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(jié)成型,為產(chǎn)品提供一道密封屏障。JC/T914是依據(jù)國情制訂的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),至今未見國外同類標(biāo)準(zhǔn)可供參照,在產(chǎn)品質(zhì)量控制和適應(yīng)中空玻璃生產(chǎn)中,發(fā)揮了重要作用。隨著中空玻璃產(chǎn)量迅速增長,丁基密封膠步入規(guī)模化生產(chǎn),應(yīng)用技術(shù)明顯提高,為提升產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)性和適用性創(chuàng)造了條件。本文著重分析丁基密封膠應(yīng)用、組成、物理性能及其相互關(guān)聯(lián),討論產(chǎn)品技術(shù)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(chǎn)品配方組成。丁基密封膠的基膠是液態(tài)聚異丁烯(PIB),狀態(tài)為黏性流體,分子量4~9萬,用量一般在40%以上。PIB是非晶態(tài)碳-碳主鏈均聚物,不含雙鍵,永不固化,具有與石蠟類碳?xì)浠衔锵嘟幕瘜W(xué)惰性,賦予丁基密封膠優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕穩(wěn)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(fù)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(jié)構(gòu)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(jié)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(diào)整產(chǎn)品操作工藝性,一般采用熱-紫外線輻照不揮發(fā)的氧化聚乙烯等,以保證中空玻璃內(nèi)在質(zhì)量;填料大多用碳黑及碳酸鈣粉體,經(jīng)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(yīng)狀態(tài)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(nèi)表面可能結(jié)霧,影響產(chǎn)品耐久透明性。
2 中空玻璃組框、合片中丁基密封膠的應(yīng)用功能
中空玻璃結(jié)構(gòu)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(guī)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(jié)的中空玻璃立放在支架上,該階段中間隔條-玻璃合片粘結(jié)和定位有賴于丁基密封膠,基本結(jié)構(gòu)形式如圖1。
丁基密封膠以圓柱狀體混煉膠供應(yīng),可直接裝填熱壓擠膠機,經(jīng)排氣后在高壓下以熔融粘稠流體狀態(tài)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(guī)整、連續(xù)。目前常見的問題及起因有以下分析:
1)擠注在間隔條側(cè)向表面的丁基膠里出外進,出現(xiàn)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(yīng)經(jīng)常檢查膠嘴,清理出口,必要時應(yīng)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(jié)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(yīng)的丁基膠內(nèi)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(chǎn)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(dǎo)致浸潤不良,或壓輪的位置不當(dāng),引起粘結(jié)錯位。
3 中空玻璃應(yīng)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(nèi)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(jié)寬度(滲透通道寬度)約7mm,粘結(jié)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(jié)厚度,如若按粘結(jié)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(huán)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(nèi)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(guān)系。
近年來建筑中空玻璃內(nèi)層滲油、流油、甚至流淌丁基密封膠黑色膠塊的現(xiàn)象是由發(fā)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(dǎo)致丁基密封膠溶解、析出甚至潰爛墜流。應(yīng)杜絕外道膠摻用溶解聚異丁烯的油或增塑劑,也應(yīng)防止摻油的丁基密封膠,如通過紫外發(fā)霧性試驗和熱失重試驗檢出。
4 丁基密封膠技術(shù)性能分析
4.1 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了產(chǎn)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(fā)霧性、低溫柔性等 。為深入分析與產(chǎn)品一致性及功能相關(guān)的性能,表1列出市場常用6個牌號(包括進口)產(chǎn)品的主要性能試驗結(jié)果。
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