干燥劑在密封膠條中的研究及應(yīng)用

張娜娜 王海利 王玲玲 朱吟湄

摘要：丁基密封膠條是微中空結(jié)構(gòu)的一個主要組成部分，其主要作用是保證中空玻璃的氣密性。通過在丁基密封膠條中加入干燥劑，使其具有較高吸水性能和極低的水蒸氣透過率，改善了中空玻璃的密封和節(jié)能效果，同時也不影響其基本應(yīng)用性能。

關(guān)鍵詞：微中空、干燥劑、吸水性能、密封

中圖分類號：TQ436+.6

文獻標識碼：A

文章編號：1001-5922（ 2019）08-0020-04

微中空改造技術(shù)是在既有門窗、幕墻玻璃的室內(nèi)一側(cè)，通過安裝間隔條（傳統(tǒng)鋁間隔條或柔性帶干燥功能的暖邊膠條），加裝節(jié)能玻璃與原框及玻璃有效連接和密封，形成（0.5-5） mm微中空間隔層，可有效提高門窗、幕墻的節(jié)能效果，參見圖1。

因其具有優(yōu)良的隔熱、隔音、采光等性能，在既有建筑行業(yè)得到了相當廣泛的應(yīng)用。丁基密封膠條是微中空結(jié)構(gòu)的一個主要組成部分，作為微中空的第一道密封膠，其主要作用有二：一是預(yù)固定玻璃，起粘接作用;二是因其具有極低的水氣透過率可以保持中空玻璃的氣密性，起密封作用，從而保證中空玻璃的密封性能。文章通過在丁基密封膠條中加入干燥劑，可有效吸收微中空玻璃腔內(nèi)的水分，提高吸水性能，并阻止外界水氣的滲入，改善了中空玻璃的節(jié)能和密封效果，同時也不影響其基本應(yīng)用性能。因其不含任何金屬，用丁基密封膠條制作的中空玻璃節(jié)能效果明顯，特別是降低了邊部的冷凝現(xiàn)象，被稱之為“暖邊間隔條”。

1 試驗部分

在高溫條件下向捏合機中依次加入丁基橡膠、聚異丁烯、增粘劑、軟化劑、抗氧劑后，在真空保護下共混30min，再加入填料和色素，真空保護下混合60min，然后加入干燥劑真空混合60min后，得到分散均勻的丁基膠，再通過螺桿擠出機擠出成型，最終制成丁基密封膠條。

2 結(jié)果與討論

2.1性能研究

新型丁基密封膠條是一種熱塑性彈性體，內(nèi)含干燥劑的熱塑性彈性體構(gòu)成，干燥劑用來干燥兩片中空玻璃單元空腔內(nèi)的空氣。其作用是用于微中空節(jié)能技術(shù)改造，目的是提高門窗、幕墻的節(jié)能效果，因此不僅要求具有一定的剛性，而且還要有良好的密封性能和吸水性能。

通過一系列的配方研究，調(diào)整不同原料之間的比例，確定出最佳配方，并依據(jù)Q/ZZY033《中空玻璃用熱塑性間隔條》標準進行性能測試。

2.1.1 針人度

針人度是表征產(chǎn)品在常溫的軟硬程度和高溫下的熱熔性能及流變性能，以最佳配方所制得的樣品與國外樣品進行針人度測試，實驗結(jié)果如表1所示。

由表1可以看出，MF9IOK產(chǎn)品的25和80℃針入度數(shù)值均小于普通丁基膠數(shù)值，說明MF9IOK產(chǎn)品在一定程度上具有支撐作用，有效防止施工時膠條變形，可滿足微中空玻璃在改造過程中硬度要求。

2.1.2 標準水分吸附率

標準水分吸附率表征產(chǎn)品的吸水性能，主要考察產(chǎn)品的水分吸收能力，是中空玻璃密封性能是否良好的一個重要保障，實驗結(jié)果如表2所示。

由表2可以看出，MF910K產(chǎn)品與普通丁基密封膠相比，MF9IOK產(chǎn)品的標準水分吸附率較高，說明MF9IOK產(chǎn)品吸水能力較強，更能保證微中空玻璃的產(chǎn)品性能，而普通丁基膠吸附水分的能力。

2.1.3 水蒸氣透過率

水蒸氣透過率表征產(chǎn)品的氣密性，是確保中空玻璃壽命的重要技術(shù)指標之一。以最佳配方所制得的MF9IOK進行水蒸氣透過率測試，實驗結(jié)果如表3所示。

由表3可以看出，MF9IOK產(chǎn)品與普通丁基密封膠相比，MF9IOK產(chǎn)品的水蒸氣透過率較低于普通丁基膠，可以更好阻止外界水氣的滲入，使中空玻璃的氣密性更好。

2.1.4 熱老化性能分析

熱老化實驗要求經(jīng)過長期高溫，產(chǎn)品表面應(yīng)無龜裂、粉化、失粘現(xiàn)象。將MF9IOK制備成50mm×40mmx2mm的試件4塊，將4個試樣分別置于鋁板上，在標準條件下水平放置8h，取其中3塊放進130℃的烘箱中，50h后觀察熱處理后的試樣的表面變化情況。實驗結(jié)果如表4所示。

由表4可以看出，MF9IOK經(jīng)高溫老化后表面無龜裂、粉化、脫粘現(xiàn)象，具有較高的熱穩(wěn)定性，滿足中空玻璃高溫應(yīng)用環(huán)境。

2.1.5 剪切強度

剪切強度表征產(chǎn)品的力學(xué)性能，主要考察產(chǎn)品對玻璃粘接力的大小，是檢測密封膠質(zhì)量的主要指標。MF9IOK進行剪切強度測試，實驗結(jié)果如表5所示。

由表5可以看出：MF9IOK產(chǎn)品與普通丁基密封膠相比，MF9IOK產(chǎn)品剪切強度較大，具有較高的內(nèi)聚強度，在中空玻璃制作時對玻璃起到更好的預(yù)固定作用。

2.1.6 低溫柔性

此項指標表征產(chǎn)品在低溫環(huán)境下的工作能力。試驗參考GB/T13477.7-2002《建筑密封材料試驗方法低溫柔性的測定》的規(guī)定方法，將樣品制成（中5mm+O.lrmm） x80mm的圓柱條，表面光滑無氣泡和雜質(zhì)。置于-45℃條件下2h，然后迅速180°對折，對折在1-2s內(nèi)完成，對折后立即檢查試樣開裂或斷開情況。實驗結(jié)果如表6所示。

由表6可以看出：MF9IOK產(chǎn)品在-45℃條件下仍具有較好的柔性，使得制作的微中空玻璃具備良好的安全性和可靠性，滿足中空玻璃低溫應(yīng)用環(huán)境。

2.1.7 產(chǎn)品全面性能分析對比

根據(jù)以上實驗結(jié)果，對產(chǎn)品的全面性能進行分析對比，實驗結(jié)果如表7所示。

從表7可以看出，MF9IOK產(chǎn)品與普通丁基膠對比有以下優(yōu)勢：①針人度數(shù)值較小，在一定程度上具有支撐作用;②標準水分吸附率較高，吸水能力更強;③水蒸氣透過率較低，具有更好的氣密性。

2.2 微中空玻璃性能研究

用MF9IOK丁基密封膠條和MF883硅酮中空結(jié)構(gòu)密封膠制作中空玻璃模擬微中空，玻璃規(guī)格為5 lOmmx 360rmux4rmu，微中空間隔層：3mm，制作條件：25℃，RH58%，共制作5塊，編號：1#，2#，3#，4#，5#，進行露點測試試驗和耐紫外線輻照試驗。

2.2.1 露點測試

按照CB/T119444《中空玻璃》標準測試其露點合格所需時間。

從表8可以看出，制作的中空玻璃-60qC露點合格時間為72h。

2.2.2 老化后露點測試

按照GB/T11944《中空玻璃》標準中7.5水氣密封耐久性試驗第二階段（58℃，RH95%，7周）進行老化，試驗結(jié)束后測試露點。

從表9可以看出，制作的中空玻璃老化后露點均合格。

2.2.3 耐紫外線輻照試驗

按照CB/T11944《中空玻璃》標準進行7.4耐紫外線輻照試驗。

從表10可以看出，制作的中空玻璃經(jīng)過耐紫外線輻照試驗后合格。

2.2.4 微中空玻璃測試總表

由表11可知，用MF9IOK丁基密封膠條和MF883硅酮中空結(jié)構(gòu)密封膠制作中空玻璃模擬微中空（間隔層3mm），- 60℃露點合格時間為72h，按照CB/T11944《中空玻璃》標準中7.5水氣密封耐久性試驗老化后露點測試和7.4耐紫外線輻照試驗均合格。

2.2.5 暖邊優(yōu)勢

暖邊間隔條具有彈性結(jié)構(gòu)和呼吸性強的特點，其熱傳導(dǎo)值只有0.168W/m-K，是鋁間隔條的1/950，是不銹鋼間隔條的1/85。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，具有極佳節(jié)能效果，整窗的K值能降低（0.2-0.4） W/m2.K。

用暖邊間隔條對原有的玻璃門窗改造后，夏熱冬冷的現(xiàn)象可明顯改善，夏季同期室內(nèi)溫度平均降低3-5℃，可節(jié)省空調(diào)電耗45%以上;冬季同期室內(nèi)溫度平均提升3-5℃[3]，可節(jié)省采暖能耗61%以上，節(jié)能效果十分顯著。即便原有玻璃是透明中空玻璃，改造后的能耗降低率仍然十分顯著，夏季可節(jié)省空調(diào)電耗34%以上，冬季可節(jié)省采暖能耗41%以上。

3 使用

新型丁基密封膠條用于高效、超薄微中空玻璃生產(chǎn)，施工環(huán)境條件要求環(huán)境溫度應(yīng)不低于lO℃，否則會影響粘接;施工現(xiàn)場應(yīng)清潔、平整、無粉塵、通風(fēng)良好。產(chǎn)品包裝打開后應(yīng)盡快使用;若未使用完請將丁基膠條包裝密封完好，避免膠條失效。

4 結(jié)語

新型丁基密封膠條具有良好的抗老化性能、較高的水分吸附能力和極低的水蒸氣透過率，這些優(yōu)良的性能使得制作的中空玻璃也具有較好的氣密性和耐久的使用性。

中國能源消費構(gòu)成中的建筑能耗比例已經(jīng)接近30%，在建筑能耗中，采暖及空調(diào)能耗占到55%以上。因此，降低建筑能耗，尤其是降低采暖及空調(diào)能耗已經(jīng)成為中國社會節(jié)能降耗的重要構(gòu)成部分。按照既有幕墻及門窗面積約為441億m2，其中30%既有建筑需要改造，面積約為132億m2。經(jīng)測算，采用微中空技術(shù)改造既有建筑的門窗玻璃可以有效減少既有建筑中采暖及空調(diào)能耗30%以上，將極大程度提高既有建筑節(jié)能改造的便利性，為中國建筑節(jié)能改造產(chǎn)生深遠的影響。

參考文獻

[1]萬成龍，孫詩兵，王洪濤，中空玻璃暖邊技術(shù)及其發(fā)展[J].門窗2008，（07）：30-34.

[2]朱雷波，童樹庭，中空玻璃的暖邊技術(shù)[J].玻璃與搪瓷，2004，（3）：43-46.

[3]李濤，張蕾，暖邊間隔條對幕墻熱工性能的影響[J].門窗，2013，（3）：47-49.

[4]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、中國國家標準化管理委員會發(fā)布.GB/T11944-2012中空玻璃，2013-10-12.

[5]鄭州中原應(yīng)用技術(shù)研究開發(fā)有限公司.中空玻璃用熱塑性間隔條[S].Q/ZZY033-2013.

[6]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局分布.GB/T1347.7-2002《建筑密封材料試驗方法》，2002-12-17.

[7]黃應(yīng)昌，呂正蕓.彈性密封膠與膠粘劑[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2003.

[8]秦皇島玻璃工業(yè)設(shè)計研究院，國家玻璃質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，中國建材檢驗認證中心，等.GB/T11944-2012中空玻璃[S].北京：中國標準出版社，2013.