中空玻璃用聚異丁烯(PIB)熱熔密封膠(俗稱丁基密封膠)是粘塑性材料,功能是保障組框和粘結成型,為產品提供一道密封屏障。JC/T914是依據國情制訂的產品標準,至今未見國外同類標準可供參照,在產品質量控制和適應中空玻璃生產中,發揮了重要作用。隨著中空玻璃產量迅速增長,丁基密封膠步入規模化生產,應用技術明顯提高,為提升產品標準科學性和適用性創造了條件。本文著重分析丁基密封膠應用、組成、物理性能及其相互關聯,討論產品技術要求并提出一些可供參考的建議。
1 丁基密封膠主要組成
密封膠的工藝性能和密封性能取決于產品配方組成。丁基密封膠的基膠是液態聚異丁烯(PIB),狀態為黏性流體,分子量4~9萬,用量一般在40%以上。PIB是非晶態碳-碳主鏈均聚物,不含雙鍵,永不固化,具有與石蠟類碳氫化合物相近的化學惰性,賦予丁基密封膠優異的耐化學腐蝕穩定性,耐氣候、熱和浸水老化,對空氣、濕氣和其他氣體滲透率極低,甚低表面能使其對PE、EPDM等難粘性材料浸潤和觸粘,玻璃化溫度極低(-60℃),能隨外力作用塑性流動反復變形,但是由于PIB溶于烴類溶劑,丁基密封膠不耐油。聚異丁烯分子結構如下:

丁基密封膠組分中需要添加增粘劑、潤滑劑、軟化劑和填料等。用于增加初始粘結力的增粘劑,一般常用松香、古馬隆樹脂、歧化松香類樹脂等,大多以固體粉末狀加入;潤滑劑和軟化劑常用于調整產品操作工藝性,一般采用熱-紫外線輻照不揮發的氧化聚乙烯等,以保證中空玻璃內在質量;填料大多用碳黑及碳酸鈣粉體,經熱熔共混提高體系的可塑性并屏蔽紫外線,有利于耐久密封。
值得注意的是丁基橡膠或氯化丁基橡膠的供應狀態非流體,摻用這些成分往往要添加溶劑油以改善加工性,在熱-紫外線輻照下中空玻璃內表面可能結霧,影響產品耐久透明性。
2 中空玻璃組框、合片中丁基密封膠的應用功能
中空玻璃結構成型過程始于丁基密封膠插接間隔條組成間隔框,在間隔框指定表面熱涂規定尺寸的丁基膠,然后在合片機上壓合兩片玻璃并填充外道密封膠。成型粘結的中空玻璃立放在支架上,該階段中間隔條-玻璃合片粘結和定位有賴于丁基密封膠,基本結構形式如圖1。

丁基密封膠以圓柱狀體混煉膠供應,可直接裝填熱壓擠膠機,經排氣后在高壓下以熔融粘稠流體狀態擠出,擠出速度與間隔條運動速度同步,熟練的手持操作可保證涂覆粘著的膠條規整、連續。目前常見的問題及起因有以下分析:
1)擠注在間隔條側向表面的丁基膠里出外進,出現不整齊的毛邊,原因可能是注膠嘴局部被異物堵塞或有毛刺,應經常檢查膠嘴,清理出口,必要時應做修整和光滑處理。
2)合片后的玻璃透過可見膠條中有白線(粘結間隙),原因可能是注膠速度不匹配,或裝填機器后空氣沒有排凈,或供應的丁基膠內夾雜有空氣;
3)擠注的膠條斷線,原因可能是熱壓溫度過低,或膠的粘流性不足,或溫度過高產生過度熔融流淌,或膠中有氣泡;
4)間隔條與丁基密封膠粘接不良,原因可能是界面油污和灰塵,或丁基膠的初粘性欠佳,或間隔條傳送帶速度與擠出速度與不匹配導致浸潤不良,或壓輪的位置不當,引起粘結錯位。

3 中空玻璃應用中丁基密封膠密封功能
單道密封的中空玻璃適用壽命很短,可見內層密封的重要性。丁基密封膠濕氣透過率≤1 g/m2•d,邊緣粘結寬度(滲透通道寬度)約7mm,粘結厚度(滲透路徑長度)0.3~0.6mm(圖2)。濕氣滲透速度取決于丁基密封膠的濕氣透過率和粘結厚度,如若按粘結厚度0.6mm計算,濕氣滲透致使中空玻璃飽和吸濕的理論年限超過30年。建筑中空玻璃早期失效的影響因素較多,高溫、高濕環境的作用是顯著因素,高濕度增大水蒸氣擴散滲透壓,高溫提高中空玻璃內部氣壓使面板撓曲變形拉伸膠縫 ,即擴大滲透面積,加速濕氣滲透。有必要通過試驗測定其量化關系。
近年來建筑中空玻璃內層滲油、流油、甚至流淌丁基密封膠黑色膠塊的現象是由發生事故(圖2、圖3),原因是外層密封膠中的烴類油或增塑劑滲入,導致丁基密封膠溶解、析出甚至潰爛墜流。應杜絕外道膠摻用溶解聚異丁烯的油或增塑劑,也應防止摻油的丁基密封膠,如通過紫外發霧性試驗和熱失重試驗檢出。
4 丁基密封膠技術性能分析
4.1 現行標準要求
標準規定了產品的最低性能要求,包括外觀、密度、針入度、剪切強度、水蒸氣透過率、熱失重、紫外線發霧性、低溫柔性等 。為深入分析與產品一致性及功能相關的性能,表1列出市場常用6個牌號(包括進口)產品的主要性能試驗結果。
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