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。
在我國中空玻璃市場，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為某國外品牌硅酮密封膠、S3、S4、S5為國產(chǎn)不同品牌的硅酮密封膠;
三種除膜輪(L1、L2、L3)，市售;
萬能電子材料拉力試驗(yàn)機(jī)：AGS-J ( 5 kN、精度0.5級)，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)測試
將硅酮結(jié)構(gòu)密封膠按其產(chǎn)品使用說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玻璃或無鍍膜浮法玻璃為粘結(jié)測試對象，制備圖1所示的H型拉伸粘結(jié)測試樣件，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340nm)、浸水處理300h、紫外箱中處理300h(紫外光波長340nm)，然后進(jìn)行拉伸粘結(jié)測試。
圖1 硅酮結(jié)構(gòu)膠對LOW-E玻璃水紫外粘結(jié)測試模塊
3 結(jié)果與討論
3.1硅酮密封膠對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340nm)、45℃水紫外箱中處理300h(紫外光波長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。在對比不同廠家硅酮密封膠對玻璃粘接性時，可以發(fā)現(xiàn)硅酮密封膠對未鍍膜玻璃表現(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)度來看，45℃水紫外處理?xiàng)l件對膠體拉伸粘結(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)際使用中會長時間暴露在陽光、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)能效果而越來越受到市場的歡迎，本實(shí)驗(yàn)考察了對未鍍膜玻璃水紫外粘接性較好的S1、S2、S3對離線LOW-E玻璃的粘接性，在不同處理?xiàng)l件下的測試結(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型試件測試過程很容易將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)過程通常是通過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)度較高時則容易出現(xiàn)LOW-E膜被密封膠剝落的情況。圖2為LOW-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。膜層的脫落會造成中空玻璃的粘結(jié)密封失效，說明LOW-E中空玻璃在生產(chǎn)過程中，對需要進(jìn)行密封粘結(jié)的邊部進(jìn)行除膜處理是很有必要的，國內(nèi)主要的LOW-E中空玻璃生產(chǎn)廠家均對邊部進(jìn)行了除膜處理。因此本文研究考察了硅酮密封膠對LOW-E除膜玻璃的水紫外粘接性。
3.3硅酮密封膠對除膜LOW-E玻璃的水紫外粘接性考察
3.3.1除膜方式對粘接性的影響
本實(shí)驗(yàn)考察了不同硅酮密封膠對不同除膜程度的LOW-E玻璃的水紫外粘接性，其結(jié)果如表3所示。
圖3 S1對一次除膜LOW-E玻璃水紫外粘結(jié)測試結(jié)果
圖4 S3對一次除膜LOW-E玻璃水紫外粘結(jié)測試結(jié)果
從表3可以看出硅酮密封膠對未鍍膜浮法玻璃的水紫外粘接性較良好，而對LOW-E玻璃或除膜LOW-E玻璃的水紫外粘接性相對較差，尤其是未除膜玻璃還存在LOW-E膜被剝落的情況，說明LOW-E膜的存在是影響硅酮密封膠對LOW-E玻璃粘接性的主要因素。其次硅酮密封膠對兩次除膜的LOW-E玻璃粘接性明顯好于一次除膜的LOW-E玻璃，而自動除膜線一次除膜的LOW-E玻璃的粘接性明顯好于手動除膜LOW-E玻璃。對相同的LOW-E玻璃和除膜設(shè)備而言，兩次除膜工藝對LOW-E膜的清除效果明顯好于一次除膜工藝，而自動除膜設(shè)備的除膜效果明顯好于手動除膜，可以看出除膜玻璃表面的除膜效果會影響硅酮密封膠對除膜LOW-E玻璃的粘接性。在以手動除膜LOW-E玻璃及自動除膜線除膜一次的LOW-E玻璃為粘接基材時，可以明顯看出不同的硅酮密封膠對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。說明LOW-E膜及LOW-E膜的除膜效果對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除膜LOW-E玻璃粘接性的主要因素之一。
3.3.2 除膜輪對粘接性的影響
在離線LOW-E玻璃的除膜過程中，通常是使用高速旋轉(zhuǎn)的除膜輪對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)除膜過程中勢必會產(chǎn)生較高的溫度，以及除膜輪在打磨LOW-E膜層的同時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)破壞面積測試，其結(jié)果如表4所示。
表4 不同除膜輪對水紫外粘結(jié)測試的影響
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，這說明除膜輪的品質(zhì)會影響離線LOW-E玻璃的除膜效果，進(jìn)一步影響硅酮結(jié)構(gòu)膠對LOW-E除膜玻璃的水紫外粘結(jié)性。
除膜工藝會影響硅酮結(jié)構(gòu)膠對離線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)過程中應(yīng)盡可能地將邊部LOW-E膜去除干凈。但是對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
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LOW-E玻璃粘接性測試時發(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。對除膜LOW-E玻璃進(jìn)行水紫外粘接性測試發(fā)現(xiàn)，除膜輪會影響LOW-E膜的除膜效果，而除膜效果會影響硅酮密封膠對除膜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)到對除膜LOW-E玻璃良好的粘接密封效果。
參考文獻(xiàn)
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