干燥劑在密封膠條中的研究及應用

張娜娜 王海利 王玲玲 朱吟湄

摘要：丁基密封膠條是微中空結構的一個主要組成部分，其主要作用是保證中空玻璃的氣密性。通過在丁基密封膠條中加入干燥劑，使其具有較高吸水性能和極低的水蒸氣透過率，改善了中空玻璃的密封和節能效果，同時也不影響其基本應用性能。

關鍵詞：微中空、干燥劑、吸水性能、密封

中圖分類號：TQ436+.6

文獻標識碼：A

文章編號：1001-5922（ 2019）08-0020-04

微中空改造技術是在既有門窗、幕墻玻璃的室內一側，通過安裝間隔條（傳統鋁間隔條或柔性帶干燥功能的暖邊膠條），加裝節能玻璃與原框及玻璃有效連接和密封，形成（0.5-5） mm微中空間隔層，可有效提高門窗、幕墻的節能效果，參見圖1。

因其具有優良的隔熱、隔音、采光等性能，在既有建筑行業得到了相當廣泛的應用。丁基密封膠條是微中空結構的一個主要組成部分，作為微中空的第一道密封膠，其主要作用有二：一是預固定玻璃，起粘接作用;二是因其具有極低的水氣透過率可以保持中空玻璃的氣密性，起密封作用，從而保證中空玻璃的密封性能。文章通過在丁基密封膠條中加入干燥劑，可有效吸收微中空玻璃腔內的水分，提高吸水性能，并阻止外界水氣的滲入，改善了中空玻璃的節能和密封效果，同時也不影響其基本應用性能。因其不含任何金屬，用丁基密封膠條制作的中空玻璃節能效果明顯，特別是降低了邊部的冷凝現象，被稱之為“暖邊間隔條”。

1 試驗部分

在高溫條件下向捏合機中依次加入丁基橡膠、聚異丁烯、增粘劑、軟化劑、抗氧劑后，在真空保護下共混30min，再加入填料和色素，真空保護下混合60min，然后加入干燥劑真空混合60min后，得到分散均勻的丁基膠，再通過螺桿擠出機擠出成型，最終制成丁基密封膠條。

2 結果與討論

2.1性能研究

新型丁基密封膠條是一種熱塑性彈性體，內含干燥劑的熱塑性彈性體構成，干燥劑用來干燥兩片中空玻璃單元空腔內的空氣。其作用是用于微中空節能技術改造，目的是提高門窗、幕墻的節能效果，因此不僅要求具有一定的剛性，而且還要有良好的密封性能和吸水性能。

通過一系列的配方研究，調整不同原料之間的比例，確定出最佳配方，并依據Q/ZZY033《中空玻璃用熱塑性間隔條》標準進行性能測試。

2.1.1 針人度

針人度是表征產品在常溫的軟硬程度和高溫下的熱熔性能及流變性能，以最佳配方所制得的樣品與國外樣品進行針人度測試，實驗結果如表1所示。

由表1可以看出，MF9IOK產品的25和80℃針入度數值均小于普通丁基膠數值，說明MF9IOK產品在一定程度上具有支撐作用，有效防止施工時膠條變形，可滿足微中空玻璃在改造過程中硬度要求。

2.1.2 標準水分吸附率

標準水分吸附率表征產品的吸水性能，主要考察產品的水分吸收能力，是中空玻璃密封性能是否良好的一個重要保障，實驗結果如表2所示。

由表2可以看出，MF910K產品與普通丁基密封膠相比，MF9IOK產品的標準水分吸附率較高，說明MF9IOK產品吸水能力較強，更能保證微中空玻璃的產品性能，而普通丁基膠吸附水分的能力。

2.1.3 水蒸氣透過率

水蒸氣透過率表征產品的氣密性，是確保中空玻璃壽命的重要技術指標之一。以最佳配方所制得的MF9IOK進行水蒸氣透過率測試，實驗結果如表3所示。

由表3可以看出，MF9IOK產品與普通丁基密封膠相比，MF9IOK產品的水蒸氣透過率較低于普通丁基膠，可以更好阻止外界水氣的滲入，使中空玻璃的氣密性更好。

2.1.4 熱老化性能分析

熱老化實驗要求經過長期高溫，產品表面應無龜裂、粉化、失粘現象。將MF9IOK制備成50mm×40mmx2mm的試件4塊，將4個試樣分別置于鋁板上，在標準條件下水平放置8h，取其中3塊放進130℃的烘箱中，50h后觀察熱處理后的試樣的表面變化情況。實驗結果如表4所示。

由表4可以看出，MF9IOK經高溫老化后表面無龜裂、粉化、脫粘現象，具有較高的熱穩定性，滿足中空玻璃高溫應用環境。

2.1.5 剪切強度

剪切強度表征產品的力學性能，主要考察產品對玻璃粘接力的大小，是檢測密封膠質量的主要指標。MF9IOK進行剪切強度測試，實驗結果如表5所示。

由表5可以看出：MF9IOK產品與普通丁基密封膠相比，MF9IOK產品剪切強度較大，具有較高的內聚強度，在中空玻璃制作時對玻璃起到更好的預固定作用。

2.1.6 低溫柔性

此項指標表征產品在低溫環境下的工作能力。試驗參考GB/T13477.7-2002《建筑密封材料試驗方法低溫柔性的測定》的規定方法，將樣品制成（中5mm+O.lrmm） x80mm的圓柱條，表面光滑無氣泡和雜質。置于-45℃條件下2h，然后迅速180°對折，對折在1-2s內完成，對折后立即檢查試樣開裂或斷開情況。實驗結果如表6所示。

由表6可以看出：MF9IOK產品在-45℃條件下仍具有較好的柔性，使得制作的微中空玻璃具備良好的安全性和可靠性，滿足中空玻璃低溫應用環境。

2.1.7 產品全面性能分析對比

根據以上實驗結果，對產品的全面性能進行分析對比，實驗結果如表7所示。

從表7可以看出，MF9IOK產品與普通丁基膠對比有以下優勢：①針人度數值較小，在一定程度上具有支撐作用;②標準水分吸附率較高，吸水能力更強;③水蒸氣透過率較低，具有更好的氣密性。

2.2 微中空玻璃性能研究

用MF9IOK丁基密封膠條和MF883硅酮中空結構密封膠制作中空玻璃模擬微中空，玻璃規格為5 lOmmx 360rmux4rmu，微中空間隔層：3mm，制作條件：25℃，RH58%，共制作5塊，編號：1#，2#，3#，4#，5#，進行露點測試試驗和耐紫外線輻照試驗。

2.2.1 露點測試

按照CB/T119444《中空玻璃》標準測試其露點合格所需時間。

從表8可以看出，制作的中空玻璃-60qC露點合格時間為72h。

2.2.2 老化后露點測試

按照GB/T11944《中空玻璃》標準中7.5水氣密封耐久性試驗第二階段（58℃，RH95%，7周）進行老化，試驗結束后測試露點。

從表9可以看出，制作的中空玻璃老化后露點均合格。

2.2.3 耐紫外線輻照試驗

按照CB/T11944《中空玻璃》標準進行7.4耐紫外線輻照試驗。

從表10可以看出，制作的中空玻璃經過耐紫外線輻照試驗后合格。

2.2.4 微中空玻璃測試總表

由表11可知，用MF9IOK丁基密封膠條和MF883硅酮中空結構密封膠制作中空玻璃模擬微中空（間隔層3mm），- 60℃露點合格時間為72h，按照CB/T11944《中空玻璃》標準中7.5水氣密封耐久性試驗老化后露點測試和7.4耐紫外線輻照試驗均合格。

2.2.5 暖邊優勢

暖邊間隔條具有彈性結構和呼吸性強的特點，其熱傳導值只有0.168W/m-K，是鋁間隔條的1/950，是不銹鋼間隔條的1/85。用暖邊間隔條制作的中空玻璃與槽鋁式中空玻璃相比可降低K值（0.6-0.8） W/m2.K，具有極佳節能效果，整窗的K值能降低（0.2-0.4） W/m2.K。

用暖邊間隔條對原有的玻璃門窗改造后，夏熱冬冷的現象可明顯改善，夏季同期室內溫度平均降低3-5℃，可節省空調電耗45%以上;冬季同期室內溫度平均提升3-5℃[3]，可節省采暖能耗61%以上，節能效果十分顯著。即便原有玻璃是透明中空玻璃，改造后的能耗降低率仍然十分顯著，夏季可節省空調電耗34%以上，冬季可節省采暖能耗41%以上。

3 使用

新型丁基密封膠條用于高效、超薄微中空玻璃生產，施工環境條件要求環境溫度應不低于lO℃，否則會影響粘接;施工現場應清潔、平整、無粉塵、通風良好。產品包裝打開后應盡快使用;若未使用完請將丁基膠條包裝密封完好，避免膠條失效。

4 結語

新型丁基密封膠條具有良好的抗老化性能、較高的水分吸附能力和極低的水蒸氣透過率，這些優良的性能使得制作的中空玻璃也具有較好的氣密性和耐久的使用性。

中國能源消費構成中的建筑能耗比例已經接近30%，在建筑能耗中，采暖及空調能耗占到55%以上。因此，降低建筑能耗，尤其是降低采暖及空調能耗已經成為中國社會節能降耗的重要構成部分。按照既有幕墻及門窗面積約為441億m2，其中30%既有建筑需要改造，面積約為132億m2。經測算，采用微中空技術改造既有建筑的門窗玻璃可以有效減少既有建筑中采暖及空調能耗30%以上，將極大程度提高既有建筑節能改造的便利性，為中國建筑節能改造產生深遠的影響。

參考文獻

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