中空玻璃的密封与密封胶选择

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丁基密封胶是以聚异丁烯聚合物为主成分的 单组分型热熔胶。 将胶在高温、高压下挤出,作为中 空玻璃第一道密封胶, 或与波纹铝片做成复合胶 条,直接用于中空玻璃密封。 其特征是:①低温下粘 接性下降,因其不是化学粘接;②水蒸汽透过率最 小;③易产生错位。 2.2.3 有机硅系密封胶
有机硅系密封胶是以有机硅聚合物为主要成 分的密封胶。 由于原胶骨架中含有高键能的硅氧 键,其耐候性、耐久性等性能优良。 大部分为双组分 型。 特征如下:①耐候性、耐久性优良;②耐热性、耐
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求密封胶本身具有长期耐久性,其次还要求适宜的 固化速度,发挥结构型粘接强度,良好的挤出性等。 具体地说,必须具有对间隔条、玻璃的高粘接力,耐 紫外线性、耐水性、高剪切强度等。
可以看出,双道密封中空玻璃的耐久性是良好 的。 热熔型丁基复合胶条密封的中空玻璃,其抑制
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中空玻璃的密封与密封胶选择
徐余伟
中国第三建筑工程局结构公司
摘 要: 本文介绍了中空玻璃的密封结构和密封胶的选择原则, 分析了影响密封胶密封寿命的原因, 指出了提高中空 玻璃密封胶密封寿命的措施。
关键词: 中空玻璃; 密封胶; 选择; 失效; 寿命
1 前言 中空玻璃是在两层或两层以上玻璃之间用间
为确保中空玻璃的质量, 提高节能和隔音,选 择优质的密封胶是最基本的保证。 试验证明,中空 玻璃必须靠双道密封来保证其优良的性能。 对于双 道密封的中空玻璃,在选择密封胶方面目前认识趋 于统一:即第一道密封采用热熔丁基密封胶,主要 起密封作用;第二道密封则由聚硫或硅酮密封胶来 完成,因其具有优良的弹性和对玻璃良好的粘接性 能而起到辅助密封、并保持中空玻璃结构稳定的作 用。 硅酮、聚硫等弹性密封胶靠化学反应来达到粘 合目的,而热熔丁基密封胶主要靠丁基橡胶、聚异 丁烯等的自身极低的水汽透过率来实现其密封效 果。 虽然其用量与聚硫及硅酮等弹性密封胶相比不 是太大,但它的作用却不能低估。
密封胶在中空玻璃中的作用,其一是保持空气 层内的气体,从而有利于使中空玻璃保持长期节能 效果,起密封作用;其二是保持中空玻璃的结构稳 定,起粘结作用。 这两项功能若有一项达不到,中空 玻璃的节能作用就无从谈起。 中空玻璃在寿命期间 始终面临着外来的水汽渗透、风吹雨淋、烈日暴晒、 紫外线照射、四季温差变化,还有气压、风荷载等外 力的影响,各种环境因素共同作用使中空玻璃面临 较为恶劣的条件, 因此要求密封胶必须具有不透 水、不透气、耐辐射、耐温差、耐湿气等性能。 同时还 要满足中空玻璃生产工艺的要求。 4.2 中空玻璃密封胶的选择
耐候性
其他
聚硫密封胶
PS
良好

应用实例多,有良好

良好
的记录
硅酮密封胶 SR
聚氨酯密封胶 PU
丁基热熔胶 Butyl
耐水性较差
良好 低温粘接性差, 非
化学粘合
大 小 极小

良好
低分子成分易发散
胶层表面易污染

表面易劣化
应用实例少
只用于中空玻璃内


层密封
随着对环保和建筑节能的日趋重视,中空玻璃 的用量将不断增长, 与之配套的中空玻璃密封胶 也必将持续快速发展。 由于聚硫密封胶技术成熟, 综合性能较好,仍将在市场上占主导地位。 聚氨酯 密封胶和有机硅密封胶均可制成单组分型, 对于 机械化施工十分有利,如在技术上有突破,其市场 前景良好。 由于热熔型丁基胶条工艺简单,水蒸气 透过率低,施工作业性好,便于提高中空玻璃生产 率,目前正致力于通过化学改性改进其低温变脆、 高温变软及粘接性差的缺点, 预计市场占有率将 有所扩大。 5 中空玻璃密封胶的使用
水蒸气透过能力是良好的, 但其防止玻璃错位的 能力很弱。 而只用聚硫胶作单道密封,虽抑制水蒸 汽透过的能力和丁基密封胶相比差些, 但由于单 道密封的中空玻璃价格便宜, 对生产设备要求不 高,现仍大量采用。 常用中空玻璃密封胶的性能比 较见表1。
表 1 中空玻璃密封胶的性能比较
项目
粘接性
水蒸气透过性
结构强度
a) A、B 组分应严格按生产厂商提供的混合比 例配比;
b) A、B 组分应混合充分; c) 打胶准确,无欠胶和多胶现象。 同 时 应 做 到 :①密 封 胶 应 均 匀 沿 一 侧 涂 布 , 以 防 止气泡,涂完后刮去玻璃表面残余。 ②涂胶时要与 第一道密封胶紧密接触,不应留有空隙,如果两道 密封胶之间存在缝隙,会引起气漏。 ③保证胶层宽 度至少为 5mm~7mm (幕墙用中空玻璃涂胶宽度需 经计算)。 涂抹过薄的第二道密封胶,在安装使用一 段时间后,受环境温度变化、日晒及风压的作用,密 封 胶 会 造 成 裂 纹(即 使 极 小 的 裂 纹 存 在 ), 水 气 就 有 可能会慢慢地进入胶层内,形成雾化,失去其密封 性,丧失密封作用。 另外需要注意的是,无论选用双 组分或单组分密封胶都要考虑与第一道密封胶的 相容性,二者不能相互溶解或反应,否则,就会造成 密封胶的流淌或解析,造成密封失效。
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寒 性 优 良 ;③ 耐 臭 氧 、耐 紫 外 线 老 化 性 能 优 良 ;④ 对 玻 璃 的 粘 接 性 优 良 ;⑤由 于 密 封 胶 中 未 反 应 的 有 机 硅吸附尘埃,显示污染性。 2.2.4 聚氨酯系密封胶
聚氨酯系密封胶是以聚氨酯为主要成分的密 封胶,是弹性型密封胶中价格较低的密封胶,但其 耐候性较差。 大部分为双组分型。 其特征是:①价格 便 宜 ;②涂 装 性 良 好 ;③施 工 时 , 温 度 、 湿 度 高 的 情 况 下 ,易 产 生 气 泡 ;④表 面 易 老 化 变 粘 。 3 中空玻璃的密封结构
中空玻璃的密封工艺分为单道和双道密封两 种。 目前国外中空玻璃普遍采用双道密封工艺,我国 仍有部分中空玻璃厂家采用单道密封(不用丁基热熔 做内层密封,只用聚硫密封胶做外层密封),这类产品 虽然质量欠佳,但价格便宜,仍占据部分低档市场。 双 道密封工艺的使用寿命大大高于单道密封工艺,一般 单道密封中空玻璃的使用寿命只有5 年左右, 而双 道密封中空玻璃的使用寿命则可达15 年以上。
隔物按一定间距要求将周边隔开,经周围涂胶密封 (或其他工艺处理)使玻璃之间形成干燥的气体空间 的玻璃制品。 中空玻璃具有隔热、隔音和不结露等 特性,是一种重要的节能玻璃制品,广泛用于建筑 门窗。 中空玻璃密封胶是制造中空玻璃过程中必不 可缺的粘接密封材料,其质量的优劣和品种选用是 否得当对中空玻璃的质量有重要影响。 中空玻璃的 功能失效原因无外乎两种: 密封失败和玻璃破损, 其中密封失败几乎占了 90%以上,而密封失败主要 归因于密封结构和密封胶的选用不合理。 不同的材 料性能,不同的应用部位和结构形式,不同的应用 环境和地区,都制约着中空玻璃密封胶的选用。 正 确选择和使用密封胶, 对提高中空玻璃节能效果, 延长中空玻璃的使用寿命具有重要的意义。 2 中空玻璃密封胶的种类
为了保证中空玻璃的良好密封性能,仅选择质 量性能优异的密封胶是不够的,正确使用密封胶也 是重要的一个方面。 如果在使用密封胶前,表面处 理不当和没有清洗干净,密封胶与任何基质都不能 保持长期粘接。 使用正确的清洗剂并遵守规定的表 面处理和清洗程序是取得良好粘接效果的前提条 件。 中空玻璃用双道密封胶都有自己的施工方法和 要求。 丁基密封胶是槽铝式双道中空玻璃的第一道 密封,它是一种热熔胶,具有很低的水汽透过率(在 中空玻璃密封胶中最低)和较高的粘性,是铝条侧 面和玻璃之间阻挡水汽的最有效屏障,但它需由专 用机器加热、加压、挤出涂布在铝条两侧。 一般挤出 温度在 100℃~130℃之间, 不同的施工环境要对挤 出温度做适当调整。 挤出压力要根据涂胶速度、挤
聚硫橡胶系密封胶是以分子末端具有硫醇基 (-SH) 、 分 子 中 具 有 二 硫 键 (-SS-) 的 液 态 聚 硫 橡 胶 为 主成分的密封胶。 它是弹性密封胶中历史最长、应 用实例最多的密封胶。 用作中空玻璃密封胶时,使 用活性二氧化锰作固化剂,为双组分型。 其特性如 下 :①具 有 较 好 的 粘 接 性 ;②具 有 良 好 的 耐 候 性 和 耐 久 性 ;③水 蒸 汽 透 过 率 低 ,仅 次 于 丁 基 胶 ;④耐 油 性、耐溶剂性优良。 2.2.2 丁基密封胶
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6 提高中空玻璃密封寿命的措施 6.1 中空玻璃密封失效的原因
中空玻璃的密封失效,主要是由于密封胶中存 在的机械杂质或在涂胶施工过程中而存在的毛细 小孔, 在空气层内外气压差或浓度差的作用下,空 气中的水汽进入中空玻璃密闭的空气层中使其水 分增加,从而使中空玻璃失效。 在对中空玻璃密封 失效原因进行分析中,发现密封胶的透气率(或水蒸 气透过率) 是决定中空玻璃使用寿命的一个重要指 标。 密封胶透气率越低,则密封寿命越长。 双道密封 工艺,即第一道以丁基(或聚异丁烯)为粘接剂,第二 道以聚硫、硅酮、聚氨酯类为粘接剂,正是利用了丁 基(或聚异丁烯)密封剂透气率最低的优点和快速固 定玻璃与间隔框的特点 (因为其与玻璃间隔框的粘 接为物理性粘接,而非化学性粘接),利用了聚硫(硅 硐等)固化型密封剂所具有的优良的结构强度,良好 的耐候性、粘接性的优点以及可控制固化速度的特 点,大大提高中空玻璃的密封寿命。 双道密封结构 目前在中空玻璃广泛采用,因为它把固化型和热熔 型密封剂的各自的优点和特点有机地结合运用于 中空玻璃制作中,从而找到了一种较佳的中空玻璃 加工方式。
对于单道密封结构的中空玻璃用密封胶,世界 各国普遍选用聚硫密封胶。 因聚硫橡胶密封胶的气 体隔断性能高,各种性能的平衡性好,而得到广泛 的认可。 但选择要根据使用实际情况而定。 我国中 空玻璃的使用正在普及,住宅门窗正推广使用 PVC 型材,配套使用中空玻璃,很大一部分采用单道密 封形式。 为确保中空玻璃质量,还是使用聚硫密封 胶为好。 聚氨酯密封胶易老化、不耐水解;硅酮密封 胶的水蒸汽、气体透过率大,难以达到不结露、不结 霜的要求。 中空玻璃产品的质量关键在于密封,要
近年来市场上涌现出胶条法生产的中空玻璃, 即由一个波浪型铝带外加一层密封剂构成 (此类亦 应属单道密封工艺)。 由于胶条的主体材料是丁基 (或聚异丁烯)类热熔型密封剂,这类密封剂虽说只
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有气密性好和快速固化的特点,但其在加热、加压 的条件下与玻璃形成一个非化学粘接表层,粘接性 能较差,加之其结构强度较低,在使用中受温度影 响较大,存在着遇热易蠕变、低温下易变硬、抗位移 变形能力差的问题。 4 中空玻璃密封胶的选择 4.1 中空玻璃密封胶的作用
出口大小等而定。 涂丁基密封胶是制作中空玻璃的 重要环节, 它决定着中空玻璃制品的综合质量,必 须重视这一环节。 涂胶须均匀,涂胶截面要一致,应 仔细检查中间有无断线、 气泡以及影响美观的杂 质,四角丁基胶条应互相接触压合,必要时应重新 涂敷或补胶。 制作时应严格控制生产工艺,杜绝漏 涂、断胶现象和对封口的疏忽,不要存在漏气的隐 患,把好密封的第一关。 第二道密封胶一般为双组 分聚硫或硅酮密封胶,涂胶时还有以下要求:
在建筑中使用中空玻璃, 关键是解决密封结 构和密封胶问题, 而要科学合理选择中空玻璃的 密封结构和密封胶, 必须了解各种中空玻璃密封 胶的性能。 2.1 中空玻璃密封胶的种类
中空玻璃密封胶是指能粘接固定玻璃,使用时 是非定形的膏状物,使用后经一定时间变成具有一 定硬度的橡胶状材料的密封材料。 按固化方式,可 分为反应型和非反应型;按产品形态分类,可分为 单组分型和双组分型。 对于反应型密封胶,单组分 型是从容器中将密封胶挤出后利用空气中的水分
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或氧气进行固化的;双组分型是使用时将主剂和固 化剂按规定量计量,充分混合后发生化学反应而固 化的, 双组分型密封胶的固化不受涂胶厚度的影 响。 目前中空玻璃用密封胶,主要有聚硫橡胶系、有 机硅系、聚氨酯系、丁基胶系等四种,除丁基胶为非 反应型单组分热熔胶外,其他均为反应型密封胶。 2.2 中空玻璃密封胶的性能 2.2.1 聚硫橡胶系密封胶
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