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中空玻璃生产流程和品质管理----国标
添加日期:2010-07-30 11:01:55     浏览次数:8309
 
引  言
    随着国家社会经济的发展,人们对建筑材料的要求越来越高,节能、环保已成为时代的主流,中空玻璃的应用和发展逐步被人们认识和接受,并迅速进入人们的日常生活。中空玻璃制作及相关材料行业已是突飞猛进的发展态势,笔者作为最早加入中空玻璃行业的人士之一,就中空玻璃目前的现状发表如下见解。本文相关章节数据摘录济南天辰机器有限公于承三先生和中国化学建材公司马启元先生有关中空玻璃内容的论文。
    中空玻璃发展及现状
    中空玻璃是由两层或多层玻璃之间按间距用有支撑将其隔开,周边密封,由空间形成干燥气体的玻璃制品,中空玻璃作为建筑重要外维护结构——门窗的最主要的构件拥有其它产品无可比的特点:1、隔热性能优越、其热传导系数K值小于0.3。2、隔音性能好、能降低噪音30~50clb,3、由于中空玻璃内空间是干燥气体或惰性气体它的可透性能优越,并且在内空间配上装饰物后,拥有各种风情的装饰性能,4、冬天在内外温差很大时,内层玻璃不结霜、不结露。      自80年代以来,中空玻璃在中国经历了认识、发展、广泛应用三个过程,80年代中后期中空玻 璃开始引进中国,生产厂家比较少,多集中在国有企业生产,主要用于冷柜、铝门窗行业,使用区域仅在东北、华北以及南方冷柜配套材料厂家,年使用量不足100万m2,90年代以后,由于亚运工程的带动,更重要的是国民经济高速发展,建筑节能的呼声越来越高,加上铝门窗幕墙行业超常规发展,使中空玻璃进了发展阶段,同时也带动了由制作中空玻璃用原材料的发展,原材料也基本上实现国产化。国产中空玻璃设备的生产研制也进入轨道,但主要自动化中空玻璃设备仍以国外进口为主,,以单道密封居多,中空玻璃年使用量年为200m2左右,但以100万m2/年的速度递增;90年代后期随着中空玻璃的优越性越来越被人们认识、接受以及塑钢门窗大发展的推动,中空玻璃进入广泛应用阶段,中空玻璃纳入建筑节能标准体系以内,许多地方政府制定地方法规,要求建筑门窗必须使用中空玻璃,全国各地掀起了投资中空玻璃生产的热潮中。据不完全统计,目前制作中空玻璃的生产厂家不低于1000家,国产、进口自动化生产线不低于500家,年生产量不低于1000万m2,据统计2002年中空玻璃使用量约为2500万m2,由于中空玻璃的大发展,中空玻璃制作工艺出现了多样化,胶条式中空玻璃由于其投资少、工艺简单,在中低档中空玻璃市场逐渐占有20%左右的市场。
    中空玻璃制作工艺及规程
    目前国内中空玻璃的制作方式上有两种:双道密封槽铝式和胶条式(Swwiggle)其中双道密封槽铝式制作工艺占80%,胶条式制作工艺占20%左右。
    1、  槽铝式中空玻璃的制作工艺、使用设备及技术要点
    (1)槽铝式中空玻璃工艺流程及使用设备配置:玻璃清洗机,板压机、丁基胶机、双组份打胶机、分子筛灌装机。
    (2)各工序基本作用及技术要点
    A、按用户的要求设计
    按用户要求设计包括按用户提出的尺寸要求、规格要求、结构要求、质量要求及其他要求进行相应的、合理的设计。按用户设计是中空玻璃生产过程中的前道工序和重要环节。
    B、设计的依据主要是,GB1194—89《中空玻璃》标准和有的行业规定、经验数据。
    C、主要内容包括:玻璃尺寸、规格的设计、铝间隔条尺存、规格的设计、密封材料的要求等。
    D、玻璃切割下料
    玻璃切割下料是将整片玻璃按用户要求所设计的具体尺寸切割成型。
    在切割过程中,要把握以下技术要求:
    a 要准确,误差在GB11944——89《中空玻璃》所规定范围内;切割线尺寸要均匀,在切割过程中必须切割线深度宽度一致;
    b折波机构要可靠,折波时折波顶杆轴线与玻璃切割线重合,以保证折波后,玻璃
    c段面与玻璃平面垂直,且段面呈巨型,平面度要好,为磨边奠定良好的基础。
    E、玻璃磨边
    玻璃磨边的作用主要有两点:a、玻璃边缘的锐角、锐边倒钝;b、消除玻璃边缘的边应力。c、玻璃磨边大都采用砂带软磨削,因此,砂带的磨削寿命较长,但需特别注意,磨削由玻璃中间向两端磨削,不可一端进入砂带,以免将砂带划破。
    F、玻璃清洗干燥
    玻璃清洗干燥是中空玻璃生产的重要环节,清洗干燥的质量决定着中空玻璃的制品质量,因此要十分重视。
    清洗干燥的技术要点:
    a、根据不同的地区,不同的水质决定是否对清洗用水进行软化。
    b、清洗用水一般为循环使用,因此必须有良好的过滤功能。
    c、干燥风刀最好设两道,二次对清洗后的玻璃进行干燥,尤其第二道风刀要用热使干燥的风具有50℃左右的温度,目的一是提高干燥效率;二是容易发现玻璃上的残留及晶点。
    d、清洗干燥过程中,与玻璃接触的导辊、托辊、隔条等要耐老化、不得掉色,以免影响玻璃质量。
    G、铝间隔条下料
    铝间隔条下料要注意两个环节:
    a、下料尺寸要准确(一般是下料设备上有定尺)
    b、间隔条切割断面整齐,无毛刺等;
    c、不得损坏间隔条原有截面尺寸,以便后续使用。
    H、填充分子筛
    填充分子筛保持中空玻璃内腔干燥平衡的有效手段。
    主要要求:a、选择适合的分子筛;b、灌装过程要迅速;c、需保持分子筛的干燥度,保持环境干燥要求;d、灌不要过满,留出30—40mm空间,以免分子筛热胀冷缩和插角使用。
    铝间隔框组装
    铝间隔框组装的技术要点:a、保持铝间隔条和插角的表面清洁。b、组装后妥善吊挂和放置,不得表面玷污。
    I、涂密封丁基胶
    涂密封丁基胶是中空玻璃的重要环节,它决定着中空玻璃制品的综合质量(是否符和国家标准的五项指标),必须重视这一环节。
    其技术要点:a、选择合适的有质量保证的丁基胶制品;b、涂胶须均匀,涂胶截面要一致;c、有良好的浮着力,和与玻璃的粘着力。d、有良好的密封性能
    J、铝间隔框合片
    铝间隔框与玻璃合片工序的技术要点:a、各部尺寸要有保证,间搁框不得有偏移;b、保持各件清洁,尤其中空玻璃内腔。
    K、冷压成形
    冷压成形是中空玻璃的重要工序,冷压效果如何,决定制品的成形尺寸,质量和使用寿命。
    a、压力需均匀,压辊须平行和同步;
    b、中空玻璃的首端和尾端有保压和增压的功能,位置须准确;
    c、冷压压力能调整
    d、冷压过程中,玻璃不得产生位移(错位)的现象。
    L、涂复密封胶
    涂复该道密封胶是中空玻璃制品的最后一道工序,主要目的是增加玻璃间的密封和粘结,传统的密封胶采用双组份聚硫胶,由于环保与成本等方面的原因,现推出新的密封胶——热熔胶,综合效果更为理想,对于双组份聚硫胶的技术要点:a、A、B组份的成分应符合相关标准;b、A、B组份可在—7:1~14:1间调节混合比例;c、A、B组份应混合充分;d、具有良好的固化性、密封性和综合性能;e、打胶准确,无欠胶和多胶现象
    对于热熔胶的技术要点:a、间隔框与玻璃应定位准确,并有压紧固定功能;b、打胶截面适合要求(过多要增加成本,过少则密封性能不够。)
2、复合胶条式中空玻璃的制作工艺、使用设备及技术要点
    复合胶条式中空玻璃的工艺流程及使用设备配置,有很多的相进、重合之处,例如:求设计,下玻璃切割下料,玻璃清洗干燥等,按用户要求设计、与槽铝式中空玻璃相同、玻璃切割下料、与槽铝式中空玻璃相同、玻璃清洗干燥、与槽铝式中空玻璃相同、胶条安装合片
    胶条安装合片是复合胶条式中空玻璃的重要环节,胶条安装合片的技术要点:
    A、安装胶条,须使用专用工具——胶条安装器,以保证胶条与玻璃的平行;
    B、保持玻璃内腔的洁净,保证中空玻璃的质量;
    C、胶条四周围,其中一角留一小口,等热压时排气用;
    热压成形
    热压成型是复合胶式中空玻璃的最后一道工序,其热压质量直接影响制品的质量。
    胶条式中空玻璃必须在加压前加热,其目的是提高胶条粘度,增加玻璃与胶条之间的粘结牢固程度,保证应有的密封性能。
    A、热压进玻璃时,留口端在外,便于空气排除,
    B、玻璃不准错位,须保持平行;胶条温度37.7~38.8℃最合适。
中空玻璃的原料选择及使用寿命
    1、玻璃的选择
    根据GB11944《中空玻璃》国家标准规定,中空玻璃可采用平板玻璃,钢化玻璃、吸热玻璃、热反射玻璃、压花玻璃等,浮法玻璃应符合GB11614规定的一级品,优等品或符合GB4871规定的  优选品。夹层玻璃应符合CB9962的规定。钢化玻璃应符合GB9963的规定。其它品种的玻璃由供需双方协商决定。
    应避免使用普通平板玻璃,普通平板玻璃的透明度及强度均达不到要求,上述玻璃必须符合相应的标准要求,经检验合格后方可使用。
    对于不同厂家的不同批次的玻璃,在切割前应检验有无色差,应将色差较大的玻璃分别用于不同的工程或不同的建筑立面中。
    玻璃的尺寸应按图纸的要求严格执行,同时操作人员应注意玻璃表面的良好保护,不得有划伤,气泡等明显缺陷。
    常用中空玻璃形状和最大尺寸表
原片玻璃厚度
空气层厚度
方形尺寸
矩型尺寸
3
6,9,12
1200×1200
1200×1500
4
1300×1300
1300×1500
1300×1800
1300×2000
5
1500×1500
1500×2400
1600×2400
1800×2500
6
1800×1800
1800×2400
2000×2500
2200×2600
中空玻璃的长度和宽度允许偏差表
长度
允许偏差
<1000
±2.0
1000~2000
±2.5
>2000~2500
±3.0
中空玻璃厚度允许偏差表
玻璃厚度
公称厚度
允许偏差
≤6
<18
±1.0
18~25
±1.5
>6
>25
±2.0
中空玻璃两对角线允许偏差表
对角线长度
偏差
<1000
4
≥1000~2500
6
2、密封胶选择
    中空玻璃的性能包括密封性能和结构性能。了解中空玻璃的结构类型对正确选择中空玻璃密封胶以及正确的制造方法和质量控制具有重要的意义。
    中空玻璃结构指的是密封胶和间隔框的组合。
    (1)中空玻璃的结构
    A、 单道密封
    中空玻璃结构只打一道胶确包括 a、聚硫胶;b、热熔丁基胶(Hotmeltsealant);c、聚胺脂;d、 swiggle(实维高胶条)
    B、 双道密封
    中空玻璃结构打二道胶包括 :a、第一道胶聚异丁烯(PIB);b、第二道胶包括聚硫胶、聚胺脂、硅酮胶。
    特别强调,对于结构安装中空玻璃(幕墙用中空玻璃)因要求密封系统具有极高的粘接力和抗紫外线能力,必须使用聚异丁烯(PIB)和硅酮橡胶双道密封。
    (2)中空玻璃密封胶的种类
    A、热塑性密封胶包括a热熔丁基胶(HOT mel sea lant)
    B、Swiggle(实维高胶条)
    c、聚异丁烯(PIB)
    B、热固性密封胶包括:a、聚硫胶;b、聚胺脂;c、硅酮胶
    (3)中空玻璃密封胶的性能及对比
密封材料
抗水汽透过性能
水汽透过率
气保持能力
氩气保持能力相对值
抗紫外线能力
耐高温性能
耐低温性能
粘*性能
耐各类溶剂和*化剂性能
涂胶方法
热熔丁基胶(HotMeltSealant)
优秀
0.65
好~ 优秀
2
一般
一般
一般
热熔泵涂或挤出机
聚异丁烯
优秀
0.17
优秀
1
优秀
一般
——
线状或灰刀
聚硫胶
40~65
4
优秀
优秀
泵涂或灰刀
聚胺脂、
15~40
一般~好
45
优秀
优秀
泵涂或灰刀
硅酮胶
≥200
665
优秀
优秀
优秀
优秀
优秀
泵涂
(实维高胶条)
优秀
0.65
好~优秀
2
一般
一般
一般
手动半自动、自动
(4)中空玻璃不同密封工艺的比较
项目
单组份热熔胶工艺
双组份胶工艺
舒适胶条工艺
生产效率
高(单班年生产能力达8万m2
较低
工艺复杂性
工序少,较为简单
工序多、复杂
最简单
需劳动量
人员少
人员多
人员最少
生产环境要求
没有特殊要求
要求高、低温时固化时间更长
没有特殊要求
固化时间
2~3min
24h
10min以内
密封胶条材耗用成本
9元/m2(进口4+9+4)
16元/m2(丁基胶+聚硫胶)(国产)
21元/m2(国产)
31元/m2(进口)
设备维护
简单,可靠性高
较难
简单,可靠性高
管理
简单
复杂
简单
符合标准
国家标准GB11944ASTME773/E774最高级CBA级
国家标准GB11944
国家标准GB11944
适用范围
适用于门窗用中空玻璃
适宜所有中空玻璃
只适宜门窗中空玻璃
    由以上比较不难看出,每种工艺都有各自的特点,使用何种工艺取决于质量、生产效率和成本等方面考虑。生产的产品既要满足要求又要物美价廉,才能占领市场。
    (5)常用密封胶介绍
    1、热熔丁基胶
    产品概况:热熔丁基胶是中空玻璃专用的单一成份密封胶,胶状为100%的固体,该胶由于丁基胶、聚合体、人造橡胶等成分组合而成。手动或经半自动机械涂于玻璃或铝材上,粘合效果非常显著,该产品具有抗紫外线、抗高温、防水等多种功能。HM—1091热熔胶通过美国ASTM—E733/E744测试,达到并超过A级水平。
    技术参数:
    颜色:黑色/灰色
    气味:无味
    线形涂胶温度:215—235F度(102—128)℃(℃=(F度—32度)×5/9  F度=℃×9/5+32度)
    胶枪涂胶温度:365—385F度(185~196度)
    包装方式:圆桶装(55加仑)1gal=4.546L     英制    242.3lL  278.6kg(1gal=4.4048l美制)
    原材料;合成树脂
    比重:1.15g/cm3
    导热系数:0.23/mk
    适用标准:ASTME773/E-774的A级要求;加拿大CSTB12.8;加拿大FOG测试
    制品检验:WT-2001-Z11-008国家玻璃质量监督检验中心
    2、双组份聚硫中空玻璃专用密封胶
    粘度:机用:A组份4000~6500泊
    B组份500~2000泊
手工:A组份2500~14500泊
      B组份1000~2500泊
密度:A组份:1.68±0.05g/Cm3
      B组份:1.55±0.05 g/Cm3
混合后比例重量比:A:B=100:7-100:14(14:1-7:1)
施工期:20min
包装: A组份:300kg(桶内径570mm)
B组份:30kg(桶内径280mm)
3、间隔条的选用
间隔条的选择主要考虑两个方面的因素:(1)热传导系数;(2)对中空玻璃密封寿命的影响。从热传导率出发,可将中空玻璃使用的间隔条分为冷边和暖边两大类。冷边是指传统的金属铝框;暖边是指间隔条的材料或构造不同于传统铝隔条的间隔条,为国内使用的胶条(由波浪形铝带外加一层内含干燥剂的密封胶)。我国目前使用的间隔条大部分为铝隔条,属于冷边类。其特点是成形美观,但易导致边缘处结露或结霜;降低了整窗的节能效果;暖边间隔条顾名思义是一种旨在改善中空玻璃边缘热传导性的间隔条,通过采用少量的金属或完全非金属材料实现节能的效果。
从中空玻璃的密封寿命角度分析,暖边与冷边之分和中空玻璃的密封寿命之间没有必然的联系。也就是说,属冷边的铝隔条可能较暖边隔条的寿命长,而有的暖边隔条密封寿命也可能较冷边隔条的寿命更长。关键要看间隔条本身与中空玻璃的其它材料配置。
无论是铝隔条(冷边)或密封胶条(暖边),其规格(两玻璃之间的间隔距离)宽度为:6、9、12、15、18mm,其厚度均为6mm。
(1)       铝间隔条主要有两大类:传统的四角插接式与改进后连续弯角式。四角插接式在具体做法上又分为接头处涂胶处理与不涂胶处理两种。一般来说,铝框的接头越少,其密封性能越好,只有一个接头的连续长管弯角式铝框较四角插接的改善了许多。但是,如果四角插式铝框在接头处涂胶与弯角式不涂角铝框相比,四角插接式要优于弯角式铝框。
(2)       铝间隔条壁厚应在0.3~0.35mm之间,厚度应均匀;铝间隔条需经过阳化处理或去污处理,如需折弯,一定要用质量好、档次高的产品,以提高铝条和用率。
(3)       顺便说的是,铝间隔条配套成型的插角,表面要处理干净,与铝间隔条的内腔配合应松紧适当。
(4)       (2)密封胶条(暖边)的选择及要求
密封胶条集支撑骨架(波浪形铝带)、密封(丁基胶)及干燥剂于一体的中空玻璃原材料。它的最大优点是操作简单,原材料浪费少,人员少,管理成本低,操作环境好。缺点是胶条吸潮慢,需用专用设备。
复合胶条的选用必须考虑表面光洁,尺寸准确、均匀一致以及(波浪形)铝带质量、胶的含量及粘度适中 。
4、干燥剂的选用
干燥剂是装于铝间隔条内腔或以其它形式复合于胶条上,其目的保持中空玻璃内腔的干燥、吸收因两玻璃温差可造成的温度,避免中空玻璃的结露和结霜。
(1)干燥剂按其性能分类
干燥剂包括对挥发物吸收能力较好的、对惰性气体吸收量最低的、普通分子筛;
干燥剂性能
干燥剂类型
孔径(埃)
被吸附物
非吸附物
3A分子筛
3
H2O
其它一切
4A分子筛
4
H2o空气、氩气
SF6溶质
13X分子筛
8.5
所有
二氧化硅
20~300
所有
干燥剂的选择
 
吸附水的能力
吸附容质的能力
吸附空气的能力
吸附氩气的能力
3A分子筛
×××
√√√
√√√
4A分子筛
√√
×××
××
××
13X分子筛
√√√
√√
×××
×××
二氧化硅
×××
×
××
 
 
建议使用干燥剂和密封胶
热熔丁基胶
3A
聚硫胶/单道密封
3A/13X
聚硫胶/聚异丁烯胶
3A或3AS/13X
其它胶/聚异丁烯胶
3A
(2)对干燥剂的要求
A初始吸附能力低;
B剩余吸附能力强
C仅对水分子进行吸附;
D队于特殊密封剂,要求吸附有机挥发物。
(3)干燥剂的使用要求
A选择合适的粒度及硬度;
B使用干燥剂的环境要干燥;
C干燥开启包装后妥善保存,裸露的分子筛要尽快使用(一般在24h以内);
5、中空玻璃使用寿命探讨
无论那一种中空玻璃,关键技术是耐久地隔绝湿气渗透。玻璃及金属隔条具有不透气性,湿气只能是透过密封胶层渗透。所以密封胶的选择、控制和结构的确定显得较为重要。此外,单元件的透水量还同使用条件有关,如:安装条件、使用环境和维护水平等。
中空玻璃安装在建筑外墙上,将承受振动、风压、日照、雨雪、高低温度及大气压力的交变循环作用,必然拉动单元件胶粘接缝位移,增大产品内空间气压同大气的压差,加速湿气的渗透,据报道温差每波动10℃接缝渗透率大约增加一倍;接缝胶层还要经受日光、风雨、冰雪、盐雾及清洗剂等腐蚀介质的侵蚀,促使密封胶层逐渐老化,力学性能下降,出现软化,龟裂、粉化裂纹甚至脱胶;密封制造质量如果存在缺胶、气孔,夹杂等缺陷时,也会引起产品功能的过早丧失。
尽管目前采用的产品结构形式和密封选材已较成熟,采用的一道丁基密封胶和二道聚硫胶可满足生产和使用要求,但从单元件渗水机制分析,还有值得探讨的问题,特别是隐框幕墙用中空玻璃,从安全考虑采用硅酮密封胶粘结制造,更应注意结构和选材问题。有效控制这些因素可延长产品的功能寿命。
1、  湿气渗透路径
中空玻璃是由玻璃、金属隔条、接插角(内填充干燥吸收剂)、一道密封胶和二道密封胶构成,湿气透过胶层进入内空间的渗透路径,只能是沿周边胶粘密封接缝和密封薄弱的四个接插角。
2、  接缝及插角透过率(A)仅决定于接角数量和形式,与产品面积无关,胶接缝透水率(B)决定于密封胶的透水率及产品面积,即接缝长度(X);单元件透水量为两路径透量的总和:
W=A+BX
式中:W—中空玻璃产品透水量,g/年;
A— 角透水率,g/年;
B— 中空玻璃周边接缝透水率,g/m年;
X—中空玻璃周边接缝长度,m。
当用同种材料、同一工艺制造出结构相同、 面积大小不等(周边接缝长度分别为X1
X2)的两组中空玻璃,测订各组产品的年透水率W1及W2,则:
W1=A+BX1
W2=A+BX2
由此,可按下式计算出该结构中空玻璃的角透水率(A)和周边接缝透水率(B)即:
A=W1—(W1—W2)X1(X1—X2)g/年(2)
B=((W1—W2)/(X1—X2),g/m年  (3)
3、现行中空玻璃湿气渗透量及单元件使用寿命估算
湿气渗透进入中空玻璃将引起质量的增加,通过测定单元件透水增量,可判定产品湿气渗透量,按照前述原理,对插角组框、丁基和聚硫胶密封胶的标准试件(35cm5×50cm),进行试验室加速条件实验和1m×1m试件大气曝晒试验2),,测定及估算结果见表1
表1接插角组框中空玻璃透水量
密封形式
规格
胶缝长
角渗透率
A,g/a
接缝渗透率
B,g/m.a
年透水量
w,g/a
双道密封
标准件
1.62
0.55
0.07
0.66
1m×≡m
3.92
0.82
单道密封
标准件
1.62
0.70
1.20
2.64
1m×1m
3.92
5.38
从表1可见,插角组框中空玻璃70%透水是通过接插角;双道密封单元件年透水量远低于单道密封;单道密封接缝渗透率增加16倍,是产品湿气渗透量显著增大的主要原因。
中空玻璃内空间渗透的水量,如果达到填充的干燥剂饱和吸水值时,一般认为中空玻璃将丧失使用功能,可以此作为产品功能寿命终结的标志。干燥剂吸湿能力,随填充量、干燥剂品种、规格和处理条件不同而不同;一般使用的分子筛干燥剂,饱和吸水率为16-20%5(平均18%);以12mm宽度隔条的单元件为例,干燥剂填充量为30g/m,则可按表1给出的数据,从理论上估算以上两种密封形式产品的功能寿命(表2)
表2插角组框中空玻璃饱和吸水估算理论寿命
密封形式
产品尺寸
接缝长度,
m
干燥剂填量
g
饱和吸水量
g
产品透水率
g/年
估算寿命
双道
标准件
1.62
48.6
8.7
0.66
13
 
1m×1m
3.92
117.6
21.1
0.82
26
单道
标准试件
1.62
48.6
8.7
2.62
3.3
 
1m×1m
3.92
117.6
21.1
5.38
4.1
由表2可见,双道密封单元件饱和吸水寿命随尺寸增大而延长;估算寿命是单道密封单元件的4—10倍。
4、弯角(或折角)组框中空玻璃透水率低、寿命长
由几根铝隔条插接组框,插角—隔条间存在空置的间隙,没有金属层挡隔,湿气可直接透过胶层渗入。该处透湿率较高已为人们注意,工艺改进措施是插角时用丁基密封胶充满空置间隙;结构改进是取消接插件,直接将一根隔条弯角组框或采用∏型金属隔条折角组框,消除角渗透通道,使角渗透率为零。同插角型单元件相比,其年透水率将显著下降(表3),功能寿命延长(表4)
表3弯角组框型中空玻璃标准试件估算透水率
型式
密封形式
角渗透率g/m
接缝渗透率
年透水率
g/年
弯角
双道密封
0
0.07
0.11
单道密封
0
1.20
1.94
插角
双道密封
0.55
0.07
0.66
单道密封
0.70
1.20
2.64
表4弯角组框中空玻璃饱和吸水估算理论寿命
型式
密封形式
产品尺寸
干燥剂
年透水率,g/年
估算寿命,年
填充量
饱和吸水值
弯角
双道密封
标准
52.0
9.38
0.11
85.3
1m×m1
122.0
22.0
0.27
81.5
单道密封
标准
52.0
9.38
1.94
4.8
1m×1m
122.0
22.0
4.70
4.7
插角
双道密封
标准
48.6
8.70
0.66
13
1m×1m
117.6
21.1
0.82
26
单道密封
标准
48.6
8.70
2.62
3.3
1m×1m
117.6
21.1
5.10
4.1
由表3、4可见,折角组框型中空玻璃透水率下降了300—500%,理论寿命延长3—6倍,且寿命受产品规格大小影响不大,一般在80年以上。
密封选材对单元件透水率影响
密封胶是湿气渗入单元件的主要路径,丁基密封胶湿气渗透率最低,但由于不能固化,强度甚低且有“冷流性”,适用于第一道密封,对此分析可参见ASTMC1249—935.5(8)节,聚硫胶透湿率较小,具有良好粘接强度、耐老化性和工艺实用性,是目前中空玻璃二道密封主要材料7;硅酮密封胶对玻璃粘结性稳定,耐气候老化,但透湿率较高,仅从安全性考虑用于隐框玻璃幕墙的中空玻璃单元件,但必须有丁基密封胶良好的挡隔密封(详见ASTM C1249)。
资料表明2,采用丁基密封胶封闭接插件安装间隙的标准单元件(尺寸35mm×50mm),通过曝晒条件下实验不同类型的密封胶粘结体系,测定湿气渗透率,发现有很大差别,可见丁基——聚硫密封体系单元件透水率约为0.1g/年,丁基—双组分硅酮密封体系为0.30-0.35g/年;丁基单组分硅酮密封体系为0.5-0.6g/年。由此,也可计算出各体系产品的理论寿命约为80年、31年、和17年,如果考虑使用条件影响,实际功能寿命将会成比例折扣,所以,应控制硅酮密封胶在中空玻璃中的应用范围。
中空玻璃的检测方法和标准
中空玻璃的检测方法已于1986发布GB7202—86《中空测试方法》。对中空玻璃的五项(初始露点、密封实验、紫外线照射。高温和气候循环实验)指标检测,严格的讲由国家最权威的检测机构进行。目前,国内具有检测备件,手段和资质的是国家玻璃质量监督检验中心。
本文介绍检测方法的目的并不在于企业自行检测,而是通过了解中空玻璃的检测设备,检测步骤及检测条件,对中空玻璃增加质量的概念:    
 
仪器设备
试验准备
试验步骤
露点试验
露点仪:测量管H=300mm
D=50mm
全部试样在温度23±2℃相对湿度30~75%  条件下放置一周
A、 向露点仪的容器中注入深约25mm的乙醇或丙酮,再加入干冰,使其温度冷却到等于或低于—40℃,并在实验中保持该温度。
B、 将试样水平放置,在上表面涂一层乙醇或丙酮,使露点仪与该表面紧密接触,停留3min。
C、 移开露点仪,立刻观察玻璃试样的内表面上有无结露或结霜。
密封试验
真空箱内装有测量厚度变化的支架和百分表
试样应在23℃±2的环境温度内放置12 h以上
A、 将试分批放入真空箱,安装在装有百分表的支架上。
B、 把百分表调整到零点或记下百分表的初始读数。
C、 试验时把真空箱内压力降到低于环境气压10±5kpa(100±5mbar)。 在到达低温后5~10min内记下百分表数,计算出厚度增长值dl。
D、 保持低压2.5h后,在5min内再记百分表的读数,计算出厚度增长值dl。
E、 渗漏偏差判定。1)厚度增长值d必须≥0.8mm为不渗漏。2)2.5h后厚度增长偏差δ=(d2—d1/d1)×100<15%为不渗漏。
气候循环试验
气候试验装置:由加热、冷却、喷水、吹风及能够达到模拟气候变化要求的部件构成
取未经紫外线照射试验的4块试样装在气候试验装置的框架上,试样的一个表面暴露在气候循环条件下,另一表面暴露在环境温度下。
A、 气候试验进行320个连续循环,每个特环周期分为三个阶段。1、加热阶段:时间为90±1min,在60±30min内加热到52±2℃其余时间保温。2、冷却阶段:时间90±1min,冷却25min后用24±3℃的水向试样表面喷5 min,其余时间通风冷却。3、制冷阶段:时间90±1min,在60±30min 内将温度降低到—15±2℃,其余时间保温。
试验最初50个特环里最多允许2块试样破裂,可用备用试样更换,更换后继续试验。
B、 完成320次循环后,移出试样,在23±2℃和相对湿度30~75%的条件下放置一周,然后测量露点。
高温高湿试验
高温高湿试验箱:由加热、喷水装置构成能够达到试验要求的温度和湿度。
取未经紫外线照射试验和气候循环试验的块试样放置在相对湿度大于95%的高温高湿试验箱内,在箱壁和隔板之间连续喷水,使温度在25±3℃~75%之间有规律变动。
A、 试验要进行224次循环,每个循环分为两个阶段:1、加热阶段:时间40±1min内把箱内温度降低到25±3℃,其余时间保温。2、冷却阶段:
B、 试验最初50个循环里最多允许有2块试样破裂,可以更换,更换后继续试验。
C、 完成224次循环后移出试样,在温度23±2℃,相对湿度30~75%之间放置一周,然后测量露点。
生产环境与中空玻璃的质量密切相关,也可以说环境决定着中空玻璃的质量。生产环境主要是指环境温度、环境湿度、环境精度及操作人员的环境因素。
1、  槽铝式中空玻璃对环境的要求
(1)       温度要求:一般在10—30℃范围之间;
(2)       湿度要求:槽铝式中空玻璃对相对温度的要求稍低一些,正常情况即可。但应注意的是,干燥剂应选择正规厂家的合格品,以保证干燥剂的有效使用。干燥剂开封后24小时之内用完,因为聚硫胶的透气性较大,密封性差,因此要采用双道密封。用丁基胶作第一道密封,起到隔气体的作用,用聚硫胶作为第二道密封,主要作用是粘结作用。其次是隔气作用。实践证明,单道(传统性)密封的中空玻璃中只有5年左右的寿命,而双道密封的中空玻璃寿命可长达20年至40年。
2、  胶条式中空玻璃对环境的要求
3、  (1)温度要求:胶条式中空玻璃的生产温度冬季一般在10~20℃之间,夏季应在20—30℃为宜。
(2)温度要求:固胶条干燥剂是粉末状,与胶混合均匀后干燥剂发挥作用较慢,所以应保证胶条装配区域的相对温度稍低。
下面介绍一种槽铝式和胶条式中空玻璃生产过程中提高环境质量的措施,供生产厂家生产时参考,也可供使用中空玻璃制品的厂家在选择时参考。
中空玻璃的生产一般在较大的空间内进行。因此,温度、湿度及粉尘很难控制,有效的措施,就是将玻璃清洗干燥机出口处经过输送至合片。用较小的操作间封隔,有条件的最好装上空调,一是避免夏季操作人员的汗渍滴入环境,二是与较空间的粉尘陨离。封隔空间不需要太大约(长×宽×高)足够。
中空玻璃的放置
中空玻璃的放置正确与否,气对中空玻璃的最终质量产生影响。无论是生产还是运输或工地存放,都要放置于堆垛架上。堆垛架的设计要参考中空玻璃的特点,堆垛架更要一定的倾斜度。但底部平面与侧部应始终保持90度,从而保证中空玻璃的两片玻璃底边能垂直的放置在堆放架上,而玻璃同时受力,不至与因放置而错位。
另外,要注意中空玻璃的底部不要沾上油渍,石灰及其他容剂,因为这些气对中空玻璃的第二道密封胶会产生不同程度的侵蚀作用,从而影响中空玻璃的密封性能。
中空玻璃的选用
中空玻璃的选用,是一个综合性的问题,其关键是产品质量,其次是价位,这是介绍选用中空玻璃需要掌握的几个环节和几种简易方法,供中空玻璃选用厂家参考。
1、  中空玻璃生产厂家的资质
生产设备的齐全完整性:设备的水平及生产能力,生产过程中的质量保证体系,生产时间生产经验。
2、  具有完整的技术文件《使用说明书》、《合格证》《质检证》《、生产许可证》等。
3、  检测中空玻璃的几点简易方法
(1)       看 看外观;看玻璃的选用质量;看丁基胶的涂敷质量;看聚硫胶的涂敷质量;看两层玻璃成型后是否有错位现象。
(2)       听  用手敲击中空玻璃,压力到位的合格制品,其声音清脆,否则,玻璃成型压力或整体不均匀;
(3)       量  量单片玻璃的厚度是否符合标准要求;量玻璃的对边、对角尺寸是否符合有关标准要求;量成型中空玻璃的组合厚度是否符合有关标准要求。
(4)       摸  摸玻璃边缘是否磨削倒角;摸中空玻璃周边的打胶是否均匀整齐,是否有胶的
流挂和欠胶。
作者个人对目前中空玻发展所持有丁基胶观点及建议
笔者作为国内最早加入中空玻璃行业的专业人士之一,就目前中空玻璃制作工艺及制造材料发表如下个人见解:
1、  中空玻璃的制作工艺应该以双道密封为主,因为双道密封中空玻璃可以在任何需要使用中空玻璃的行业应用,尽管行业里有许多制作工艺的存在,但这些工艺总是存在这样那样的缺陷,尽管这些制作工艺宣扬者无限的夸大其中的某一项功能,但是作为中空玻璃的几项基本要求比如气密性、耐紫外线、耐高温高湿、耐溶剂、抗风压以及两片玻璃和铝条的结构强度是需要相当完善的中空玻璃制作工艺来完成。笔者亲自考察了欧美一些广泛应用中空玻璃的国家和地区,双道密封工艺主导着主流市场,其他工艺仅仅作为补充存在;虽然双道密封有着相对复杂的工艺,但由于具有使用范围广泛和稳定可靠的质量,其优越性是不能由某些片面性能够否定的;
2、  在行业里对中空玻璃密封材料的应用有很多争论,笔者认为其中有很多论点带有明显的功利性,谁干哪个产品就无限夸大自己产品某一种或几种优越性,而忽略了做为中空玻璃制作的完整需要,比如胶条式工艺只强调它的密封性(其原料为丁基胶和聚异丁烯,它的水气透过率很低)。却忽略了不能耐高温、耐溶剂以及抗蠕变性差的缺点;硅酮橡胶只强调它的耐紫外线和抗老化性能却忽略了它的高水蒸气透过率以及迁移出来的硅油会溶解作为第一道密封的丁基胶而破坏整个密封系统,虽然有些宣传用纳米材料能改性增加硅酮橡胶的气密性,但据调查资料用纳米材料改性密封剂现在只能在实验室,仅仅是一个相对遥远的幻想;
3、  因此分析了各种材料的优缺点不难得出以下结论:对要求不高的镶嵌装饰类中空玻璃因为在室内使用不和外界气候条件接触用胶条式工艺制作中空玻璃为首选;对于隐框幕墙中空玻璃由于考虑安全性,要求很高的结构强度和耐紫外线抗老化性能,采用硅酮——丁基胶系列双道密封工艺是无二的选择。对于其它更广泛的中空玻璃使用领域由于聚硫——丁基系列双道密封工艺具有高气密性、耐溶剂、耐高温、抗蠕变性好等优越性能,在目前具有相当重要的地位。
4、  建议:由于中空玻璃生产并不是高新技术,只是劳动力密集型工业,在现有设备基础上有双道密封的厂家多买一台热压机;胶条式的厂家买一台丁基胶机那么你就可以生产各种需要的中空玻璃了,该省的省了,该简单的也简单了,该复杂的也复杂了,总之,适应市场的能力也增加了。注:进口设备要贵一些。
 

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