中空玻璃用聚硫密封膠與MS膠的性能對比分析

王玉美 佘安字 焦振峰 宮祥怡 白慧 崔洪

摘要：文章依據GB/T29755-2013《中空玻璃用彈性密封膠》的主要測試項目，對國內某知名密封膠企業生產的中空玻璃用聚硫密封膠和市場上5個主要的Ms膠的性能進行對比分析;通過對比測試數據可知，作為中空玻璃的第二道密封膠，聚硫密封膠比MS膠具有優勢，能更持久地保證中空玻璃的密封壽命。

關鍵詞：中空玻璃;聚硫密封膠;Ms膠;密封壽命

中圖分類號：TQ436⁺.6 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）09-0001-04

中空玻璃自上世紀八十年代引入我國，以其優異的隔熱、隔音、防霜霧等特點在我國建筑、交通、制冷等行業得到廣泛應用。同時，隨著建筑標準的逐步提高以及被動式建筑的推廣應用，對中空玻璃密封壽命的要求也逐步提高。然而，中空玻璃為人們提供的密封壽命的性能不應當僅是一個短期、靜態的行為，而應是一種長期的和動態的概念。如果中空玻璃密封過早失效，不僅不能保證中空玻璃的有效使用，反而會造成能源更多的浪費，尤其是配置很高的中空玻璃產品;保證中空玻璃的密封壽命，使其長時間發揮密封作用，是材料生產商和玻璃生產企業及廣大使用者所關心關注的問題。

GB 50096-2011《住宅設計規范》標準中要求“建筑物的壽命應不少于50年”。門窗幕墻作為建筑的重要組成部分，其使用的中空玻璃的使用壽命已經引起業內人士的關注，在GB/T11944-2012《中空玻璃》的附錄A中明確提到，中空玻璃的預期使用壽命至少應為15年。但目前國內中空玻璃的整體密封使用壽命還較低，一般生產企業10年的質保都不敢承諾，所以，我們離標準要求和建筑使用要求還有較大的差距。經過大量實驗論證，中空玻璃的壽命與中空玻璃的制作工藝以及中空玻璃所涉及到各種材料的質量均有關系;同時，可能也會受安裝狀況、使用環境的影響等。聚硫密封膠，作為中空玻璃的外道密封膠，因其分子鏈是飽和的，且在主鏈結構中含有S-S鍵的原因，決定了它具有低水氣透過率、低氣體泄漏率以及施工條件寬裕的特點，現已成為高端中空玻璃制品外道密封的首選材料。考慮制備中空玻璃單元在其他條件一致的情況下，中空玻璃的使用壽命僅與外道密封膠的質量有關。文中依據GB/T 29755-2013《中空玻璃用彈性密封膠》的主要項目對中空玻璃用外道密封膠的性能進行測試，并通過對比分析中空玻璃用聚硫密封膠與MS膠老化后力學性能的衰減率來考察兩類密封膠的穩定性，從而預測中空玻璃的密封壽命，以幫助施工方正確合理的選擇外道密封膠方面提供相關技術參考。

1實驗部分

1.1主要材料

聚硫密封膠1#、2#（分別記為PS-I#、PS-2#），國內鄭州某知名密封膠企業牌號;MS膠1#、2#、3#、4#、5#，市場上主要的MS膠牌號。

1.2儀器與設備

邵爾A硬度計，TH200，時代集團公司

萬能拉力試驗機，CMT 4304，深圳三思縱橫科技股份有限公司;

鼓風干燥箱，GZY-9030MBE，上海博訊實業有限公司醫療設備廠;

水蒸氣透過率測試儀，W3/060，濟南蘭光機電技術有限公司。

1.3性能測試

依據GB/T 29755中規定的適用期、硬度、彈性恢復率、定伸粘結性、拉伸粘結性、水一紫外線處理后拉伸粘結性、熱空氣老化后拉伸粘結性、水蒸氣透過率測試要求進行。

1.3.1適用期測試

依據GB/T 13477進行。

1.3.2硬度測試

依據產品規定的配比稱量并混合均勻，制備為（6～7）mm的密實膠樣，按標準GB/T 531.1-2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠壓入硬度試驗方法第1部分：邵氏硬度計法（邵爾硬度）》進行測試。

1.3.3彈性恢復率測試

依據GB/T 13477.17試驗，試驗伸長率為25%。

1.3.4定伸粘結性測試

依據GB/T 13477.10試驗，試驗伸長率為25%。試件破壞阿娜GB/T 22083第7章重點E類密封膠確定。

1.3.5拉伸粘結性測試

依據GB/T 13477.8試驗，試驗5個試件，取5個試件的平均值。

1.3.6水一紫外線處理后拉伸粘結性測試

依據GB/T 485規定，連續試驗（168+2）h，取出在標準試驗條件下放置2h，按GB/T 13477.8試驗。

1.3.7熱空氣老化后拉伸粘結性測試

將試件放人（60+2）℃的烘箱中處理（336+2）h，取出在標準條件下放置2h，按照GB/T 13477.8試驗。

1.3.8水蒸氣透過率

采用GB/T 17146測試;試驗溫度為（23±0.6）℃，濕度為（90±2）%;將密封膠制成厚度（2.0±0.2）mm的膜片，在標準試驗條件下養護14d，膜片用標準的取樣器裁成圓型試樣，每一組取三個試樣。按照水蒸氣透過率測試儀（W31060）的使用操作方法進行測試，試驗結束后查看試驗報告并記錄試樣數據。

2結果與討論

2.1密封膠的物理性能

所測項目均在溫度（23+2）℃、濕度（50+5）%的標準試驗條件下測試，彈性恢復率和定伸粘結性是在標準試驗條件下養護14d后測試，聚硫密封膠與MS膠的物理性能的測試結果如表1所示。

從表1數據可知：①MS膠適用期較PS-I#、PS-2#長，且前期固化慢，則需要較長的時間才能搬動，導致施工效率低;②MS膠前期硬度及最終硬度較聚硫密封膠小，導致采用MS膠制備的中空玻璃在環境溫度變化或受風荷載較大時，抵抗外力破壞的能力比聚硫密封膠弱;③MS膠的彈性恢復率和定伸粘結性均不能滿足GB/T29755-2013標準的技術要求，而聚硫密封膠完全滿足標準要求。因MS膠彈性及定伸粘結性差，可承受的位移變形量較小，中空玻璃經高低溫變化后易使密封膠開裂、脫粘、或引起第一道丁基密封膠的脫粘等，直接影響中空玻璃的氣密性，加速縮短中空玻璃的使用壽命。

2.2密封膠的力學性能

依據GB/T 29755制備工型試件：基材為厚度為6ram的浮法玻璃，在溫度（23±2）℃、濕度（50±5）%的標準試驗條件下養護14d后，測試其最大拉伸強度和斷裂伸長率;在高溫60%烘箱中放置336h后和在水紫外條件下放置168h后，分別測試其拉伸強度和斷裂伸長率。聚硫密封膠與MS膠的力學性能的測試結果如表2所示。

從表2得知：①聚硫膠各項力學性能均滿足GB/T29755-2013的技術指標要求，而絕大多數的MS膠類不滿足技術指標要求，雖然MS膠2#全部性能滿足標準要求，但是其A組分外觀不是細膩均勻的膏狀物;②MS膠3#耐紫外性極差，強度只有0.07Mpa，老化衰減率達到86%;MS膠1#、4#、5#標準試驗條件下拉伸強度偏小，不符合技術指標要求;因MS膠基礎聚合物主鏈為聚氧化丙烯醚，分子鏈為柔性鏈段，支鏈為端硅烷基且為封端官能團，交聯密度相對弱，在經過長時間老化之后，抵抗不了老化引起的分子加速運動，導致密封材料的力學性能大大衰減。MS膠的力學性能存在很大不足，同時與玻璃粘結效果差;而聚硫密封膠經老化后拉伸強度及伸長率均保持良好，且完全滿足標準要求。

由此可見，MS膠用于中空玻璃外道密封膠時，在經過環境氣候老化后易造成玻璃脫粘、開裂，導致中空玻璃出現漏水、漏氣等提前失效的現象;而測試的聚硫密封膠性能穩定滿足標準要求，能給中空玻璃提供良好的密封性及耐久性。

2.3水蒸氣透過率數據對比

外道密封膠的作用有：①有效地維持中空玻璃的結構支撐;②有效地減緩環境中水氣進人中空腔體內部，延長中空玻璃使用壽命，所以中空玻璃用外道密封膠材料的水蒸氣透過率直接影響中空玻璃的使用壽命。若采用兩種水蒸氣透過率不一樣的密封材料作為中空外道密封時，水蒸氣透過率值越大，制備的中空玻璃壽命越短;反之，越長，具體如表3所示。

從表3可以看出：Ms膠的水蒸氣透過率是聚硫膠的近3～6倍，說明聚硫密封膠有更好的水蒸氣阻隔能力，理論上估計，采用兩種材料制備相同規格的中空玻璃時，聚硫密封膠的有效使用壽命約是Ms膠的3～6倍。

2.4聚硫型中空玻璃在國內應用工程案例跟蹤

以下是針對國內早期采用聚硫密封膠制作的中空玻璃的部分工程案例進行長期跟蹤情況，如表5所示。

從表5可以看出，采用聚硫密封膠制作的中空玻璃已在國內諸多工程成功應用30年左右，且效果良好，事實證明了采用聚硫類密封膠制備的中空玻璃具有較長的使用壽命。

3結語

1）大部分MS膠的性能不滿足GB/TB29755-2013《中空玻璃用彈性密封膠》的要求;而測試的聚硫膠完全滿足該標準，聚硫膠的性能明顯優于MS膠。

2）Ms膠因其與玻璃的粘合強度低，彈性差、老化后性能差，用于中空玻璃后易造成玻璃脫粘、開裂，導致中空玻璃出現漏水、漏氣等提前失效現象;而聚硫密封膠性能完全滿足GB/T29755-2013《中空玻璃用彈性密封膠》標準，且其水蒸氣透過率值是MS膠的1/6-1/3，說明聚硫密封膠有更好的水蒸氣阻隔能力，理論上估計，采用兩種材料制備相同規格的中空玻璃時，聚硫密封膠的有效使用壽命約是Ms膠的3～6倍。

3）聚硫皎應用于中空玻璃時，比Ms皎更節能環保。

在此建議大家選好膠、用好膠，以免造成不必要的損失和麻煩。