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                硅酮/聚异丁烯双道密封结构浅析

                2007-09-20 00:31:29 来源:北京西令胶粘密封材料有限责任公司 作者:戴海林 阅读:  字体 :

                一、 前言
                        由于中空玻璃具有良好的保温隔音效果,在国内外建筑上已得到广〓泛应用。随着科学技术的发展和质量要求的不断提高,中空玻璃的密封结构也有了很大发展,经历了焊接法、熔接法、卡嵌法和胶ζ 接法。现今中空玻璃的密封结构主【要是胶接法,其主要有单道密封和双道密封。由于单道密封其气密性差而且寿命短,我国已不◇推荐使用。本文主要通过对密封胶的性能对比及国内外的研究成果分析,认为硅酮/聚异丁烯双道密封结构最适合于中空玻璃。
                二、中空玻璃的结构
                        中空玻璃结构是指密封胶和间隔框的组合。中空玻璃结构按密封方式分为单道密封和双道密封二种结构, 
                        当水气透过密封结构,进入中空玻璃内腔导致露点上升,最终因外观质量及隔热效果降低而使中空玻璃▅失效。
                三、 影响中空玻璃气密性及其完整性的因素
                        双道密封是由玻璃、铝间隔框、分子筛、一道密封胶和二道密封胶组成。影响中空玻璃气密性的主要因素是边缘密封胶的水气透过率及边缘密封的完整性。因为,玻璃、铝间隔框是不透气的,水气只能通ω 过密封胶进入中空玻璃空腔。显然,为阻止水气进入中空玻璃空腔内,要求密封胶应尽可能低的水气透过率,为保持中空玻璃密封的完整性,又要求密封胶应具备良好的粘结性及耐候性。
                        表1给出了聚异丁烯、硅酮胶、聚硫胶、聚氨酯胶及硅酮胶/聚异丁烯、聚硫胶/聚异丁烯、聚氨酯胶/聚异丁烯胶的水气透过率。表2是各种密封胶的性能比较。
                表1      各种密封胶及聚异丁烯胶与不同密封胶组合的水气透过率(mg/m2/d)

                单种密封胶
                水气透过率
                不同密封胶与局异丁烯胶组合
                水气透过率
                聚异丁烯胶
                0.1~0.2
                 
                 
                硅酮密封胶
                16~24
                硅酮/聚异丁烯
                0.1~0.2
                聚氨酯密封胶
                6~16
                聚氨酯/聚异丁烯
                0.1~0.2
                聚硫密封胶
                6~16
                聚硫/聚异丁烯
                0.1~0.2

                 
                表2          不同密封胶的性能比较

                品种
                粘结性
                耐紫外线
                耐臭氧
                弹性恢复率
                吸水体积增加率
                预期寿命
                聚硫
                开裂
                开裂
                10年
                聚氨酯
                很好
                很好
                很好
                较小
                20年
                硅酮
                极好
                极好
                极好
                很好
                30年
                聚异丁烯
                很好
                很好
                 
                20年以上

                        从表1可以看到,虽然硅酮、聚硫、聚氨酯水气透过率有较大差别,但这三种胶分别与聚异丁烯胶组合成双道密封,则水气♂透过率是相同的,这表明对中空玻璃气密性起作用的是用于一道密封的聚异丁烯胶,二道密封的密封胶水气透过率的大小对气密性基本无影响。
                        从表2的各种密封胶性能比较可以看到,聚异丁烯的粘结性、弹性差,虽然有很好的耐老化性能和很长的寿命,但对中空玻璃密封结构的完整性基本无贡献。而硅酮密封胶不仅寿命长,而且粘结性、弹性、耐老化性最好,因而对保持中空玻璃密封结构的完整性最为有利。
                        显而易见,双道密封中空玻璃系统中,一道密封采用气密性最好的聚异丁烯胶,二道密封采用物理性能最好的硅酮密封胶,可以互补二者各自的缺点,发挥各自的特长,满足中空玻璃日益提高了的性能及寿命要求。
                四、  国内外有关标准及实验评价
                        关于中空玻璃密封胶的标准,在美国只有结构装配用中空玻璃二道密封胶标准,即ASTM C 1369-96《结构装配用中空玻璃二道密封胶》,该标准规定了结构装配(隐框及半隐框◣幕墙)用中空玻璃二道密封必须是硅酮密封胶,并规定了一系列技术指标。我国JGJ 102《玻璃幕墙工程技术规范》和JGJ/T 139《玻璃幕墙工程质量检验标准》中也明确╳规定,半隐框和隐框幕墙用的中空玻璃应用硅酮结构密封胶和丁基密封腻子。中空玻璃用密封胶标准也已重新修订,并颁布实施。该标准适用于中空玻璃单道或第二道密封双组份聚硫类密封胶和第二道密封用硅酮类密封胶。表3列出了JC486-2001密封胶主要指标。
                        1992年,《建筑密封材料与年结》杂志发表了JuLian R.Panek等在1972年进行的一项为期三年的中空玻璃密封胶评价测试结果。评价测试工作时采用一种类似ASTM E 773的加速测试方法来评估密封胶,结果如下:
                 
                表3                   中空玻璃密封胶主要物理性能指标

                项目
                技术指标
                聚硫类
                硅酮类
                20HM
                12.5E
                25HM
                20HM
                12.5E
                弹性恢复率,%    ≥
                60
                40
                80
                60
                40
                拉伸模量,       23℃
                Mpa             -20℃
                >0.4
                或>0.6
                -
                >0.6
                或>0.4
                -
                热压●冷却后粘结性
                位移,%
                ±20
                ±12.5
                ±25
                ±20
                ±12.5
                破坏性质
                无破坏
                热空气-水循环后定伸粘结性
                伸长率,%
                60
                10
                100
                60
                60
                破坏性质
                无破坏
                紫外线辐照-水浸后定伸粘结性
                伸长率,%
                600
                10
                100
                60
                60
                破坏性质
                无破坏

                 
                1、聚硫密封胶
                最好▂的聚硫胶通过16个星期加速测试;
                好的聚硫胶通过8个星期加速测试;
                一般的聚硫胶通々过8个星期加速测试;
                差的聚硫胶通过8个星期加速测试;
                2、聚氨酯密封胶
                好的聚氨酯通过8个星期加速测试;
                差的聚氨酯只有一天就失效;
                3、硅酮密封胶
                所有硅酮/聚异丁烯胶全部通32个星期加速测试。
                        失败通常是粘结破坏而导致水进入中空玻璃单元。所有聚硫、聚氨酯均为粘结破坏而导致水进入中空玻璃单元。硅酮/聚异丁烯胶胶经32个星期测试后无破坏。
                从对标准及国外相关实验分析不难看出,硅酮密封胶完全可以用在中空玻璃二道密封,并且与聚异丁烯胶组合,构成硅酮/聚异丁烯双道密封结构性能最优。
                五、结束语
                        中空玻璃的性能及寿命与中空玻璃的密封结构密切相关,并与所用的二道密封胶的质量和使用预期寿命有很大ξ关系。硅酮密封胶具有优异的耐候性、弹性恢复率和持久的粘结性,且预期寿命长达30年以上。聚异丁烯胶气密性最好且有很好的耐老化性能和很长的寿命。在双道密封中空玻璃系统中,二道密封的密封胶水气透过率的大小对气密性基本无影响,但对保持中空玻璃密封结构的完整性最为重要。因此,中空玻璃的双道密封采用硅酮↘/丁基胶双道密封结构最适合。