《中空玻璃密封膠》團體標準解析

程 鵬

（鄭州中原思藍德高科股份有限公司，河南 鄭州 450001）

近年來隨著國家節(jié)能、環(huán)保政策的深入實施，對建筑節(jié)能的要求越來越高，節(jié)能玻璃的應用得到了快速發(fā)展。高性能中空玻璃的廣泛使用，為人們創(chuàng)造了舒適的生活空間，為節(jié)能減排做出了貢獻。生產(chǎn)高質量的中空玻璃必須有高質量的配套材料，其中，中空玻璃密封膠的耐久性能是檢驗中空玻璃使用壽命的標準。目前建筑中中空玻璃結露、滲水、甚至玻璃脫粘現(xiàn)象多有發(fā)生，主要原因是其使用的密封膠過早老化、透濕甚至粘接喪失[1]。2012年修訂實施的GB/T 11944—2012《中空玻璃》標準采用了EN 1279第2部分的要求和試驗方法，相應提高了中空玻璃耐久性要求并提出預期使用壽命至少15年，相應對制作中空玻璃所用密封膠產(chǎn)品的質量提出了更高要求[2]。2017年，中國建筑玻璃與工業(yè)玻璃協(xié)會及鄭州中原思藍德高科股份有限公司參照歐洲標準ETAG 002、EN 15434和EN 1279以及中國標準JC/T 914、GB/T 29755、JG/T 471、JG/T 475，對中空玻璃各類密封膠耐久性、氣密性、力學特性等提出要求，并制訂出較高水平中空玻璃用各類密封材料標準T/ZBH 004—2018《中空玻璃密封膠》，于2018年7月1日起實施[3]。本文詳細闡述了該標準的主要內容，并分析了各項指標的意義及標準的先進性。

1 標準編制目的及依據(jù)

國內外有關中空玻璃彈性密封膠相關標準主要有：歐洲標準ETAG 002、EN 15434和EN 1279，中國標準GB/T 29755、GB 24266、JG/T 471，標準很多且要求的技術水平高低不同，參照不同標準制作的中空玻璃質量水平差異也較大。此外，有關中空玻璃熱熔型密封膠，國內主要應用有丁基熱熔密封膠、TPS產(chǎn)品，標準JC/T 914對丁基熱熔密封膠提出質量控制要求，但對于TPS產(chǎn)品，目前僅有企業(yè)自己提出的技術指標，尚無相關國家或行業(yè)標準。為滿足中空玻璃粘接設計選材和合理應用，方便用戶選擇較高質量技術水平產(chǎn)品，規(guī)范國內TPS產(chǎn)品質量，提高中空玻璃密封膠粘接結構的可靠性和密封耐久性，制定了團體標準T/ZBH 004—2018《中空玻璃密封膠》。

2 標準主要內容

2.1 標準術語和定義

TPS產(chǎn)品源于歐洲，英文全稱為“thermo plastic spacer”，中國市場通常直譯為“熱塑性間隔條”。實際上，該產(chǎn)品是一種熱熔型密封膠，產(chǎn)品初始狀態(tài)與丁基熱熔密封膠一樣，所以將其稱作“間隔條”并不準確，稱作“密封膠”更為合理。為此，T/ZBH 004標準在國內首次明確了該產(chǎn)品的術語和定義——熱塑性間隔密封膠：“以聚異丁烯為主料，加入具有干燥氣體功能的材料等助劑，實現(xiàn)集丁基密封膠、間隔條、干燥劑等功能于一體，具有熱塑性的中空玻璃密封膠”。

2.2 標準范圍和分類

標準T/ZBH 004適用于建筑及建筑以外的冷藏、裝飾和交通用雙道密封中空玻璃的密封膠，與國家標準GB/T 11944—2012相協(xié)調。結合中空玻璃密封膠產(chǎn)品的實際應用情況，標準T/ZBH 004將中空玻璃密封膠按材料特性分為熱熔型密封膠和彈性密封膠，熱熔型密封膠分為丁基熱熔密封膠和熱塑性間隔密封膠，用作中空玻璃第1道密封材料。彈性密封膠按基礎聚合物材料分為硅酮型密封膠、聚硫型密封膠等，用作中空玻璃第2道密封材料。彈性密封膠按照中空玻璃不同的使用狀態(tài)分為2種類型：a）結構裝配型：結構粘接裝配中空玻璃用硅酮結構密封膠等；b）非結構裝配型：非結構裝配中空玻璃用密封膠，包括聚硫密封膠、硅酮密封膠等。

2.3 標準項目和指標

（1）熱熔型密封膠

標準T/ZBH 004對熱熔型密封膠產(chǎn)品物理力學性能的要求主要參照標準JC/T 914—2014[4]，設置項目及技術指標對比情況見表1。

表1 熱熔型密封膠的物理力學性能要求標準Tab.1 Standard requirements for physical and mechanical properties of hot melt sealant

從表1可以看出，標準T/ZBH 004對熱熔型密封膠密度的要求與標準JC/T 914—2014一致，要求為規(guī)定值±0.05。限定產(chǎn)品的密度相對于其標準值不能有太大的波動，控制密封膠生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。

針入度是表征熱熔型密封膠可塑性及熱壓流動性的技術指標。25℃膠的針入度若太小，說明常溫時膠太硬，影響膠的綜合性能，反之，膠會太軟，制成的中空玻璃在使用過程中會出現(xiàn)膠的內溢現(xiàn)象，影響使用效果。130℃是通常的打膠溫度。熱塑性間隔密封膠因其需要在2片玻璃之間起到間隔支撐作用，所以比丁基熱熔密封膠硬度大，其針入度指標值相對較低。

丁基密封膠或熱塑性間隔密封膠與基材粘接應具有一定的剪切強度，來抵抗玻璃荷載及一些外力，考慮到中空玻璃在應用過程中紫外線是其主要老化因素，要求紫外線照射后剪切強度不能有太大的衰減，以保證中空玻璃的使用壽命。

熱失重項目是考核丁基膠在較高溫度條件下，因小分子溢出造成膠的質量損失情況。130℃條件是考慮到通常的打膠溫度而確定的，條件與JC/T 914—2014相同。根據(jù)驗證試驗數(shù)據(jù)結果，丁基密封膠熱失重指標定為“≤0.50%”，較JC/T 914—2014提出的要求更高。熱塑性間隔密封膠因其內部含有干燥劑能夠吸收一部分水氣，因此，無法利用熱失重判斷密封膠本身內小分子物質含量，因此不設置該項指標要求。

低溫柔性是考查熱熔型密封膠在低溫狀態(tài)下的柔韌程度，用于評估材料在低溫環(huán)境下的應用情況。

中空玻璃密封膠的水蒸氣透過率影響中空玻璃的結露性能，透過率太高，會對中空玻璃的性能造成嚴重影響，參照JC/T 914—2014中4.6規(guī)定的方法進行試驗，該試驗方法與標準JG/T 471相同，同時適用于熱熔型密封膠和彈性密封膠的檢測。

熱塑性間隔密封膠因同時具有丁基密封膠、間隔條、分子篩等功能，標準T/ZBH 004對熱塑性間隔條產(chǎn)品規(guī)定標準水分吸附率，用于評估其密封及干燥空氣的性能。標準水分吸附率表征熱塑性間隔密封膠產(chǎn)品吸收外界（中空玻璃空腔內）水分的性能，反映產(chǎn)品的水分吸收能力。標準水分吸附率的大小影響中空玻璃的初始露點的高低及使用壽命的長短。

持粘性項目是考核中空玻璃制作過程中丁基密封膠抵抗玻璃與隔離條間相對滑移性能的指標。持粘時間越長，說明膠與有關基材粘接性越好，不易滑動，有利于制作中空玻璃過程中的玻璃面板的安全轉移。中空玻璃加工制作時，中空玻璃半成品在移動和放置過程中，其外片玻璃經(jīng)常處于無支撐的懸空狀態(tài)，外片玻璃完全依靠丁基密封膠的持粘能力來固定，丁基密封膠承受持久的玻璃自重荷載，其持粘性越好，外片玻璃越牢固，不會出現(xiàn)移動和滑落現(xiàn)象，否則，會影響產(chǎn)品質量甚至會導致玻璃脫落。JC/T 914—2014中僅作為選擇項目且無技術指標要求，標準T/ZBH 004增加此項試驗方法要求，根據(jù)驗證試驗結果，將指標定為≥50 min。持粘性與密封膠樣品的厚度及尺寸大小有很大關系，熱塑性間隔密封膠因所制作中空玻璃的空腔大小不同而尺寸不同，因而該項測試難以考核產(chǎn)品實際應用狀況，標準T/ZBH 004并未對熱塑性間隔密封膠規(guī)定該項技術指標要求。

（2）彈性密封膠

標準T/ZBH 004按照彈性密封膠在中空玻璃使用的不同狀態(tài)分為結構裝配型（即硅酮結構密封膠）和非結構裝配型（包括聚硫密封膠、硅酮密封膠等）密封膠。彈性密封膠的物理性能要求與標準要求基本一樣，見表2。

表2 彈性密封膠的物理性能要求標準Tab.2 Standard requirements for physical properties of elastic sealant

表2中密度、表干時間、下垂度、適用期等物理性能測試均按以往已有的標準方法提出要求。標準T/ZBH 004要求硅酮型密封膠無烷烴增塑劑，禁止摻有劣質增塑劑（如白油等）。以往標準中均未對水蒸氣透過率作出具體指標要求，標準T/ZBH 004根據(jù)驗證試驗結果，分別對硅酮型、聚硫型密封膠規(guī)定了水蒸氣透過率指標值，聚硫型密封膠的氣密性通常優(yōu)于硅酮型密封膠。因結構裝配型密封膠涉及結構安全，其力學性能要求和非結構裝配型密封膠相比有很大差異，因此標準T/ZBH 004分別規(guī)定力學性能，見表3、4。

表3 非結構裝配型彈性密封膠的力學性能標準Tab.3 Standard of mechanical properties of elastic sealant for non-structural glazing

表4 結構裝配型彈性密封膠的力學性能標準Tab.4 Standard of mechanical properties of elastic sealant for structural glazing

結構密封膠制作成中空玻璃應用在建筑幕墻特別是高層建筑幕墻中，其承受的作用力非常復雜，除了受到正反方向的風荷載作用力，還要受到剪切、機械疲勞等各種不同的作用力，這些復雜外力使結構密封膠加速老化。中空玻璃在使用過程中還受到周圍環(huán)境因素的影響，如：紫外線照射、雨水、低溫、高溫、高濕以及鹽霧環(huán)境和、酸霧環(huán)境等因素都會加速密封膠的老化，降低其使用壽命。因此需要設置相應檢測項目、規(guī)定技術指標要求以保障中空玻璃安全。因此在中空玻璃結構粘接用密封膠的制作過程中，應考慮以上所有因素；而對于中空玻璃用非結構密封膠，因其具有框架支撐保護，只需要進行常溫、高溫及相對較短時間的水-紫外光照射處理后粘接拉伸強度的測試[5]。

為了控制硅酮結構膠在高溫、低溫、雨水、光照、酸霧、鹽霧以及幕墻清洗劑清洗影響后的性能衰減速率，規(guī)定80℃、-20℃（-40℃）、水-紫外線光照、NaCl鹽霧、SO2酸霧、清洗劑處理后的拉伸粘接強度保持率，指標參考標準JG/T 471定為≥75%，粘接破壞面積≤10%。規(guī)定非結構型密封60℃、-20℃拉伸粘接強度保持率≥75%，粘接破壞面積≤10%。硅酮結構密封膠水-紫外線光照試驗的時間為1 008 h，而對于中空玻璃用非結構密封膠，因有框架保護光照時間設定較短為168 h，根據(jù)驗證試驗結果將粘接破壞面積指標定為≤20%。硅酮結構密封膠有關剪切、撕裂、疲勞、彈性恢復率、蠕變等力學性能測試及技術指標要求均參照標準JG/T 471進行規(guī)定[6]。

3 T/ZBH 004標準和國外先進標準對比情況

熱熔型密封膠，目前未見到產(chǎn)品相關的國外標準報道。彈性密封膠產(chǎn)品方面，國外先進標準主要有歐洲標準ETAG 002—2012、EN 15434—2010和 EN 1279—2002（第 4部分）[7～9]，相關標準對比情況見表5。

表5 標準T/ZBH 004與國外先進標準有關彈性密封膠要求對比Tab.5 Comparison between T/ZBH 004 and foreign advanced standards

從表5可以看出，標準T/ZBH 004參照了歐洲標準ETAG 002、EN 15434和EN 1279的相關內容，結合中國標準JC/T 914、GB/T 29755、JG/T 471等各類相關標準的要求，較以往國內外標準對中空玻璃各類密封膠耐久性、氣密性、耐環(huán)境老化性能、力學特性等提出更為全面的要求，具有較高的技術水平。標準T/ZBH 004規(guī)定熱重分析、紅外光譜分析及密度限量指標等控制項目，保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性和唯一性，防止摻白油密封膠的危害；設置了剪切、撕裂、機械疲勞等檢測項目，全面考慮了結構密封膠在實際使用過程中所受到的各種復雜外力；通過水-紫外線光照試驗、酸霧、鹽霧等試驗項目，充分考慮了環(huán)境因素對結構密封膠性能的影響；用力學性能的保持率的方法來衡量密封膠性能水平，有效地反映了中空玻璃密封膠的耐久穩(wěn)定性。

4 結論

標準T/ZBH 004借鑒國內外先進標準編制，在國內首次給出了熱塑性間隔密封膠產(chǎn)品的術語和定義，并規(guī)定了該產(chǎn)品的技術指標要求。在我國以往熱熔型丁基密封膠、彈性密封膠有關標準的基礎上，提高了部分檢測項目（如丁基熱熔密封膠針入度、熱老化、持粘性等項目）技術指標要求；彈性密封膠水蒸氣透過率、水紫外光照后拉伸粘接性等項目。標準T/ZBH 004的實施有助于提升我國中空玻璃密封膠產(chǎn)品質量，指導業(yè)內人員合理選用優(yōu)質密封膠產(chǎn)品制作高質量水平的中空玻璃，促進我國建筑節(jié)能技術的進步和發(fā)展。