熱塑性暖邊中空玻璃的性能優勢

王海利 朱吟湄 張娜娜 王鵬 王玲玲 王好春 張亞峰

摘要：通過暖邊間隔條性能的介紹，了解熱塑性暖邊中空玻璃的制作工藝及熱塑性暖邊中空玻璃的優良性能，配合國家節能環保政策的大力推廣，暖邊中空玻璃系統將為低能耗建筑節能門窗的應用奠定良好的基礎。

關鍵詞：暖邊間隔條;中空玻璃;節能;傳熱系數

中圖分類號：TQ436+.6

文獻標識碼：A

文章編號：1001-5922（ 2020）09-0006-04

0 前言

近年來，“開放節流、舒適自然、節能環?！敝饾u成為新世紀國際建筑的三大原則，因此建筑節能成為全球性問題，2005年建設部發布的《關于發展節能省地型住宅和公共建筑的指導意見》中要求強制執行建筑節能50%的標準，到2020年全國所有城市將強制執行節能65%的標準。同時在2011年住建部發布的《“十二五”建筑節能專項規劃》中鼓勵北京等有條件的地區實施節能75%的節能標準。建筑工程行業標準JG134-2010《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》[1]中將大窗墻比的外窗傳熱系數定為2.5W/（m2.K）。在上海地區，凸窗部分要求達到2.25W/ （m2.K），南京也有部分地區要求達到2.5W/ （m2.K）。但是對于整幢建筑來說，門窗的面積占比超過20%，而在門窗中玻璃又占70%以上，因此，增強門窗的保溫隔熱性是改善室內熱環境和提高建筑節能的重要環節，作為門窗的重要組分，中空玻璃的的能量損失將會成為節能的重要關注點。

由大量的實踐證明，中空玻璃與普通玻璃相比節能性能提高30%左右，因此中空玻璃作為環保型產品，在建筑中得到了越來越廣泛的應用。資料顯示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0.6-0.8W/m2.K[2]，具有極佳的節能效果。因此，高性能的暖邊中空玻璃會逐漸取代普通中空玻璃以順應節能環保政策的發展，本文就熱塑性暖邊間隔條的性能及熱塑性暖邊中空玻璃的制作工藝及性能展開介紹。

1 實驗設備

3000L丁基自動生產線（德國）

針人度測試儀（上海昌吉地質儀器有限公司）

電熱鼓風干燥箱（上海博訊）

紫外輻照試驗箱（鄭州中原思藍德高科股份有限公司）

高低溫交變試驗箱（ZD上海增達環境實驗設備有限公司）

恒溫恒濕試驗箱（江蘇艾默生實驗儀器科技有限公司）

水蒸氣透過率測試儀（濟南蘭光機電技術有限公司）

分析天平（上海梅特勒）等。

2 實驗部分

2.1 熱塑性間隔條的性能

中空玻璃的間隔系統直接決定了中空玻璃的節能效果和使用壽命，目前市場上主要有兩種間隔系統的中空玻璃：一類是鋁間隔條與密封膠組成的剛性間隔系統;另一類是暖邊間隔系統，其中暖邊間隔系統又分為3大類[3]：非金屬材料、部分金屬材料和低于鋁金屬傳導系數的金屬間隔條。其中非金屬材料的間隔條對整窗的U值改善程度最大，為適應市場需求，我們重點研究了以高分子材料為主的暖邊間隔條，經過不斷研究，成功研制出了MF9IOSG中空玻璃用暖邊間隔條，該間隔條集丁基膠、分子篩和鋁間隔條的功能與一體，使用簡單方便。同時將研發的產品性能與國外產品進行了全面性能的對比，實驗結果如表l所示：

由表1可知，MF910SG中空玻璃用熱塑性間隔條的性能與國外產品性能相當。

2.2 熱塑性暖邊中空玻璃生產優勢

MF9IOSC中空玻璃用熱塑性間隔條完全由高分子材料構成，是熱塑性彈性體，因此在生產過程中較易加工，可同時滿足生產需求和特殊環境用途的要求，便于生產各種形狀的異型中空玻璃。而且生產方便快捷，也可根據需求調整不同寬度的間隔條，滿足不同中空玻璃類型的生產，具體效果如圖1所示。

采用暖邊間隔條制作中空玻璃簡化了中空玻璃的制作工藝，而且制作過程中全部采用機械化操作，減少了人工出錯的機率，轉角區域的密封也會更嚴實[4]。

槽鋁式中空玻璃制作工藝流程圖如圖2所示[5]：熱塑性暖邊中空玻璃制作工藝流程圖如圖3所示：

由圖2、圖3中空玻璃制作工藝流程圖可知，暖邊中空玻璃的制作工藝減少了鋁間隔條的折彎、分子篩的灌裝、丁基膠的人工涂覆等工序，圖中填充部分在槽鋁式中空玻璃制作中需要4人才能完成而暖邊中空玻璃采用機械化操作，無需人員操作就能完成，大大減少了人力資源的浪費，而且暖邊中空玻璃在制作過程中機械化定位，減少返工，使用暖邊間隔系統可大大提高生產效率，降低原料的消耗。

2.3 熱塑性暖邊中空玻璃性能

2.3.1 熱塑性暖邊中空玻璃的制作

中空玻璃的具體制作方法按照CB/T11944《中空玻璃》標準中規定的中空玻璃制作方法進行。

1）槽鋁式中空玻璃（國內知名玻璃加工廠）：在同一工藝條件下制作尺寸為5lOmmx360mm的中空玻璃，其中第一道密封膠為MF9IOC中空玻璃用丁基熱熔密封膠，第二道密封膠分別為MF840雙組分聚硫中空玻璃專用密封膠（高模量）和MF881-25HM充氣中空玻璃用高模量硅酮結構膠，聚硫中空玻璃的編號為Jl#-J50#，硅酮中空玻璃的編號為S1#-S50#。

2）熱塑性暖邊中空玻璃（國內知名玻璃加工廠）：在同一工藝條件下制作尺寸為510mm×360mm的中空玻璃，其中第一道密封膠為MF9IOSC中空玻璃用熱塑性間隔條，第二道密封膠分別為MF840雙組分聚硫中空玻璃專用密封膠（高模量）和MF881-25HM充氣中空玻璃用高模量硅酮結構膠，聚硫中空玻璃的編號為L1#-L50#，硅酮中空玻璃的編號為G1#-G50#。

2.3.2 露點

中空玻璃的露點上升是由于外界的水份進人間隔層又不被干燥劑吸收造成的。露點的高低則直觀地反映中空玻璃質量的好壞，是檢測中空玻璃的性能指標之一，按GB/T11944規定的方法進行，具體測試設備及結果如圖4和表2所示：

由表2可知，熱塑性暖邊中空玻璃的露點測試完全能滿足中空玻璃標準的要求。

2.3.3 耐紫外線輻照

此項指標是考察制成的中空玻璃在紫外線照射下的性能變化，檢測密封膠的紫外穩定性，測試中空玻璃密封膠中是否含有影響視線的有機揮發物。按CB/T11944規定的方法進行，試驗結果如表3所示。

由表3可知，熱塑性暖邊間隔條制作的中空玻璃其耐紫外輻照性能較好，與槽鋁式中空玻璃相比無差異。

2.3.4 氣體、水氣密封耐久性能

暖邊間隔條的誕生可改善中空玻璃的節能效果，特別是減少邊部的冷凝現象。但是由于環境溫度的變化，中空玻璃中空腔內氣體始終處于熱脹或冷縮狀態，從而使密封膠長期處于受力狀態，同時環境中的水和潮氣的作用都會加速密封膠的老化，從而加快水氣進人中空腔內的速度，最終使中空玻璃失效。因此，本文模仿環境變化在高低溫交變老化箱內進行試驗，考察熱塑性暖邊中空玻璃的耐老化性能是否滿足要求，同時與槽鋁式中空玻璃性能相對比，具體試驗按GB/T11944規定的方法進行。試驗結果見下表：由表4可知，以聚硫密封膠為外道膠制作的中空玻璃，暖邊中空玻璃的老化性能要優于槽鋁式中空玻璃。

由表5可知，以硅酮密封膠為外道膠制作的中空玻璃，其暖邊中空玻璃的老化性能優于槽鋁式中空玻璃。

綜合表4、表5可知，用非金屬暖邊間隔條制作的中空玻璃，其老化性能較為優越，改善老化性能的同時客觀上也提高了其節能效果，有利于節能環保政策的實施。

3 結語

熱塑性暖邊間隔條的出現，第一次徹底的解決了中空玻璃節能環保與耐久性之間不可兼得的矛盾，引起了中空玻璃領域的一場革命。其優越性主要體現在以下幾方面：

1） MF9IOSC中空玻璃用熱塑性間隔條性能優異，是可塑性較強的彈性體，便于生產異型玻璃;

2）暖邊中空玻璃的制作工藝簡單，轉角區域的密封也更嚴實，從而延長了中空玻璃的使用壽命;

3）暖邊間隔條具有較低的熱傳導系數，使用暖邊間隔條制作中空玻璃可有效減小中空玻璃的熱傳導率，從而實現建筑節能的目的。

參考文獻

[1]中國建筑科學研究院.JCJ134-2010夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準[S].北京：中國建筑工業出版社.2010.

[2]萬成龍，孫詩兵，王洪濤. 中空玻璃暖邊技術及其發展[J]門窗，2008（07）30-34。

[3]王鐵花.暖邊技術與中空玻璃的節能[J].中華建筑報，2005-05-14（007）.

[4]趙輝.非金屬暖邊系統在中空玻璃行業的應用和發展[J].化工時刊，2016（9）：39-41.

[5]中華人民共和國工業和信息化部.JC/T 2071-2011中空玻璃生產技術規程[S].2012.

[6]秦皇島玻璃工業設計研究院，國家玻璃質量監督檢驗中心，中國建材檢驗認證中心，等.GB/T 11944-2012中空玻璃[S].北京：中國標準出版社，2013.

作者簡介：王海利（1982-），女，漢族，河南鄭州人，工程師，主要從事建筑，鋼結構防腐及軌道交通密封材料的研究和生產。