熱塑性暖邊中空玻璃的性能優(yōu)勢

王海利 朱吟湄 張娜娜 王鵬 王玲玲 王好春 張亞峰

摘要：通過暖邊間隔條性能的介紹，了解熱塑性暖邊中空玻璃的制作工藝及熱塑性暖邊中空玻璃的優(yōu)良性能，配合國家節(jié)能環(huán)保政策的大力推廣，暖邊中空玻璃系統(tǒng)將為低能耗建筑節(jié)能門窗的應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：暖邊間隔條;中空玻璃;節(jié)能;傳熱系數(shù)

中圖分類號：TQ436+.6

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1001-5922（ 2020）09-0006-04

0 前言

近年來，“開放節(jié)流、舒適自然、節(jié)能環(huán)?！敝饾u成為新世紀(jì)國際建筑的三大原則，因此建筑節(jié)能成為全球性問題，2005年建設(shè)部發(fā)布的《關(guān)于發(fā)展節(jié)能省地型住宅和公共建筑的指導(dǎo)意見》中要求強(qiáng)制執(zhí)行建筑節(jié)能50%的標(biāo)準(zhǔn)，到2020年全國所有城市將強(qiáng)制執(zhí)行節(jié)能65%的標(biāo)準(zhǔn)。同時在2011年住建部發(fā)布的《“十二五”建筑節(jié)能專項規(guī)劃》中鼓勵北京等有條件的地區(qū)實(shí)施節(jié)能75%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。建筑工程行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG134-2010《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》[1]中將大窗墻比的外窗傳熱系數(shù)定為2.5W/（m2.K）。在上海地區(qū)，凸窗部分要求達(dá)到2.25W/ （m2.K），南京也有部分地區(qū)要求達(dá)到2.5W/ （m2.K）。但是對于整幢建筑來說，門窗的面積占比超過20%，而在門窗中玻璃又占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，中空玻璃的的能量損失將會成為節(jié)能的重要關(guān)注點(diǎn)。

由大量的實(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)保型產(chǎn)品，在建筑中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。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0.6-0.8W/m2.K[2]，具有極佳的節(jié)能效果。因此，高性能的暖邊中空玻璃會逐漸取代普通中空玻璃以順應(yīng)節(jié)能環(huán)保政策的發(fā)展，本文就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介紹。

1 實(shí)驗設(shè)備

3000L丁基自動生產(chǎn)線（德國）

針人度測試儀（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）

紫外輻照試驗箱（鄭州中原思藍(lán)德高科股份有限公司）

高低溫交變試驗箱（ZD上海增達(dá)環(huán)境實(shí)驗設(shè)備有限公司）

恒溫恒濕試驗箱（江蘇艾默生實(shí)驗儀器科技有限公司）

水蒸氣透過率測試儀（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 實(shí)驗部分

2.1 熱塑性間隔條的性能

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3大類[3]：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整窗的U值改善程度最大，為適應(yīng)市場需求，我們重點(diǎn)研究了以高分子材料為主的暖邊間隔條，經(jīng)過不斷研究，成功研制出了MF9IOSG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，使用簡單方便。同時將研發(fā)的產(chǎn)品性能與國外產(chǎn)品進(jìn)行了全面性能的對比，實(shí)驗結(jié)果如表l所示：

由表1可知，MF910SG中空玻璃用熱塑性間隔條的性能與國外產(chǎn)品性能相當(dāng)。

2.2 熱塑性暖邊中空玻璃生產(chǎn)優(yōu)勢

MF9IOSC中空玻璃用熱塑性間隔條完全由高分子材料構(gòu)成，是熱塑性彈性體，因此在生產(chǎn)過程中較易加工，可同時滿足生產(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)，具體效果如圖1所示。

采用暖邊間隔條制作中空玻璃簡化了中空玻璃的制作工藝，而且制作過程中全部采用機(jī)械化操作，減少了人工出錯的機(jī)率，轉(zhuǎn)角區(qū)域的密封也會更嚴(yán)實(shí)[4]。

槽鋁式中空玻璃制作工藝流程圖如圖2所示[5]：熱塑性暖邊中空玻璃制作工藝流程圖如圖3所示：

由圖2、圖3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，無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。

2.3 熱塑性暖邊中空玻璃性能

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CB/T11944《中空玻璃》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的中空玻璃制作方法進(jìn)行。

1）槽鋁式中空玻璃（國內(nèi)知名玻璃加工廠）：在同一工藝條件下制作尺寸為5lOmmx360mm的中空玻璃，其中第一道密封膠為MF9IOC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為Jl#-J50#，硅酮中空玻璃的編號為S1#-S50#。

2）熱塑性暖邊中空玻璃（國內(nèi)知名玻璃加工廠）：在同一工藝條件下制作尺寸為510mm×360mm的中空玻璃，其中第一道密封膠為MF9IOSC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量硅酮結(jié)構(gòu)膠，聚硫中空玻璃的編號為L1#-L50#，硅酮中空玻璃的編號為G1#-G50#。

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)人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)量的好壞，是檢測中空玻璃的性能指標(biāo)之一，按GB/T11944規(guī)定的方法進(jìn)行，具體測試設(shè)備及結(jié)果如圖4和表2所示：

由表2可知，熱塑性暖邊中空玻璃的露點(diǎn)測試完全能滿足中空玻璃標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.3.3 耐紫外線輻照

此項指標(biāo)是考察制成的中空玻璃在紫外線照射下的性能變化，檢測密封膠的紫外穩(wěn)定性，測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。按CB/T11944規(guī)定的方法進(jìn)行，試驗結(jié)果如表3所示。

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無差異。

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)氣體始終處于熱脹或冷縮狀態(tài)，從而使密封膠長期處于受力狀態(tài)，同時環(huán)境中的水和潮氣的作用都會加速密封膠的老化，從而加快水氣進(jìn)人中空腔內(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，考察熱塑性暖邊中空玻璃的耐老化性能是否滿足要求，同時與槽鋁式中空玻璃性能相對比，具體試驗按GB/T11944規(guī)定的方法進(jìn)行。試驗結(jié)果見下表：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

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)域的一場革命。其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1） MF9IOSC中空玻璃用熱塑性間隔條性能優(yōu)異，是可塑性較強(qiáng)的彈性體，便于生產(chǎn)異型玻璃;

2）暖邊中空玻璃的制作工藝簡單，轉(zhuǎn)角區(qū)域的密封也更嚴(yán)實(shí)，從而延長了中空玻璃的使用壽命;

3）暖邊間隔條具有較低的熱傳導(dǎo)系數(shù)，使用暖邊間隔條制作中空玻璃可有效減小中空玻璃的熱傳導(dǎo)率，從而實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]中國建筑科學(xué)研究院.JCJ134-2010夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社.2010.

[2]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。

[3]王鐵花.暖邊技術(shù)與中空玻璃的節(jié)能[J].中華建筑報，2005-05-14（007）.

[4]趙輝.非金屬暖邊系統(tǒng)在中空玻璃行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展[J].化工時刊，2016（9）：39-41.

[5]中華人民共和國工業(yè)和信息化部.JC/T 2071-2011中空玻璃生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程[S].2012.

[6]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(rèn)證中心，等.GB/T 11944-2012中空玻璃[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.

作者簡介：王海利（1982-），女，漢族，河南鄭州人，工程師，主要從事建筑，鋼結(jié)構(gòu)防腐及軌道交通密封材料的研究和生產(chǎn)。