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一种符合EN1279充气中空玻璃用聚硫密封胶的研制及性能评价

来源:中国幕墙网收集整理  作者:编辑  日期:2019-8-1
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   摘要:通过对比国内GB/T11944及欧洲主要的建筑-中空玻璃用聚硫密封胶标准EN1279,了解到满足EN1279标准的聚硫密封胶的有效使用寿命比满足GB/T11944的长10年,EN1279《建筑用玻璃—中空玻璃》标准为目前比国内标准更先进的建筑中空玻璃标准;同时介绍了一种符合EN1279中充气中空玻璃标准要求的聚硫中空玻璃密封胶的研制及性能评价方法。
    关键词:充气中空玻璃;EN1279;聚硫密封胶;研制及性能评价

  本篇文章内容由[中国幕墙网]编辑部整理发布:

  引言

  随着我国建筑业的不断发展,建筑总能耗也越来越高。作为的一部分,如何提升的性能,降低因中空玻璃导致的能耗,以及如何延长中空玻璃的有效使用寿命,已成为建筑行业所关注的一个焦点。据卜宇波等多年的工程建监理经验,指出建筑用中空玻璃的制造实施监造,对其制造材料、工艺实施控制,可有效提高中空玻璃的使用寿命,保证建筑用中空玻璃的节能、美观、等要求[[i]]。马启元、李少甫等的分析指出建筑中空玻璃出现的过早、、边缘开胶甚至外层玻璃坠落事故,多与边缘粘结耐久性和不足有关[[ii]]。目前,欧洲、德国等发达国家对充气式中空的节能要求高,且对低能耗中空的应用比国内多,相比较而言,他们对充气中空玻璃用外道标准的研究也比较先进。国内尚无标准对充气中空玻璃用胶的性能做出规定[[iii]]。所以,通过解读国外中空玻璃用先进标准,确定先进性能要求,并研制一款具有高性能的充气中空玻璃用聚硫密封胶,对意义重大。

  1、先进建筑用玻璃-中空玻璃标准的选定

  国内,目前有关的产品标准有GB/T 29755—2013[[iv]]《中空玻璃用密封胶》,以及JG/T471-2015[[v]]《用中空玻璃弹性密封胶》。GB/T 29755—2013标准规定了产品满足应用的基本性能及最低合格要求,未规定表征不同质量水平材料的性能,也未对产品质量持续和一致性提出要求,缺失密封胶应用必需的技术性能[[vi]]。JG/T 471-2015标准立足于国际先进中空玻璃用弹性密封胶标准,并结合GB/T 29755—2013,对中空玻璃用弹性聚硫密封胶的性能给出了规定。

  国际上,EN1279《建筑用玻璃-中空玻璃》作为CEN成员奥地利、比利时、捷克、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、冰岛、意大利、卢森堡、马耳他、尼德兰、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士和联合王国的国家必须执行的欧洲标准,存在英语、法语、德语三种公认的版本,标准中明确规定,从2003年5月起,这些国家的相关国标必须与该标准一致[[vii]]。EN1279-3附录B中明确指出满足本标准的聚硫密封胶的有效使用寿命至少为25年[[viii]],是目前建筑用中空玻璃标准中可预估寿命较长的方法标准,属于国际上较为先进的建筑用中空玻璃标准。该标准共包含6大部分,本文涉及聚硫密封胶性能的测试依据EN1279-4,涉及充气中空玻璃性能测试及评价依据EN1279-2、-3进行。

  2、实验部分

  本文共设计了4个不同原胶含量的中空玻璃用外道聚硫密封胶A组分配方:含量分别为25%、30%、35%、40%;并将这4个配方配套同一个B组分,按照质量比A:B=10:1的配比,依据EN1279-2、-3、-4部分进行检测。

  2.1主要原料及耗材

  主要原料:液态、环保型A、环保型剂B、补强型、、、A、促进剂B、MnO2、;

  耗材:75 mm×12 mm×6 mm、(502 ± 2)mm×(352 ± 2) mm×4mm、12A间、MF910、3A。

  2.2 主要测试仪器

  梅特勒电子天平、2L双行星搅拌釜,电子万能试验机,,2500L组,恒温鼓风箱、中空玻璃紫外辐照试验箱,高低温交变试验箱;

  2.3 密封胶的制备工艺

  双组分聚硫密封胶A组分的制备工艺:按表1所示的配方量加入2L双行星搅拌釜,搅拌抽制得;B组分的制备工艺:按表2所示配方量配料→搅拌釜初混和→三辊压碾→搅拌抽真空制得。

  2.4密封胶的性能测试

  密封胶的性能测试主要依据EN1279-4《建筑用玻璃-中空玻璃第四部分:边缘密封胶的物理属性的试验方法》进行,包含工型试样的及水蒸气测试。

  规定将密封胶制备成50 mm×12 mm×12 mm工型试样,并依据标准进行4种方式:①标准条件养护21d、及养护后得各项处理:②(60±2)℃×(168±5)h,③标准条件下浸水(168±5)h,④紫外(96±4)h)处理后的拉伸测试;本部分规定了拉伸试样在-的OAB区域内均无脱粘、无破坏,OAB区域详情见图1;且符合本标准的密封胶的应≤2。0MPa,应≤150%。

  水蒸气透过率测试,依据EN1279-4制备2mm厚的胶样,将水分含量小于5%的分子筛置于水蒸气透过率测试仪的透湿杯中,再将胶样放到透湿杯上,再将透湿杯置于(23±1)℃,≥90%的试验箱中,间隔一定的周期称量透湿杯的质量,并绘制时间-质量曲线图,取6个以上的数据连线趋于稳定时,则认为这条直线的斜率为水蒸气透过率。

  2.5中空玻璃性能的测试

  充氩气中空玻璃的制备:玻璃尺寸 (502 ± 2)mm×(352 ± 2) mm×4 mm,铝间隔框规格为12A,内道胶为MF910G密封胶,每胶样制备15件。

  2。5。1水气渗透指数依据EN1279-2《建筑用玻璃-中空玻璃第二部分:水气渗透的长期试验方法和试验条件》进行测定[[ix]]。

  2.5.2气体泄漏率按EN1279-3《建筑用玻璃-中空玻璃第三部分:气体渗透和气体浓度的公差的长期测试方法和必要条件》进行测定。

  3、 结果与讨论

  3.1 不同原胶含量对密封胶性能的影响

  在A组分配方中,保证其他原料种类及重量不变的情况下,仅改变原胶含量(配方详情见表1),配套B组分(B组分配方详情见表2),依据EN1279-4测试密封胶性能。

  测试项目包含4种条件下的拉伸粘结性实验及水蒸气透过率。不同原胶含量密封胶的拉伸测试数据见表3;

  由表3数据可知,⑴四个原胶含量配方的各拉伸试样在应力-应变曲线的OAB区域均无脱粘等任何形式的破坏,仅A-4#的伸长率超标,不满足本部分标准要求;⑵随着A组分中原胶含量由25%递增到40%,制备的工型试样在标准条件及各种老化处理后的拉伸亦递增,原因是随着原胶含量的增加,密封胶体系的交联度升高,导致拉伸强度的增加;⑶当A组分中原胶含量为40%时,伸长率>150%,不满足标准规定EN1279-4,分析原因可能是原胶含量升高到40%时,体系降低明显,交联后没有足够量的填料去填充并支撑交联网状结构的骨架,导致弹性增加,伸长率变长;⑷四个配方的水蒸气透过率数值相近,说明水蒸气透过率数值大小主要由材料种类决定,同一种材料不同配方的水蒸气透过率数值差别不大。

  3.2 不同原胶含量对充气中空玻璃气体密封耐久性的影响

  将A-1#、A-2#、A-3#、A-4#依据EN1279-3标准要求制备充气中空玻璃样件,要求初始氩气浓度≥90%,并按照本部分要求进行气体密封耐久性的测试。

  将充气中空玻璃试件在标准实验室条件下养护2周后,进行如下2个阶段的测试:第一个阶段是从-18℃~53℃的一个高低温循环过程,每个循环12h,共28个循环,14天;第二个阶段是T:58℃,RH:95%的高温高湿过程,持续4周。测试过程详见图2。

  经过以上两个阶段的加速老化以后,测试充气中空玻璃单元中氩气浓度,计算氩气提泄漏率。

  由表4数据可知,A-1#、A-2#、A-4#,三个配方依据EN1279-3气体密封耐久性测试后,气体泄漏率高于1.00%a-1,不满足标准要求,仅A-3#配方满足。

  3.3 不同原胶含量对充气中空玻璃耐久性水气渗透指数的影响

  将满足EN1279-4标准要求的A-1#、A-2#、A-3#依据EN1279-2标准要求制备充气中空玻璃样件,要求初始氩气浓度≥90%,按照EN1279-2进行加速环境老化后水气渗透指数的测试。

  将试件在标准实验室条件下养护2周后,进行如下2个阶段的测试:第一个阶段是从-18℃~53℃的一个高低温循环过程,每个循环12h,共56个循环,28天;第二个阶段是T:58℃,RH:95%的高温高湿过程,持续7周。测试过程详见图2。

  经过以上两个阶段的加速环境老化后,依据EN1279-2测试中空玻璃的水气渗透指数。

  由表5数据,可知,A-1#、A-2#、A-3#、A-4#,四个配方依据EN1279-2进行加速环境老化后,单个水气渗透指数均≤25%,平均水分渗透指数均≤20%,均满足标准要求;但拉伸强度较高的A-3#配方,其水分渗透指数单个值及均值均远小于A-1#、A-2#、A-4#。原因可能是A-3#配方拉伸强度最大,能保证充气中空玻璃在经历高低温发生一定的时,不会脱粘,且伸长率适中,不会因为外道密封胶的过度而引起内道丁基密封胶的脱粘,从而保证充气中空玻璃良好的及水气透过率。

  4 结论

  综合本文的测试数据,可知四个配方中仅A-3#配方可完全满足EN1279-2、-3、-4标准要求;该配方的拉伸最大,且伸长率适中,故经过加速环境老化后的气体泄漏率、水气渗透指数均是A-3#配方最小,从而保证了充气中空玻璃良好的性,可推断出采用该配方制备的聚硫密封胶作为外道密封制备的充气中空玻璃具有更长的使用寿命及应用优势,前景看好。

  [[i]]宇波.中空玻璃失效的主要原因分析及质量控制[J].山西建筑,2017,43(25):124-125

  [[ii]]马启元. 中空玻璃边缘的可靠粘接是其功能寿命的重要保障——气压及粘结设计分析[A]. 北京粘接学会.北京粘接学会第二十一届学术年会暨粘接技术创新与发展论坛论文集[C].北京粘接学会:北京粘接学会,2012:10.

  [[iii]]程鹏,邢凤群,金燕鸿,郭月萍,杨玉宁,冯培。充气性能评价方法及选用[J]。玻璃,2016,43(09):37-43

  [[iv]]GB/T 29755-2013. 中空玻璃用弹性密封胶[S]. 2013

  [[v]]JG/T 471-2015. 建筑幕墙用中空玻璃弹性密封胶 [S]. 2015

  [[vi]]程鹏,邢凤群,郭月萍,杨玉宁,金燕鸿,冯培。《建筑幕墙用中空玻璃弹性密封胶》新标准解析[J]。粘接,2016,37(03):66-71。

  [[vii]]EN1279-4 part 4:Methods of test for the physical attributes of edge seal[S].

  [[viii]]EN1279-3 part 3:Long term test method and requirements for gas leakage and for gas concentration tolerances[S]。

  [[ix]]EN1279-2 part 2:Long term test method and requirements for moisture penetration[S].

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