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硅酮與聚硫型密封膠粘結(jié)裝配中空玻璃使用壽命差異顯著

來源:中國幕墻網(wǎng)收集整理  作者:馬啟元  日期:2013-4-8
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  摘要:通過干燥劑吸濕質(zhì)量檢測中空玻璃加速耐久性,量化評估產(chǎn)品質(zhì)量并為使用壽命預(yù)測提供技術(shù)依據(jù)。40個企業(yè)樣品加速耐久性驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明,總體水分滲透指數(shù)低于0.20的概率為62%,其中硅酮膠密封樣品的水分滲透指數(shù)為48%,聚硫型為86%,外層密封膠的類型對中空玻璃耐久壽命影響顯著。
  關(guān)鍵詞:中空玻璃 密封 耐久性 試驗(yàn)方法 硅酮 聚硫 密封膠
 

  3.2.統(tǒng)計分析
  3.2.1.40組樣品加速耐久性總體水平

  樣品來自40個中空玻璃企業(yè),相對國內(nèi)產(chǎn)品的技術(shù)水平具有一定的代表性。已知各組試件的密封膠類型,測定了試件外層密封的粘結(jié)寬度和丁基膠粘結(jié)寬度(圖1)。丁基膠厚度難以測量,密封膠牌號不詳,制作工藝水平也不盡相同,這些因素對試驗(yàn)結(jié)果也會有影響。為評估樣品的加速耐久性能,本項分析剔除三組(22#、27#、38#)缺陷樣品,以I值為隨機(jī)變量,按正態(tài)分布統(tǒng)計其余37組樣品的水透率指數(shù),結(jié)果表明總體均值為0.1679,方差0.1044,極大值0.55,按信度0.05水平(置信度95%)檢驗(yàn),總體I值≤0.20 的概率為62%(圖2陰影部分面積)。

  3.2.2.外道膠類型對I值的影響
  37組樣品的外層分別采用聚硫和硅酮型密封膠,其中硅酮型樣品19組,I值的平均值為0.2063,方差0.1116,極大值0.55, 信度0.05水平檢驗(yàn)I值≤0.20 的概率為48% (圖3);聚硫型樣品18組,I值平均值為0.1165,方差0.0789,極大值0.29, 信度0.05水平評估I值≤0.20 的概率為86%(圖4)。對比圖3-圖4,可見兩型樣品水分滲透指數(shù)差異顯著,置信度95%水平評估I值相差近一倍。

  3.2.3.粘結(jié)寬度對I值的影響
  增加粘結(jié)寬度提高邊緣粘結(jié)的承載力,增加透濕路徑的長度(圖1),有利于降低中空玻璃水分滲透指數(shù)。試驗(yàn)樣品粘接尺寸檢測結(jié)果基本在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍。依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計內(nèi)外層密封膠粘接寬度與I值相關(guān)性,分析結(jié)果如下。

  1)外道密封膠粘結(jié)寬度與I值的關(guān)系
  聚硫型樣品19組,外道密封粘結(jié)寬度(密封厚度)均值7.11 mm,方差0.65mm;硅酮型樣品 18組,粘結(jié)寬度均值6.95 mm,方差0.83mm。可見粘結(jié)厚度水平相當(dāng)。以樣品粘結(jié)厚度為自變量對I值作圖,線性相關(guān)系數(shù)分別為0.3949和0.0186,表明試驗(yàn)條件下粘接厚度與I值弱相關(guān)(圖5、圖6)。


  2)內(nèi)道密封膠粘結(jié)寬度的影響
  聚硫型樣品19組,丁基膠粘結(jié)寬度(密封厚度)均值為3.82 mm,方差0.85mm;硅酮型樣品18組,丁基膠粘結(jié)寬度均值3.50 mm,方差0.84mm。可見丁基膠粘結(jié)尺寸水平相當(dāng)。分析樣品I值與丁基膠粘結(jié)厚度相關(guān)性,表明試驗(yàn)條件下I值隨丁基膠粘結(jié)厚度的增加有下降趨勢,相關(guān)系數(shù)分別為0.6540和0.1141,為中等相關(guān)和弱相關(guān)(圖7、圖8)。



  4.討論
  4.1.硅橡膠分子呈螺旋狀結(jié)構(gòu),自由空間大,具有良好的氣體及水蒸氣透過率,這一特性被廣泛用于氣體分離及水蒸氣分離 。硅酮密封膠是以端羥基聚二甲基硅氧烷為基礎(chǔ)(如HO(Me2SiO)nH)的縮合型室溫硫化硅橡膠,主鏈為聚二甲基硅氧烷,交聯(lián)密度低,水蒸氣透過率高于聚硫、聚氨酯等基礎(chǔ)的密封膠。硅酮型密封膠的水蒸氣透過率約20g/m2.d,聚硫型密封膠低于10g/m2.d 。中空玻璃的水滲透指數(shù)與外道密封膠的類型相關(guān),同比條件下硅酮型較聚硫型高出近一倍,這一試驗(yàn)結(jié)果與基礎(chǔ)聚合物透濕性差異關(guān)系密切。

  4.2.以干燥劑吸水質(zhì)量變化為基礎(chǔ)的加速耐久性試驗(yàn)方法,適用于中空玻璃耐久性評估和產(chǎn)品質(zhì)量控制。德國DIN 1286-1標(biāo)準(zhǔn)采用該方法對中空玻璃產(chǎn)品分級 。采用該試驗(yàn)原理進(jìn)行大氣曝曬中空玻璃的性能研究,結(jié)果表明同條件試驗(yàn)時水滲透率隨外道膠的類型出現(xiàn)顯著差異(圖7),聚硫型樣品曝曬3年,滲透水分的質(zhì)量為0.35g, 5年為0.55g,而硅酮型曝曬3年滲水0.80g,水滲透量相差一倍 。結(jié)果表明,若聚硫型外道密封中空玻璃有25年使用壽命,則硅酮型產(chǎn)品的使用壽命僅有10年,其顯著差異與前述試驗(yàn)結(jié)果一致。


  5. 結(jié)論
  1)加速耐久性試驗(yàn)是評定中空玻璃密封質(zhì)量的有效方法,為評估使用壽命提供重要信息;

  2)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)粘結(jié)寬度對中空玻璃水滲透率影響不顯著;

  3)外道密封膠的類型是影響中空玻璃滲透率的顯著因素。硅酮型密封膠粘結(jié)裝配中空玻璃的水滲透指數(shù)遠(yuǎn)高于聚硫型,耐久使用壽命相差接近一倍。

  參考資料:

  1..馬啟元,李少甫 中空玻璃邊緣的可靠粘接是其功能的重要保障[J],門窗幕墻信息,134 ,2012
  2.EN 2000, Pr-EN 1279 Draft: Glass in Building – Insulating Glass Units – Part 2: Long Term Test Method and Requirements for Moisture Penetration[S], CEN European Committee for Standardisation, Brussels, Belgium.
3.GUIDELINE FOR EUROPEAN TECHNICAL APPROVAL FOR STRUCTURAL SEALANT GLAZING SYSTEMS (SSGS)[S],EOTA, Kunstlaan 40 Avenue des Arts, B - 1040 Brussels
  4.中空玻璃國家標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證驗(yàn)證試驗(yàn)報告,《中空玻璃》標(biāo)準(zhǔn)起草組,20110.4
  5.幸松民,有機(jī)硅合成工藝及產(chǎn)品應(yīng)用[M],化學(xué)工業(yè)出版社,北京,2000.9
  6.邢鳳群,秦靈芳.中空玻璃密封膠的性能比較研究[J],中國建筑防水,2012(24):22-25.
  7.DIN 1989, DIN 1286 - Multiple Pane Insulating Glass, Part 2; Gas Filled Insulating Glass Units[S], Long-Term Performance (in German), Germany Standard, DIN, Berlin, Germany.
  8.When the sealant has to be good for 25 years[J], Teroson GMBH IG-information No.108, Heidelberg Published in “Glaswelt”, Volume 10/91. Page 84.
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