我國(guó)中空玻璃用丁基熱熔密封膠發(fā)展概況及存在問(wèn)題

劉耀文 袁培峰

（1. 中國(guó)建筑玻璃與工業(yè)玻璃協(xié)會(huì) 北京 100037；2. 鄭州中原思藍(lán)德高科股份有限公司 鄭州 450001）

0 引言

我國(guó)的中空玻璃生產(chǎn)始于20世紀(jì)60年代，從最初的手工制作單道密封工藝發(fā)展為雙道自動(dòng)化封裝。目前國(guó)內(nèi)中空玻璃生產(chǎn)企業(yè)達(dá)到數(shù)千家，年產(chǎn)量四億多平方米。經(jīng)過(guò)幾十年的研究試驗(yàn)及實(shí)踐應(yīng)用，中空玻璃主流產(chǎn)品邊部密封均采用丁基熱熔密封膠加二道密封膠的組合模式：即第一道密封采用丁基熱熔密封膠，主要起密封作用；第二道密封則由聚硫、硅酮或聚氨酯類(lèi)固化密封膠來(lái)完成，因其具有優(yōu)良的彈性和對(duì)玻璃良好的粘結(jié)性能而起到輔助密封且保證中空玻璃結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用。雙道密封相輔相成，缺一不可。

丁基橡膠，以異丁烯類(lèi)聚合物為主體材料添加少量助劑形成的共聚物，為世界耗量最大的4種合成橡膠之一。丁基橡膠分子結(jié)構(gòu)中雙鍵含量只有0.5%～2%，分子結(jié)構(gòu)高度飽和且分子鏈側(cè)基是體積較小的甲基，有助于分子排列緊密，特殊的分子結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)異的耐氣候老化、耐熱、耐酸堿性能及優(yōu)良的氣密性和電絕緣性能。廣泛用于交通、醫(yī)藥、電子、建筑以及水利工程等。中空玻璃用丁基熱熔密封膠是以丁基橡膠為主體材料添加炭黑及其他功能助劑，提高材料的抗紫外線性能、黏度及粘結(jié)性。后續(xù)改進(jìn)的柔性暖邊條以及在線成型間隔密封膠的內(nèi)層材料均以丁基橡膠為主。

1 中空玻璃用丁基熱熔密封膠發(fā)展歷程

1.1 研發(fā)階段

1937年，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)公司研制成功丁基橡膠，并于1943年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。丁基橡膠具有良好的氣密性和耐老化性能，通過(guò)添加助劑得到進(jìn)一步的改良，因此被迅速引用到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中。

我國(guó)最初中空玻璃制作配套用丁基熱熔密封膠主要依賴(lài)進(jìn)口，產(chǎn)品價(jià)格較高，且由于溝通阻礙及通關(guān)運(yùn)輸?shù)仍驅(qū)е鹿┴洸患皶r(shí)不穩(wěn)定。為擺脫進(jìn)口依賴(lài)，國(guó)內(nèi)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)于90年代開(kāi)始研發(fā)國(guó)產(chǎn)丁基熱熔密封膠，由鄭州中原應(yīng)用技術(shù)研究所立項(xiàng)研發(fā)，產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)主要對(duì)標(biāo)德國(guó)Teroson公司產(chǎn)品。1991年建成我國(guó)第一條中空玻璃專(zhuān)用丁基熱熔密封膠生產(chǎn)線，生產(chǎn)線的建成投產(chǎn)打破進(jìn)口丁基熱熔密封膠的壟斷。

1.2 成長(zhǎng)階段

丁基熱熔密封膠生產(chǎn)線的建成投產(chǎn)，解決了我國(guó)中空玻璃用丁基熱熔密封膠卡脖子的問(wèn)題。也正是同時(shí)期國(guó)內(nèi)配套輔材的相繼研發(fā)并投入生產(chǎn)，才正式的打開(kāi)我國(guó)中空玻璃行業(yè)快速發(fā)展的新局面。

早期丁基熱熔密封膠生產(chǎn)設(shè)備采用兩輥開(kāi)煉機(jī)開(kāi)放式生產(chǎn)，存在環(huán)境污染、產(chǎn)能偏低及產(chǎn)品氣泡等問(wèn)題。為解決該問(wèn)題，改用200L雙行星真空攪拌機(jī)進(jìn)行密閉，真空狀態(tài)下生產(chǎn)。再到后來(lái)捏合機(jī)加雙行星真空攪拌機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率大幅提高。

1.3 成熟階段

隨著機(jī)械設(shè)備的改良，目前我國(guó)大型中空玻璃用丁基熱熔密封膠生產(chǎn)企業(yè)均已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，無(wú)論動(dòng)力、真空密封方式、生產(chǎn)效率及加熱、冷卻系統(tǒng)與原有生產(chǎn)線相比均有大的改善。自動(dòng)化的稱(chēng)重配料及密封輸送系統(tǒng)，使得產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步得以保障，生產(chǎn)效率提升且車(chē)間工作環(huán)境也得以改善。

2 中空玻璃用丁基熱熔密封膠性能指標(biāo)

節(jié)能、安全、耐久性能是中空玻璃的永恒追求目標(biāo)，從中空玻璃誕生的那一天起就在不斷探索適宜的輔材。中空玻璃隔熱、隔音、防霜霧性能是通過(guò)構(gòu)造中空玻璃的空間結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，其腔體內(nèi)部干燥不對(duì)流的空氣（氬氣）層可阻斷熱傳導(dǎo)的通道，從而有效降低制品傳熱系數(shù)以達(dá)到節(jié)能的目的。因此，密封材料對(duì)氣體阻隔性能或者說(shuō)透氣率的高低是選用中空玻璃密封膠的重要指標(biāo)之一。中空玻璃水汽和氬氣滲透路徑見(jiàn)圖1。

圖1 中空玻璃水蒸氣和腔室氣體泄漏圖示

中空玻璃用丁基熱熔密封膠是一種單組份、無(wú)溶劑、不出霧、不硫化、具有永久塑性的熱熔性密封膠。丁基熱熔密封膠在較寬溫度范圍內(nèi)保持其塑性和密封性，且表面不開(kāi)裂、不變硬。它對(duì)玻璃、鋁合金、鍍鋅鋼、不銹鋼等材料有良好的粘合性。由于其極低的水汽透過(guò)率，它可以與彈性密封膠一起構(gòu)成一個(gè)優(yōu)異的抗?jié)駳庀到y(tǒng)，保證中空玻璃腔內(nèi)氣體的干燥以及防止氬氣的泄露。

常用玻璃密封膠性能對(duì)比如表1所示。

表1 常用玻璃密封膠性能對(duì)比

從表1可以看出，各類(lèi)密封膠的性能各有優(yōu)劣。想要用一種密封膠制作完美的中空玻璃，幾乎不可能。在這種情況下，雙道密封工藝在上世紀(jì)70年代被采用，同時(shí)，丁基熱熔密封膠的使用使得中空玻璃的生產(chǎn)從手工制作轉(zhuǎn)為自動(dòng)化生產(chǎn)成為可能。丁基熱熔密封膠加二道膠的組合方式成為建筑用中空玻璃近乎完美的密封方案。

現(xiàn)行JC/T 914—2014《中空玻璃用丁基熱熔密封膠》，結(jié)合生產(chǎn)使用情況及中空玻璃制品性能要求，對(duì)產(chǎn)品的密度、針入度、剪切強(qiáng)度、水汽透過(guò)率和熱失重做出要求。

（1）密度，表征產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

（2）針入度，表征產(chǎn)品的熱熔性能和流變性能。

（3）剪切強(qiáng)度，表征產(chǎn)品與基材的粘接強(qiáng)度。

（4）水汽透過(guò)率，表征產(chǎn)品的氣密性能，是保證中空玻璃產(chǎn)品質(zhì)量和壽命的重要技術(shù)指標(biāo)之一。

（5）熱失重，表征產(chǎn)品成分熱穩(wěn)定性，對(duì)中空玻璃的紫外發(fā)霧性的檢測(cè)至關(guān)重要。

3 國(guó)產(chǎn)中空玻璃用丁基熱熔密封膠行業(yè)存在的主要問(wèn)題

丁基熱熔密封膠經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，從最初的產(chǎn)品研發(fā)到批量生產(chǎn)，再到大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化和廣泛推廣應(yīng)用，經(jīng)歷了一個(gè)比較漫長(zhǎng)的過(guò)程，期間遭遇過(guò)種種困難和曲折。得益于廣大研究、生產(chǎn)、裝備及配套材料企業(yè)的不懈努力，國(guó)內(nèi)中空玻璃用丁基熱熔密封膠行業(yè)得到快速發(fā)展，產(chǎn)質(zhì)量均有大幅提升，但不可否認(rèn)的是目前丁基膠雖然已基本完成國(guó)產(chǎn)替代，但部分高端丁基膠制品依然需要進(jìn)口。國(guó)內(nèi)中空玻璃用丁基熱熔密封膠行業(yè)還存在以下問(wèn)題：

3.1 產(chǎn)品良莠不齊，且多以低端為主

中空玻璃用丁基熱熔密封膠為投資規(guī)模小、工藝技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單的行業(yè)，不少投資者僅憑對(duì)丁基膠市場(chǎng)的粗淺了解和受區(qū)域產(chǎn)業(yè)環(huán)境影響，盲目投資生產(chǎn)丁基熱熔密封膠。因技術(shù)來(lái)源及產(chǎn)品定位的不同，各生產(chǎn)廠家在工藝技術(shù)、生產(chǎn)裝備、管理水平等方面存在極大的差異，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。近幾年隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，部分廠家為降低生產(chǎn)成本，選用低質(zhì)、劣質(zhì)原材料并以次充好、以假亂真擾亂市場(chǎng)。

3.2 生產(chǎn)水平低

目前國(guó)內(nèi)大量丁基熱熔密封膠生產(chǎn)企業(yè)制造技術(shù)仍處于半機(jī)械化。從原料進(jìn)廠到包裝部分工序由人工現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作完成。與大廠以數(shù)字控制為主的信息化、智能化、集成化的自動(dòng)生產(chǎn)相比，小廠產(chǎn)品存在穩(wěn)定性差、產(chǎn)品性能低、資源浪費(fèi)大和生產(chǎn)環(huán)境惡劣等問(wèn)題。

3.3 自主創(chuàng)新能力薄弱

在物資短缺且行業(yè)急劇發(fā)展時(shí)期，“拿來(lái)主義”確是成為了“快時(shí)代”企業(yè)迅速占領(lǐng)市場(chǎng)、攫取利潤(rùn)的捷徑。中空玻璃用丁基熱熔密封膠生產(chǎn)廠家也乘著我國(guó)中空玻璃行業(yè)發(fā)展的春風(fēng)一擁而上。多數(shù)企業(yè)是在買(mǎi)到配方或者挖到大廠技術(shù)人員后就開(kāi)始著手探索性的生產(chǎn)，依靠廉價(jià)的勞動(dòng)力以及大量的資源消耗獲得生存，以成本優(yōu)勢(shì)構(gòu)筑競(jìng)爭(zhēng)壁壘，缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，為保證盈利只能進(jìn)一步的減少正常的生產(chǎn)投入和研發(fā)投入，使得整個(gè)行業(yè)進(jìn)入惡性循環(huán)。

3.4 企業(yè)缺乏競(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)發(fā)展力

中空玻璃用丁基熱熔密封膠行業(yè)準(zhǔn)入門(mén)檻較低，小企業(yè)的大量涌入導(dǎo)致行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇。另外中小企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備和工藝流程落后，產(chǎn)品檔次低、附加值不高，外加品牌效應(yīng)和意識(shí)不明顯，缺乏核心競(jìng)爭(zhēng)力，在經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的情況下，缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的企業(yè)在價(jià)值鏈的分配中處于極度不利的地位，只能靠壓縮利潤(rùn)空間或以次充好求生存，發(fā)展難以為繼。

4 行業(yè)發(fā)展建議

4.1 加強(qiáng)市場(chǎng)監(jiān)督檢查

導(dǎo)致丁基熱熔密封膠行業(yè)出現(xiàn)各種質(zhì)量問(wèn)題的主要原因是有關(guān)廠家生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)陋、原材料低劣和工藝技術(shù)水平低。個(gè)別小散企業(yè)甚至沒(méi)有技術(shù)人員和基本檢測(cè)設(shè)備，很難想象在這樣的條件下能夠生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。為了促進(jìn)丁基熱熔密封膠行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，各地工商行政管理部門(mén)須加強(qiáng)產(chǎn)品的抽檢，對(duì)不合格產(chǎn)品和企業(yè)予以曝光和處罰。

4.2 加強(qiáng)行業(yè)自律，充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會(huì)作用

加強(qiáng)丁基熱熔密封膠行業(yè)自律，規(guī)范市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)行為，是維護(hù)丁基熱熔密封膠行業(yè)健康有序發(fā)展的基本保證。做好這項(xiàng)工作，除了依靠法律、法規(guī)規(guī)范企業(yè)行為外，發(fā)揮行業(yè)協(xié)會(huì)的作用顯得非常重要，尤其是丁基熱熔密封膠這樣一個(gè)企業(yè)規(guī)模小、分散的行業(yè)，迫切需要有一個(gè)強(qiáng)有力的行業(yè)組織做好企業(yè)之間的協(xié)調(diào)，積極開(kāi)展市場(chǎng)、標(biāo)準(zhǔn)等方面的工作，制訂規(guī)范的行規(guī)行約。定期做好行業(yè)統(tǒng)計(jì)、開(kāi)展培訓(xùn)、行業(yè)檢查和參與產(chǎn)業(yè)政策的制訂等，以共同營(yíng)造良好的市場(chǎng)秩序，維護(hù)公平競(jìng)爭(zhēng)，促進(jìn)丁基熱熔密封膠行業(yè)健康有序發(fā)展。

4.3 提高中國(guó)制造整體質(zhì)量和水平

國(guó)產(chǎn)丁基膠性能的不足也反饋出我國(guó)制造業(yè)整體性短板，產(chǎn)品的質(zhì)量取決于原材料的選用、配方工藝和生產(chǎn)工藝。其中原材料是保證產(chǎn)品性能、質(zhì)量的基礎(chǔ)。丁基橡膠作為丁基熱熔密封膠的主材，目前國(guó)內(nèi)由于技術(shù)和工藝等的限制，存在產(chǎn)品品種少、產(chǎn)量小、性能穩(wěn)定性差、分子量離散性大等缺陷。國(guó)內(nèi)大的密封膠廠家為保證產(chǎn)品質(zhì)量，主要還依賴(lài)進(jìn)口。生產(chǎn)設(shè)備是產(chǎn)品質(zhì)量的保證，先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線連續(xù)性、全自動(dòng)化運(yùn)行，保護(hù)環(huán)境實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)的同時(shí)確保了產(chǎn)品質(zhì)量。目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)的丁基膠生產(chǎn)線還需要進(jìn)口。破解丁基熱熔密封膠行業(yè)的關(guān)鍵痛點(diǎn)，需要中國(guó)制造整體能力的一次涅槃重生。

4.4 加強(qiáng)新產(chǎn)品研發(fā)，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力

無(wú)底線的硬搬照抄導(dǎo)致同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)的加劇，同時(shí)也使得企業(yè)喪失產(chǎn)品研發(fā)的動(dòng)力，結(jié)果便是誰(shuí)都不愿承擔(dān)產(chǎn)品研發(fā)失敗帶來(lái)的后果，行業(yè)也成為沒(méi)有源頭的一潭死水。隨著知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的推進(jìn)，以往靠“出大力、流大汗”方式的財(cái)富積累將越來(lái)越難，沒(méi)有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的企業(yè)終將淪落為產(chǎn)業(yè)鏈的最低端，并且隨時(shí)可能被替換出局。企業(yè)必須清醒地認(rèn)識(shí)到在信息化高度發(fā)達(dá)的今天，產(chǎn)品、技術(shù)的更新?lián)Q代周期縮短，加強(qiáng)新產(chǎn)品研發(fā)，依托科研院校加大“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合，推動(dòng)科技成果到現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。

5 結(jié)語(yǔ)

丁基熱熔密封膠在中空玻璃制品的成本中占比很低，但是其產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)系到中空玻璃的使用壽命，需要引起行業(yè)上下游的整體關(guān)注。選用優(yōu)質(zhì)可靠的丁基熱熔膠既是對(duì)下游客戶(hù)的負(fù)責(zé)，同時(shí)也是建材行業(yè)實(shí)現(xiàn)“宜業(yè)尚品、造福人類(lèi)”的必由之路。