1 前言

　　中空玻璃是用兩片或兩片以上玻璃，中間用帶有干燥劑的間隔框隔開，周邊采用密封膠密封而制成的玻璃制品。中空玻璃因其具有隔熱、隔音、防結(jié)霜、防結(jié)露等優(yōu)良勝能,已被廣泛用于建筑、制冷等領(lǐng)域。2011年我國中空玻璃的產(chǎn)量達(dá)4087.37萬平方米，同比增長13.51% 。如此巨大的中空玻璃市場，質(zhì)量問題至關(guān)重要。目前我國中空玻璃存在的問題主要是壽命短、質(zhì)量沒有保證，主要表現(xiàn)是使用一段時(shí)間后中空玻璃內(nèi)部出現(xiàn)結(jié)露或結(jié)霜, 甚至產(chǎn)生中空玻璃進(jìn)水現(xiàn)象，中空玻璃隔熱保溫（詞條“隔熱保溫”由行業(yè)大百科提供）等功效完全喪失。這種問題產(chǎn)生的主要原因是密封膠失效，導(dǎo)致中空玻璃密封膠失效的原因是多方面的，如密封膠的選擇及其性能施工工藝等。本文針對影響中空玻璃密封膠失效的各種因素進(jìn)行了系統(tǒng)地分析研究，并提出了預(yù)防措施。

　　2 中空玻璃失效現(xiàn)象

　　近年來，中空玻璃出現(xiàn)了一系列嚴(yán)重的質(zhì)量問題,其中包括：①中空玻璃內(nèi)表面結(jié)露或結(jié)霜以及漏氣、漏水現(xiàn)象，如圖1、圖2;②中空玻璃腔體內(nèi)出現(xiàn)丁基膠流淌現(xiàn)象，如圖3;③鍍膜中空玻璃腔體出現(xiàn)彩虹現(xiàn)象或膜層受到腐蝕、氧化等現(xiàn)象，如圖4;④二道密封膠固化后產(chǎn)生氣泡，如圖5a)，或者使用一段時(shí)間產(chǎn)生脆化（詞條“脆化”由行業(yè)大百科提供）、開裂現(xiàn)象，如圖5b)。

　　3 原因分析

　　經(jīng)過對近幾年來諸多中空玻璃失效案例的分析調(diào)研, 主要原因可歸納為以下幾類。

　　3. 1 密封膠選擇不當(dāng)

　　密封膠一般為高分子聚合物（詞條“聚合物”由行業(yè)大百科提供）,通常用于中空玻璃的密封膠有聚硫密封膠、硅酮密封膠、丁基密封膠和聚氨醋密封膠等。對于這些高分子材料,其兩側(cè)存在逸度差(壓差或濃度差) ,在逸度較高的一側(cè),氣體分子(空氣和水)能夠進(jìn)人固體聚合物中,移動(dòng)并穿過聚合物鏈陣從逸度較低的一側(cè)釋放出來。影響水蒸氣擴(kuò)一散的因素主要是聚合物的氣體滲透系數(shù)、膠層厚度和空氣層內(nèi)外的水汽壓差。

　　水份擴(kuò)散遵循關(guān)系式(l):

　　J=(P/L)×△P

　　J一擴(kuò)散速度,指單位時(shí)間、單位面積上氣體通過一定厚度的聚合物的擴(kuò)散量;

　　P一聚合物氣體滲透系數(shù);

　　L—聚合物的厚度;

　　△P一聚合物兩側(cè)的氣體分壓差。

　　由上述關(guān)系式可以看出, 在膠層厚度與環(huán)境條件同樣的情況下,密封膠材料的氣體滲透系數(shù)越小,其氣密性越好,越不易導(dǎo)致中空玻璃密封失效現(xiàn)象的發(fā)生。在中空玻璃的制作過程中如果選用了氣體滲透系數(shù)較大的密封膠,則易出現(xiàn)密封性不良、中空玻璃露點(diǎn)上升、結(jié)露或結(jié)霜甚至進(jìn)水等現(xiàn)象(圖1、圖2 )。

　　3. 2 硅酮密封膠中摻入低沸點(diǎn)物質(zhì)(如白油等)

　　硅酮密封膠生產(chǎn)都是以端輕基聚硅氧烷為基料。以二甲基硅油為增塑劑,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。隨著市場競爭的日益激烈,一些企業(yè)為降低成本在硅酮密封膠產(chǎn)品中摻入低沸點(diǎn)物質(zhì)(如白油)來代替二甲基硅油,使產(chǎn)品耐久性大大降低。

　　白油是石油潤滑油餾分高壓加氫精制而成的無色、無味白色油狀長鏈烷烴,常用于紡織潤滑劑（詞條“潤滑劑”由行業(yè)大百科提供）和冷卻劑,微量使用可以改善橡膠制品的表面光澤。白油基本組成為飽和烴結(jié)構(gòu),主要成分為C16-C31的正異構(gòu)烷烴類的混合物,分子量較小(250~450)、沸點(diǎn)低、易揮發(fā)。白油的分子鏈以C-C鍵為主,不能溶解以Si-O化學(xué)鍵為主鏈結(jié)構(gòu)的硅酮密封膠,只能在卷曲的大分子鏈間留存,但隨著大分子的交聯(lián)固化,鏈間距離壓縮,尤其是在環(huán)境溫度較高的情況下,白油必將揮發(fā)、滲出,隨著時(shí)間的推移硅酮膠將逐漸硬化、收縮,甚至開裂[圖5b)] ,從而導(dǎo)致粘結(jié)失效。而中空玻璃所采用的第一道密封膠——丁基（詞條“丁基”由行業(yè)大百科提供）膠中主要成分是聚異丁烯,其分子鏈以C-C鍵為主,與白油類似,二者之間的極性相近。根據(jù)相似相溶原理,丁基密封膠遇到白油時(shí),就會被其溶脹、溶解,從而產(chǎn)生中空玻璃密封膠流淌現(xiàn)象(圖3)。當(dāng)白油進(jìn)人鍍膜中空玻璃時(shí),玻璃就會出現(xiàn)彩虹現(xiàn)象(圖4),膜層被腐蝕從而導(dǎo)致鍍膜玻璃失效。

　　3. 3 密封膠施工工藝不當(dāng)

　　中空玻璃密封膠施工過程中,如不按照正確的施工工藝執(zhí)行,就會導(dǎo)致中空玻璃漏氣、漏水等問題的發(fā)生。密封膠施工工藝不當(dāng)主要有以下四個(gè)方面:

　　a) 基材粘結(jié)面清潔度不夠。密封膠固化后因基材表面清潔度不夠造成粘結(jié)強(qiáng)度（詞條“粘結(jié)強(qiáng)度”由行業(yè)大百科提供）低,粘結(jié)性能較差,氣密性受到影響。

　　b) 密封膠混膠比例不當(dāng)或混膠不均勻。雙組分密封膠的A、B 組分混合比例不當(dāng),混合不夠充分,會導(dǎo)致打出的膠固化不均勻,部分粘結(jié)性能不好。此外如果在混膠過程中混入氣泡,在擠出過程中易造成斷膠現(xiàn)象,影響其粘結(jié)性能。

　　c) 清洗打膠設(shè)備的溶劑（詞條“溶劑”由行業(yè)大百科提供）沒有揮發(fā)干凈。打膠設(shè)備一般采用溶劑進(jìn)行清洗, 清洗打膠設(shè)備的溶劑如果未揮發(fā)完全,打膠時(shí)附著在密封膠的表面, 就會在密封膠與基材粘結(jié)表面形成氣孔,導(dǎo)致密封膠與玻璃粘結(jié)不良。

　　d)施工和養(yǎng)護(hù)條件不符合工藝要求。以硅酮密封膠為例, 施工溫度范圍一般在5℃~40℃(具體情況參照密封膠供應(yīng)商的要求), 施工溫度過高或過低均會影響密封膠的性能。溫度過高時(shí)施工可能造成硅酮密封膠的固化反應(yīng)速度過快,產(chǎn)生的小分子物質(zhì)來不及遷移出膠體表面而在膠體內(nèi)部聚集形成氣泡[圖5a)] ,從而破壞膠縫的美觀和性能;溫度過低,硅酮密封膠的固化速度會特別慢, 固化過程顯著延長。溫度低于4℃時(shí), 基材的表面容易結(jié)露或結(jié)冰、結(jié)霜等, 為粘結(jié)安全性帶來很大隱患。做成中空玻璃后, 如果養(yǎng)護(hù)時(shí)間太短,密封膠還沒有完全固化就直接接觸陽光暴曬,則會出現(xiàn)密封膠外觀顏色變化或起泡現(xiàn)象。

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