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為了對(duì)硅酮密封膠和聚硫密封膠的性能差異有一個(gè)較深的認(rèn)識(shí)，對(duì)二者今后的使用以及性能的改善提供幫助與指導(dǎo)，因此對(duì)其性能進(jìn)行深入、系統(tǒng)的測(cè)試與比較是十分必要的。
一、性能比較方案
為了科學(xué)、公平、準(zhǔn)確的測(cè)試、比較硅酮密封膠和聚硫密封膠在性能上的差異，我們制定了如下抽樣、測(cè)試方案：
1．抽樣方法：選擇全國(guó)生產(chǎn)規(guī)模較大的、在行業(yè)內(nèi)有一定知名度的中空玻璃用密封膠生產(chǎn)企業(yè)參加本次比對(duì)試驗(yàn)，其中硅酮密封膠和聚硫密封膠生產(chǎn)企業(yè)各5家。硅酮膠生產(chǎn)企業(yè)分別為成都硅寶科技有限公司、鄭州中原應(yīng)用技術(shù)有限公司、杭州之江有機(jī)硅化工有限公司、廣州市白云化工有限公司、杭州凌志精細(xì)化工有限公司，聚硫膠生產(chǎn)企業(yè)分別為鄭州中原應(yīng)用技術(shù)有限公司、杭州之江有機(jī)硅化工有限公司、北京卓越密封膠有限公司、愛(ài)多克柯梅林（南京）新材料有限公司、浙江芬奇涂料密封膠有限公司。由國(guó)家玻璃質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心負(fù)責(zé)抽樣，在企業(yè)成品庫(kù)內(nèi)隨機(jī)抽取企業(yè)自檢合格的產(chǎn)品，每個(gè)企業(yè)抽取一種型號(hào)的樣品25公斤。企業(yè)將抽取的樣品寄到秦皇島國(guó)家玻璃質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心。
2．中空玻璃試樣的制作：由國(guó)家玻璃質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心聯(lián)系一家大型中空玻璃生產(chǎn)企業(yè)，在國(guó)家玻璃質(zhì)檢中心人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督下，用所抽取的密封膠樣品制作彎管槽鋁式充氣中空玻璃，其中每個(gè)聚硫膠樣品制成一組充氣中空玻璃試樣10塊，每個(gè)硅酮膠樣品制成兩組中空玻璃試樣（一組為與聚硫膠膠層厚度相同的試樣，另一組為比聚硫膠膠層厚2mm的試樣）各10塊。
3．檢測(cè)項(xiàng)目：
1）高溫高濕耐久性測(cè)試：按照GB/T11944-2002《中空玻璃》中規(guī)定的試驗(yàn)方法，測(cè)試后再進(jìn)行露點(diǎn)檢測(cè)；
2）水氣密封耐久性測(cè)試：按照EN 1279.2《建筑中空玻璃》中以及新國(guó)標(biāo)規(guī)定的試驗(yàn)方法；
3）氣體密封耐久性測(cè)試：采用氧分析氬氣含量測(cè)試方法，先對(duì)中空玻璃樣品進(jìn)行初始?xì)鍤夂繖z測(cè)，再對(duì)樣品進(jìn)行密封處理，按新國(guó)標(biāo)進(jìn)行老化試驗(yàn)，試驗(yàn)后再進(jìn)行氬氣含量檢測(cè)；
4）水蒸氣滲透率測(cè)試：按照J(rèn)C486-2001《中空玻璃用彈性密封劑》規(guī)定的方法進(jìn)行。
二、中空玻璃樣品制作
所有密封膠樣品全部到國(guó)家玻璃質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心后，我們聯(lián)系在玻璃深加工行業(yè)有較好知名度的秦皇島耀華工業(yè)技術(shù)玻璃廠進(jìn)行中空玻璃試樣制作。在制作過(guò)程中，除密封膠之外，中空玻璃試樣全部采用李塞克9mm鋁條折彎式，連接處用丁基膠密封，在相鄰兩邊（一長(zhǎng)邊一短邊）自動(dòng)灌裝無(wú)錫塞利3A分子篩，內(nèi)道密封膠采用樂(lè)杰福丁基膠，合片在李塞克全自動(dòng)生產(chǎn)線上完成。每種聚硫膠制作試樣10片，外道密封膠厚度控制在3mm（指鋁條外緣到玻璃邊緣），每種硅酮膠制作兩種外道密封膠厚度（分別為3mm和5mm）的試樣各10塊。
在樣品制作完成并固化好后，從每個(gè)品種的試樣中任意取3塊制作充氬氣的試樣，在充氣過(guò)程中控制氬氣流速和充氣時(shí)間，并監(jiān)控中空玻璃內(nèi)氬氣的含量，保證試樣氬氣含量高于85%。
應(yīng)用真空攪拌機(jī)，分別將每種膠混合均勻、制成2mm厚的膠片各2塊。
三、試驗(yàn)過(guò)程
1．高溫高濕耐久性試驗(yàn)：
取2塊試樣，先對(duì)其進(jìn)行初始露點(diǎn)測(cè)試，合格后將其放入高溫高濕試驗(yàn)箱內(nèi)試驗(yàn)224次循環(huán)。每個(gè)循環(huán)分為兩個(gè)階段：1）加熱階段：時(shí)間為140min±1min，在90 min±1min內(nèi)將箱內(nèi)溫度升高到55℃±3℃，其余時(shí)間保溫；2）冷卻階段：時(shí)間為40min±1min，在30 min±1min內(nèi)將箱內(nèi)溫度降低到25℃±3℃，其余時(shí)間保溫，相對(duì)濕度保持在95%以上。完成224次循環(huán)后將試樣移出，在溫度23℃±2℃、相對(duì)濕度30%～75%的條件下放置一周后，測(cè)試其最終露點(diǎn)。
2．水氣密封耐久性試驗(yàn)
每種試樣取2塊進(jìn)行水氣密封老化試驗(yàn)，試驗(yàn)分為兩個(gè)階段。第1階段：56個(gè)循環(huán)，每12h為一個(gè)溫度循環(huán)，溫度從－18℃±2℃～53℃±1℃，升降溫速率為14℃±2℃/h，試驗(yàn)箱溫度大于23℃時(shí)濕度應(yīng)≥95％；第2階段：溫度在58℃±1℃、相對(duì)濕度大于95%的環(huán)境溫度保持7周。試驗(yàn)后，按新國(guó)標(biāo)的方法測(cè)定干燥劑最終水分含量Tf。
取2塊試樣按新國(guó)標(biāo)的方法進(jìn)行干燥劑初始水分含量Ti測(cè)試，取其平均值為干燥劑初始水分含量。
取1塊試樣按新國(guó)標(biāo)的方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)水分含量Tc的測(cè)定。
水分滲透指數(shù)按公式 計(jì)算2塊試樣的I值和2塊試樣I值的平均值Iav。
3．氣體密封耐久性試驗(yàn)
對(duì)3塊充氣中空玻璃試樣進(jìn)行初始?xì)怏w含量測(cè)試，在進(jìn)行密封處理后，放入老化試驗(yàn)箱進(jìn)行兩個(gè)階段的老化試驗(yàn)。第1階段：28個(gè)循環(huán)，每12h為一個(gè)溫度循環(huán)，溫度從－18℃±2℃～53℃±1℃，升降溫速率為14℃±2℃/h，試驗(yàn)箱溫度大于23℃時(shí)濕度應(yīng)≥95％；2）第2階段：溫度在58℃±1℃、相對(duì)濕度大于95%的環(huán)境溫度保持4周。老化試驗(yàn)后再對(duì)試樣進(jìn)行氣體含量檢測(cè)。
4．水氣滲透率試驗(yàn)
將制作好的2mm厚的膠片裝入透濕杯中，在溫度23℃±2℃、相對(duì)濕度90%的環(huán)境中，測(cè)量24小時(shí)穩(wěn)定透過(guò)的水氣量。
四、試驗(yàn)結(jié)果
1．高溫高濕耐久性
高溫高濕耐久性和水氣密封耐久性都是考察中空玻璃系統(tǒng)對(duì)水氣的抵抗能力，因此外道密封膠的性能優(yōu)劣直接影響中空玻璃系統(tǒng)的耐久性。高溫高濕耐久性試驗(yàn)是對(duì)中空玻璃系統(tǒng)耐久性的定性檢測(cè)，而水氣密封耐久性試驗(yàn)室對(duì)其耐久性的定量檢測(cè)。從表1中的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，無(wú)論是硅酮中空玻璃還是聚硫中空玻璃，其高溫高濕耐久性都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。在水氣密封耐久性試驗(yàn)中，不同外道密封膠以及不同膠層厚度的中空玻璃系統(tǒng)抗水氣滲透能力均符合新國(guó)標(biāo)的要求，具體試驗(yàn)結(jié)果參數(shù)如表2、3、4所示。但其水分滲透指數(shù)的值還是存在明顯的差別的，膠深3mm、5mm的硅酮中空玻璃和聚硫中空玻璃平均水氣滲透指數(shù)分別為0.1112、0.0761和0.1080。從結(jié)果可以看出，外道膠層厚的硅酮中空玻璃抗水氣滲透能力明顯好于膠層淺的硅酮中空玻璃抗水氣滲透能力；在同樣膠層厚度的的條件下，聚硫中空玻璃的抗水氣滲透能力優(yōu)于硅酮中空玻璃的。考慮到外界條件的影響，去除偏差較大的數(shù)據(jù)后仍可得到以上結(jié)論。
通過(guò)對(duì)比表4、5和6中中空玻璃氬氣保持率數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)硅酮和聚硫中空玻璃在氣體密封耐久性能上的表現(xiàn)差距甚遠(yuǎn)。聚硫中空玻璃的氣體保持率很好，在按新國(guó)標(biāo)耐久性試驗(yàn)后，氣體含量均不小于80%求，符合新國(guó)標(biāo)中的氣體耐久性要求；膠層厚的硅酮中空玻璃試樣共17塊，其中只有8塊在經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后氣體含量大于80%，合格率僅為47.1%，膠層淺的硅酮中空玻璃的氣體密封耐久性能更差，共15塊試樣，其中只有5塊符合新國(guó)標(biāo)要求，合格率僅為33.3%。膠層厚的硅酮中空玻璃試樣平均氬氣的泄漏量為12.6%，膠層淺的硅酮中空玻璃試樣平均氬氣的泄漏量為14.9%，而聚硫中空玻璃試樣平均的氬氣泄漏量只有3.4%。在氣體密封耐久性能方面，聚硫中空玻璃要優(yōu)于硅酮中空玻璃。
在水氣透過(guò)率的試驗(yàn)中，聚硫膠的平均水氣滲透率為11.42g/m2•d，硅酮膠的平均水氣滲透率為22.64g/m2•d，硅酮膠的水氣滲透率是聚硫膠的兩倍，表明聚硫膠的抗水氣滲透能力要優(yōu)于硅酮膠的。
聚硫膠的水氣滲透率與硅酮膠的水氣滲透率相差一倍，但二者在水氣密封耐久性能上的差別并不是很大，分析原因認(rèn)為這是由于我們選取了折彎鋁條結(jié)構(gòu)以及丁基膠寬度大于5mm，并且在鋁條的連接處用丁基膠密封，形成了一個(gè)良好的內(nèi)道水氣密封屏障，有效地阻止了大部分水氣的進(jìn)入，而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，大多數(shù)的產(chǎn)品達(dá)不到這樣的制作水平。
六、使用建議
鑒于硅酮膠與聚硫膠在水氣密封耐久性、氣體密封耐久性以及水氣滲透率上的差異，我們對(duì)中空玻璃生產(chǎn)企業(yè)提出如下建議：
?。?） 硅酮膠與聚硫膠均可用于制作中空玻璃。采用折彎金屬間隔條、雙道密封結(jié)構(gòu)時(shí)，在保證一道丁基膠密封質(zhì)量的前提下，在制作不充氬氣的普通中空玻璃時(shí)，兩種膠對(duì)中空玻璃的性能影響無(wú)明顯差異。
?。?） 制作門(mén)窗中空玻璃時(shí)，特別是插角式中空玻璃時(shí)，盡量選用聚硫膠作為外道密封膠。如果選擇硅酮膠作為外道密封膠時(shí)，可以通過(guò)適當(dāng)增加膠層厚度來(lái)提高硅酮中空玻璃的耐久性能。
?。?） 因硅酮膠與聚硫膠在氬氣保持能力上存在較大差異，在制作充氬氣中空玻璃時(shí)，應(yīng)優(yōu)先使用聚硫膠。
七、進(jìn)一步行進(jìn)比對(duì)試驗(yàn)的建議
我國(guó)有中空玻璃密封膠生產(chǎn)企業(yè)近百家，密封膠的質(zhì)量也良莠不齊。密封膠的整體質(zhì)量水平低、市場(chǎng)惡性競(jìng)爭(zhēng)，嚴(yán)重影響了我國(guó)中空玻璃行業(yè)的健康發(fā)展。為了深入了解我國(guó)密封膠行業(yè)質(zhì)量狀況，大力宣傳密封膠行業(yè)的優(yōu)勢(shì)企業(yè)，引導(dǎo)中空玻璃生產(chǎn)企業(yè)選用質(zhì)量好的密封膠產(chǎn)品，我們建議在這次中空玻璃用聚硫膠與硅酮膠性能比較的基礎(chǔ)上，隨機(jī)從市場(chǎng)上抽取其它外道密封膠進(jìn)行耐久性測(cè)試，然后與這次的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。
在合適的時(shí)間，召開(kāi)全國(guó)密封膠技術(shù)研討會(huì)，公布兩次比對(duì)結(jié)果，使中空玻璃行業(yè)充分了解我國(guó)密封膠產(chǎn)品的市場(chǎng)現(xiàn)狀、質(zhì)量差異、劣質(zhì)產(chǎn)品對(duì)中空玻璃性能的影響，達(dá)到扶優(yōu)限劣的目的。
