中空玻璃密封胶性能对比及选用

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1、坦中空玻璃密封胶性能对比及选用张凡刘超英付静徐志伟陈玮穆元春张洋安远中国建筑材料科学研究总院摘要：本文分析了中空玻璃的密封结构，介绍了各种密封胶的分子结构及其合成机理，针对分子结构分别介绍了其优缺羔，通过几种密封胶透气性、结构强度、耐候性等性能的对比，确定了不同环境条件下相应密封胶的选择。关键词：中空玻璃；密封胶；硅酮胶；聚硫胶1前言中空玻璃又称为隔热玻璃(Insulatinggla鸥unit)，它是由两片或两片以上平板玻璃，彼此间隔一定距离，周边经过密封使玻璃之间形成具有干燥气体空间的一种玻璃制品。中空玻璃具有隔热、保温、隔声、防结露等特点，在建筑装饰、节能车辆

2、以及制冷设备等方面都得到广泛应用。中空玻璃功能失效主要分为两种情况：玻璃破损或者密封失败。其中90％以上的中空玻璃失效是由密封失败引起的．密封失败主要是由于密封结构设计不合理及密封胶密封不彻底或老化而引起的。因此在确定密封结构的基础上，密封胶的选择对提高中空玻璃节能效果。延长中空玻璃的使用寿命具有重要作用。2中空玻璃的密封结构图1■_：l双道密封中空玻璃的结构资助基金情况：“十二五”国家grit支撑项目，项目名称：低能耗玻璃外窗成套技术开发与应用，项目编号：2011BAJ04804。中空玻璃的密封结构主要分为单道密封和双道密封两种。为确保中空玻璃的质量，提高节能和

3、隔音效果，选择优质的密封胶是最基本的保证。试验证明，中空玻璃必须靠双道密封来保证其优良的性能。双道密封结构如图1所示。3中空玻璃密封胶的种类及其性能比较中空玻璃密封胶依据其加工性能主要分为热塑型和热固型两大类。热塑型中空玻璃密封胶主要指热熔丁基胶，它主要依靠丁基橡胶、聚异丁烯等组分实现粘结、密封，达到密封效果。热固类中空玻璃密封胶种类较多，目前应用较广的主要有硅酮胶、聚氨酯胶和聚硫胶。热固类密封胶经过交联固化，具有较好的弹性，在辅助密封的同时，还起到缓冲和保护作用。对于双道密封中空玻璃，热塑型密封胶一般用于第一道密封。而热固型密封胶主要用于第二道密封。3．1一道密

4、封胶热熔胶在中空玻璃双道密封系统中基本用作第一道密封胶。它们具有液态聚硫胶和聚氨酯胶涂布的快速性、方便性和耐久性。热熔边部密封胶具有多种优点：耐热性、耐水和耐溶剂性，不含溶剂和相对低的涂布温度(低于121℃)。相对低的涂布温度提供了涂布后可立刻搬挪的粘结强度和单道密封涂布的方便性。热熔密封胶主要由异丁烯聚合物制成。作为制造中空玻璃的密封胶必须具备良好的耐气候性、抗老化和耐久性的特点，而且水汽渗透率必须较低并无化学雾产生。丁基聚合物符合所有这些要求并成功地在中空玻璃密封胶行业使用多年。异丁烯单体结构及聚异丁烯的结构式如图2所示。2014．0933蛹一一一一一一臃一一

5、cH3H2c==GCH3异丁烯单体结构H抽皂。图2异丁烯结构可以看出．异丁烯单体只存在一个不饱和双键，发生聚合反应后，生成的聚异丁烯其主链呈线性结构．没有双键、三键等不饱和键，没有分支，分子链高度饱和，电绝缘性能好。同时这种特殊的结构使聚异丁烯分子链相互之间排列紧密，分子链问空隙少，从而使丁基密封胶表现出极低的透气性和良好的防水性。一道密封胶承担着抵御水蒸气渗透的有效密封，特别在充填惰性气体(例如氩气)的产品中可有效阻挡气体的渗透逸失。一道密封胶的化学成分决定着产品的物理性能和使用工艺适应性，影响着中空玻璃使用中的密封及透明性。目前一道密封主要采用热熔丁基密封胶。

6、3．2二道密封胶中空玻璃中第二道密封胶具有双重作用。首先，它必须有良好的粘结性能。保证玻璃与间隔条、玻璃与玻璃直接连续接触，起到辅助密封的作用；第二，它必须通过保持连续的压力，使丁基胶执行阻隔水汽的功能，并克服中空玻璃因为动载荷或静载荷的作用可能产生的超过丁基胶容量的位移。为满足这两个要求。第二道密封胶在具备良好的玻璃粘结性能基础上。还必须具有良好的机械性能。密封胶本身具有较高的拉伸强度和剪切强度以承受中空玻璃使用过程中所有的动静载荷；同时还应有优良弹性，当其因动载荷引起变形后。能够恢复初始的机械形状及性能。二道密封胶可由不同材料制成，主要有三种：聚硫、硅酮和聚氨

7、酯。3．2．1聚硫胶聚硫密封胶是以液态聚硫橡胶为主体材料，辅助以增塑剂、增黏剂、补强剂等助剂，在固化剂的作用下交联而成的高分子弹性体。聚硫橡胶的分子式为HS一(CH2CH20CH20CH2CH2S$)。一CH2CH20CH20CH2cH2SH，聚硫密封胶的固化机理如图3所示。Mn022R—SH—一R—S—S—R+H，O图3聚硫胶固化机理胶长期在户外暴露。阳光直射下容易老化，密封胶逐渐变硬、失去弹性，表面出现龟裂。耐候性和耐紫外线性能急剧下降，同时聚硫橡胶的生产工艺繁琐、污染比较严重，价格较高，这些因素都制约了聚硫中空玻璃密封胶的发展。3．2．2硅酮密封胶硅酮胶主要

8、有单组份与