)知名玻璃加工廠）：在同一工藝條件下制作尺寸為510 mm x 360 mm 的中空玻璃，其中第一道密封膠為 MF910G中空玻璃用丁基熱熔密封膠 ， 第二道密封膠分別為 MF840雙組分聚硫中空玻璃專用密封膠（高模量 ）和MF881-
25HM 充氣中空玻璃用高模量硅酮結(jié)構(gòu)膠，聚硫中空玻璃的編號(hào)為 JI #- JSO#, 硅酮中空玻璃的編號(hào)為S1#- S50#o
( b ) 熱塑性暖邊中空玻璃（國(guó)內(nèi)知名玻璃加工

廠 ）： 在同一工藝條 件下制作尺寸為 510 mm x 360
mm 的中空玻璃，其 中第一道密封膠為MF910SG
中空玻璃用熱塑性間隔條，第二道密封膠分別為
MF840雙組分聚硫中空玻 璃專用密 封膠（高模量 ） 和MF881- 25HM 充 氣中空玻璃用高模措硅酮結(jié)構(gòu)膠， 聚硫中空玻璃的 編號(hào)為 Ll #- L50氣 硅酮中空玻璃的編號(hào)為Gl #- G50飛
2.2.3.2露點(diǎn)
中空玻璃的露點(diǎn)上升是由于外界的水份進(jìn)入間 隔層又不被干燥劑吸收造成的。露點(diǎn)的高低則直觀 地反映中空玻璃質(zhì)蜇的好壞， 是檢測(cè)中空玻璃的性能指標(biāo)之一，按GB/T11944 規(guī)定的方法進(jìn)行，具 體測(cè)試設(shè)備及結(jié)果見(jiàn)圖2 和表2。
由表2 可知， 熱塑性暖邊中空玻璃的露點(diǎn)測(cè)試完全能滿足中空玻璃標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2.2.3.3耐紫外線輻照
此項(xiàng)指標(biāo)是考察制成的中空玻璃在紫外線照射下的性能變化，檢測(cè)密封膠的紫外穩(wěn)定性，測(cè)試中空玻璃密封膠中是否含有影 響視線的有機(jī)揮發(fā)物。
表 2 露點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果
項(xiàng)目 暖邊中空玻璃( MF910SG ) 槽鋁式中空玻璃 ( MF9IO G )
溫度 L8′ Ll6′ 129′ Ll2′ L30′ J2′ Jl O’ J46′ 19′ J32′
MF840( 高模雖） – 40″C 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧

露點(diǎn) – 60″C
溫度 無(wú) 霧
G36′ 無(wú)霧
G41′ 尤霧
G50′ 無(wú)霧
Gl8 ‘ 尤霧
G49′ 無(wú)霧
S16′ 尤霧
S29′ 無(wú)券
S32′ 尤霧
S22′ 無(wú)霧
S43′
MF881-25HM – 40 °C 無(wú)霧 無(wú)霧 尤霧 無(wú)霧 尤霧 無(wú)霧 尤霧 無(wú)霧 尤霧 無(wú)霧
– 60屯 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧

項(xiàng)目 暖邊中空玻璃( MF910SG ) 槽鋁式中空玻璃( MF910G)
LIO’ Ll8′ J8′ J20′
MF840( 高模盟）
無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧
耐紫外輻照性
G37′ G27′ S33′ S46′
MF881-25HM
無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧

由表 3 可知， 熱塑性暖邊間隔條制作的中空玻璃其耐紫外輻照性能較好，與槽鋁式中空玻璃相比 尤差異。
2.2.3.4氣體、水氣密封耐久性能暖邊間隔條的誕生可改善中空玻璃的節(jié)能效 果，特別是減少邊部的冷凝現(xiàn)象。但是由于環(huán)境溫度的變化，中空玻璃中空腔內(nèi)氣體始終處千熱脹或冷縮狀態(tài)，從而使密封膠長(zhǎng)期處于受力狀態(tài)，同時(shí)環(huán)境中的水和潮氣的作用都會(huì)加速密封膠的老化， 從而加快水氣進(jìn)入中空腔內(nèi)的速度， 最終使中空玻璃失效。
因此，本文模仿環(huán)境變化在高低溫交變老化箱內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，考察熱塑性暖邊中空玻璃的耐老化性能是否滿足要求，同時(shí)與槽鋁式中空玻璃性能相對(duì)
比，具體試驗(yàn)按 GB/T ll 944規(guī)定的方法進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。
表 4 M F840 為外道膠中空玻璃老化性能對(duì)比表老化前后氮?dú)鉂舛葴p少顯，％
槽鋁式中空玻璃( MF910G ) 暖邊中空玻璃( MF910SG )
MF840( 高模量） 12? JIO’ J46′ 19′ 132? L8′ LI6 ‘ 1 29′ 112? L30′
測(cè)試前 97.7 95.9 97.5 97.0 96.8 91.8 94.4 96.6 96.2 97.0
測(cè)試后 96.4 94.8 96.2 95.7 95.6 90.8 93.3 95.8 95.4 96.1
減少址(%) -1.3 -1.1 -1.3 -1.3 -1.2 -1.0 – 1.1 – 0.8 -0.8 – 0.9
中空玻璃露點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比 ( – 60屯）
槽鋁式中空玻璃 ( MF910G ) 暖邊中空玻璃( MF910SG )

MF840( 高模址）

12? Jl O’ J46′ 19′ 132? LS’ Ll6′ L29′ Ll2# L30′

測(cè)試前( – 40″C ) 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧測(cè)試后( – 40屯） 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧

表 5 M F881-25H M 為外 道膠中空玻 璃老化性能對(duì)比表老化前后氮?dú)鉂舛葴p少呈，％
槽鋁式中空玻璃( MF9IOG ) 暖邊中空玻璃( MF910SG )
MF881-25HM S I6 ‘ S29′ S32′ s 22? S43′ G36’ G41 ‘ GSO’ GI 8′ G49′
測(cè)試前 96.3 96.9 96.7 97.0 96.8 95.3 95.1 94.2 96.2 96.6
測(cè)試后 95.2 95.9 95.9 96.0 95.7 94.4 94.2 93.4 95.4 95.7
減少扭(%) -1.1 -1.0 -0.8 -1.0 -1.1 – 0.9 -0.9 -0.8 -0.8 -0.9
中空玻璃露點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比( – 60’C )

槽鋁式中空玻璃( MF910G ) 暖邊中空玻璃( MF910SG )
MF881-25HM S16′ S29′ S32′ S22′ S43′ G36′ G41 ‘ GSO’ GI 8′ G49′
測(cè)試前( – 40屯） 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧 無(wú)霧
測(cè)試后( – 40屯） 尤霧 尤霧 無(wú)霧 尤霧 無(wú)霧 尤霧 無(wú)霧 尤霧 尤霧 無(wú)霧

由表 4 可知， 以聚硫密封膠為外道膠制作的中空玻璃， 暖邊中空玻璃的老化性能要優(yōu)于槽鋁式中空玻璃。
由表 5 可知，以 硅酮密封膠為外道膠制作的中空玻璃， 其 暖邊中空玻璃的老化性能優(yōu)于槽鋁式中空玻璃。
綜合表4、表5 可知，用 非金屬暖邊間隔條制作的中空玻璃，其 老化性能較為優(yōu)越，改 善老化性能的同時(shí)客觀上也提高了其節(jié)能效果，有利于節(jié)能環(huán)保政策的實(shí)施。
3結(jié)語(yǔ)
熱塑性暖邊間 隔條的出現(xiàn)， 第一次徹底的解決了中空玻璃節(jié)能環(huán)保與耐久性之間不可兼得的矛 盾，引起了中空玻璃領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在以下幾方面：
( 1 ) 熱塑性間隔條由高分子材料構(gòu)成，集丁基密封膠、分子篩和鋁間隔條的功能與一體， 與玻璃、外道膠具有良好的粘接性。使用時(shí)可直接由專用擠出設(shè)備擠出成型，施打外道密封膠后制成熱塑性暖 邊中空玻璃。
( 2 ) 熱塑性暖邊中空玻璃完全滿足GB11944 標(biāo)準(zhǔn)要求。與傳統(tǒng)鋁間隔條對(duì)比制作的充氣中空玻璃，氣體泄漏率更低。
( 3 ) 與傳統(tǒng)的槽鋁式中空玻璃相比 ，熱塑性暖邊中空玻璃減少了鋁間隔條的折彎、分子篩的灌 裝、丁基膠的人工涂覆等工序，提高了生產(chǎn)效率， 降低原料的消耗。
( 4 ) 熱塑性暖邊中空玻璃水氣密封通道更長(zhǎng)， 轉(zhuǎn)角區(qū)域的密封也更嚴(yán)實(shí)，從而延長(zhǎng)了中空玻璃的使用壽命。
( 5 )熱塑性曖邊中空玻璃傳熱系數(shù)更低，節(jié)能效 果更好，符合國(guó)家節(jié)能環(huán)保政策要求，發(fā)展前景廣闊。