1 前言
能源問題是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的首要問題，節(jié)能是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然要求，因此，建筑節(jié)能也日益受到重視。玻璃門窗是建筑圍護(hù)四大部件中節(jié)能最薄弱的部位，中空玻璃是減緩其能耗散失的有效方式之一[1]。LOW-E 玻璃既能滿足人們對(duì)建筑的審美需求，又能解決建筑在熱量控制、制冷成本和內(nèi)部陽(yáng)光投射舒適平衡等方面的問題，已經(jīng)成為建筑節(jié)能領(lǐng)域越來(lái)越重要的一環(huán)。LOW-E中空玻璃是在兩片或多片低輻射鍍膜玻璃中間， 用注入干燥劑的鋁、框或膠條將玻璃隔開, 四周用膠接法密封， 使中間腔體（詞條“腔體”由行業(yè)大百科提供）始終保持干燥（詞條“干燥”由行業(yè)大百科提供）氣體, 其獨(dú)特的空間構(gòu)造可以阻斷熱傳導(dǎo)的通道, 從而有效降低其傳熱系數(shù)，具有節(jié)能、隔音、環(huán)保功能的玻璃制品（詞條“玻璃制品”由行業(yè)大百科提供）。卜宇波[2]等人針對(duì)中空玻璃失效原因進(jìn)行了分析，指出密封膠是影響中空玻璃失效的因素之一。
在我國(guó)中空玻璃市場(chǎng)，中空玻璃的密封工藝可分為三道密封、雙道密封和單道密封等類型，后兩種密封類型較為普遍。最常見的室溫固化密封膠采用雙道密封工藝。雙道密封的內(nèi)道(或稱一道)密封膠主要采用熱塑性聚異丁烯密封膠，其主要作用是降低水汽及邊緣的滲透性。外道(或稱二道)密封膠主要有聚硫密封膠(PS)和硅酮密封膠(SD)，主要起粘接密封作用。硅酮密封膠具有良好的粘結(jié)性能和耐紫外老化性能，能適用于所有的中空玻璃，因此受到市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。本文主要討論了中空玻璃用硅酮密封膠粘接性的影響因素。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
無(wú)鍍膜浮法玻璃、LOW-E玻璃若干，市售;
市售五種硅酮結(jié)構(gòu)膠(S1、S2、S3、S4、S5)，其中S1為硅寶LOW-E除膜玻璃專供密封膠、S2為某國(guó)外品牌硅酮密封膠、S3、S4、S5為國(guó)產(chǎn)不同品牌的硅酮密封膠;
三種除膜輪(L1、L2、L3)，市售;
萬(wàn)能電子材料拉力試驗(yàn)機(jī)：AGS-J ( 5 kN、精度0.5級(jí))，島津儀器(蘇州)有限公司;
紫外光照老化試驗(yàn)機(jī)：BR-PV-UVT，上海泊睿科學(xué)儀器有限公司。
2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試
將硅酮結(jié)構(gòu)密封膠按其產(chǎn)品使用說(shuō)明書提供的使用方法，參照《中空玻璃用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》(GB24266-2009)標(biāo)準(zhǔn)，使用50mm×50mm×6mm規(guī)格的LOW-E玻璃或無(wú)鍍膜浮法玻璃為粘結(jié)測(cè)試對(duì)象，制備圖1所示的H型拉伸粘結(jié)測(cè)試樣件，在GB/T 16776-2005規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)14天后，分別在45℃水紫外箱中處理300h(紫外光波長(zhǎng)340nm)、浸水處理300h、紫外箱中處理300h(紫外光波長(zhǎng)340nm)，然后進(jìn)行拉伸粘結(jié)測(cè)試。
圖1 硅酮結(jié)構(gòu)膠對(duì)LOW-E玻璃水紫外粘結(jié)測(cè)試模塊
3 結(jié)果與討論
3.1硅酮密封膠對(duì)未鍍膜玻璃的粘接性考察
本實(shí)驗(yàn)考察了不同廠家生產(chǎn)的硅酮密封膠對(duì)未鍍膜浮法玻璃在常態(tài)、浸水處理300h、紫外箱中處理300h(紫外光波長(zhǎng)340nm)、45℃水紫外箱中處理300h(紫外光波長(zhǎng)340nm)等條件處理后的拉伸粘結(jié)性，其結(jié)果表1所示。
從表1中可以看出不同廠家的硅酮密封膠對(duì)未鍍膜玻璃的粘接性及拉伸粘接強(qiáng)度有一定的差異性，中空玻璃廠家應(yīng)選擇粘接性較好的硅酮密封膠，同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)需求選用不同拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的密封膠。在對(duì)比不同廠家硅酮密封膠對(duì)玻璃粘接性時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)硅酮密封膠對(duì)未鍍膜玻璃表現(xiàn)出良好的粘接性，但是S3、S4、S5膠樣45℃水紫外條件處理后出現(xiàn)一定的粘接破壞，尤其是S5膠樣出現(xiàn)30%的粘接破壞。從不同條件處理后的硅酮密封膠的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度來(lái)看，45℃水紫外處理?xiàng)l件對(duì)膠體拉伸粘結(jié)強(qiáng)度影響最大，其中S4、S5的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度下降幅度最大。中空玻璃在實(shí)際使用中會(huì)長(zhǎng)時(shí)間暴露在陽(yáng)光、雨水或濕氣中，因此研究硅酮密封膠的水紫外粘接性是很有必要的，在生產(chǎn)中空玻璃時(shí)也應(yīng)當(dāng)選用耐水紫外粘接性較好的硅酮密封膠。
3.2硅酮密封膠對(duì)離線LOW-E玻璃的粘接性考察
由于LOW-E中空玻璃較普通中空玻璃有優(yōu)異的節(jié)能效果而越來(lái)越受到市場(chǎng)的歡迎，本實(shí)驗(yàn)考察了對(duì)未鍍膜玻璃水紫外粘接性較好的S1、S2、S3對(duì)離線LOW-E玻璃的粘接性，在不同處理?xiàng)l件下的測(cè)試結(jié)果如表2所示。
從表2中可以看出S1、S2硅酮密封膠由于膠體拉伸粘結(jié)強(qiáng)度較高，在H型試件測(cè)試過(guò)程很容易將LOW-E膜從玻璃表面剝落，尤其是在45℃水紫外條件下，三款硅酮膠制備的試件均出現(xiàn)了LOW-E膜被剝落的情況。離線LOW-E玻璃的生產(chǎn)過(guò)程通常是通過(guò)真空磁控濺射的方法在玻璃基材表面沉積大量的中性靶材（詞條“靶材”由行業(yè)大百科提供）原子(或分子)膜層，該工藝形成的膜層屬于軟膜，膜層的耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性（詞條“化學(xué)穩(wěn)定性”由行業(yè)大百科提供）、熱穩(wěn)定性較差[3]，當(dāng)密封膠的粘接強(qiáng)度較高時(shí)則容易出現(xiàn)LOW-E膜被密封膠剝落的情況。圖2為L(zhǎng)OW-E膜被S1硅酮密封膠剝落的情況。
圖2 LOW-E玻璃水紫外拉伸粘結(jié)膜層脫落情況
從圖2中可以看到S1硅酮膠對(duì)LOW-E玻璃除膜部分粘接良好，而未除膜部分的LOW-E膜被硅酮膠S1從玻璃面板（詞條“玻璃面板”由行業(yè)大百科提供）上撕落的情況。膜層的脫落會(huì)造成中空玻璃的粘結(jié)密封失效，說(shuō)明LOW-E中空玻璃在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)需要進(jìn)行密封粘結(jié)的邊部進(jìn)行除膜處理是很有必要的，國(guó)內(nèi)主要的LOW-E中空玻璃生產(chǎn)廠家均對(duì)邊部進(jìn)行了除膜處理。因此本文研究考察了硅酮密封膠對(duì)LOW-E除膜玻璃的水紫外粘接性。
3.3硅酮密封膠對(duì)除膜LOW-E玻璃的水紫外粘接性考察
3.3.1除膜方式對(duì)粘接性的影響
本實(shí)驗(yàn)考察了不同硅酮密封膠對(duì)不同除膜程度的LOW-E玻璃的水紫外粘接性，其結(jié)果如表3所示。
圖3 S1對(duì)一次除膜LOW-E玻璃水紫外粘結(jié)測(cè)試結(jié)果
圖4 S3對(duì)一次除膜LOW-E玻璃水紫外粘結(jié)測(cè)試結(jié)果
從表3可以看出硅酮密封膠對(duì)未鍍膜浮法玻璃的水紫外粘接性較良好，而對(duì)LOW-E玻璃或除膜LOW-E玻璃的水紫外粘接性相對(duì)較差，尤其是未除膜玻璃還存在LOW-E膜被剝落的情況，說(shuō)明LOW-E膜的存在是影響硅酮密封膠對(duì)LOW-E玻璃粘接性的主要因素。其次硅酮密封膠對(duì)兩次除膜的LOW-E玻璃粘接性明顯好于一次除膜的LOW-E玻璃，而自動(dòng)除膜線一次除膜的LOW-E玻璃的粘接性明顯好于手動(dòng)除膜LOW-E玻璃。對(duì)相同的LOW-E玻璃和除膜設(shè)備而言，兩次除膜工藝對(duì)LOW-E膜的清除效果明顯好于一次除膜工藝，而自動(dòng)除膜設(shè)備的除膜效果明顯好于手動(dòng)除膜，可以看出除膜玻璃表面的除膜效果會(huì)影響硅酮密封膠對(duì)除膜LOW-E玻璃的粘接性。在以手動(dòng)除膜LOW-E玻璃及自動(dòng)除膜線除膜一次的LOW-E玻璃為粘接基材時(shí)，可以明顯看出不同的硅酮密封膠對(duì)除膜玻璃的水紫外粘接性有較大的差異性，其中S2的粘接性好于S3，而S3的粘接性明顯好于S2。說(shuō)明LOW-E膜及LOW-E膜的除膜效果對(duì)水紫外粘接性有影響，而硅酮密封膠的品質(zhì)也是影響硅酮密封膠對(duì)除膜LOW-E玻璃粘接性的主要因素之一。
3.3.2 除膜輪對(duì)粘接性的影響
在離線LOW-E玻璃的除膜過(guò)程中，通常是使用高速旋轉(zhuǎn)的除膜輪對(duì)LOW-E玻璃需要進(jìn)行二道密封的邊部進(jìn)行打磨除膜。在高速旋轉(zhuǎn)除膜過(guò)程中勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生較高的溫度，以及除膜輪在打磨LOW-E膜層的同時(shí)LOW-E膜也在磨損除膜輪，因此除膜玻璃面板上的殘留物跟除膜輪有很大的關(guān)系，殘留物中可能會(huì)有未除盡的LOW-E膜、被氧化的Ag或其他因高溫而分解的物質(zhì)、除膜輪被磨損的殘留物等，這些物質(zhì)均可能會(huì)影響LOW-E除膜玻璃的水紫外粘結(jié)性。本實(shí)驗(yàn)挑選了市售的三種除膜輪L1、L2、L3，通過(guò)二次除膜工藝去除LOW-E膜后使用硅酮結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行水紫外粘結(jié)破壞面積測(cè)試，其結(jié)果如表4所示。
表4 不同除膜輪對(duì)水紫外粘結(jié)測(cè)試的影響
從表4中可以看出，不同的除膜輪在相同的除膜方式下，除膜效果存在一定的差異性。三種硅酮結(jié)構(gòu)膠對(duì)L1、L2除膜輪二次除膜的LOW-E玻璃水紫外粘結(jié)性明顯好于L3除膜輪，這說(shuō)明除膜輪的品質(zhì)會(huì)影響離線LOW-E玻璃的除膜效果，進(jìn)一步影響硅酮結(jié)構(gòu)膠對(duì)LOW-E除膜玻璃的水紫外粘結(jié)性。
除膜工藝會(huì)影響硅酮結(jié)構(gòu)膠對(duì)離線LOW-E玻璃的水紫外粘結(jié)性，在離線LOW-E中空玻璃的生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)盡可能地將邊部LOW-E膜去除干凈。但是對(duì)LOW-E玻璃邊部進(jìn)行除膜處理很難達(dá)到與未鍍膜浮法玻璃表面同樣的清潔程度，而選用適用性好的優(yōu)質(zhì)硅酮結(jié)構(gòu)密封膠可以彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。
4 結(jié)語(yǔ)
本文從中空玻璃的生產(chǎn)和實(shí)際使用環(huán)境角度考察了硅酮密封膠對(duì)未鍍膜浮法玻璃和離線LOW-E玻璃的粘接性。結(jié)果表明，市售的硅酮密封膠在常態(tài)條件下對(duì)未鍍膜浮法玻璃的粘接性良好，但經(jīng)45℃水紫外處理后表現(xiàn)出不同粘接性。對(duì)LOW-E玻璃粘接性測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)LOW-E膜存在被剝落而造成LOW-E中空玻璃粘接密封失效的可能，因此對(duì)離線LOW-E玻璃需要粘結(jié)密封的邊部進(jìn)行除膜處理是很有必要的。對(duì)除膜LOW-E玻璃進(jìn)行水紫外粘接性測(cè)試發(fā)現(xiàn)，除膜輪會(huì)影響LOW-E膜的除膜效果，而除膜效果會(huì)影響硅酮密封膠對(duì)除膜LOW-E的粘接性。在除膜LOW-E玻璃表面很難達(dá)到未鍍膜浮法玻璃表面相同潔凈程度的情況下，選擇耐水紫外粘接性好的優(yōu)質(zhì)硅酮密封膠可達(dá)到對(duì)除膜LOW-E玻璃良好的粘接密封效果。
參考文獻(xiàn)
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