充氣中空玻璃評價方法及性能優勢

張娜娜 王海利 王鵬

摘 要：介紹了充氣中空玻璃的優勢，以及熱塑性暖邊充氣中空玻璃和槽鋁式充氣中空玻璃的測試標準和評價方法，其中熱塑性暖邊充氣中空玻璃整體性能優于槽鋁式充氣中空玻璃。

關鍵詞：充氣中空玻璃;熱塑性暖邊;EN1279;水氣滲透指數;氣體泄漏率

中圖分類號：TQ171.72+7 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2021）04-0011-05

Abstract：This paper introduces the advantages of Inflatable insulating glass， as well as the test standards and evaluation methods of thermoplastic warm edge inflatable insulating glass and grooved aluminum inflatable insulating glass. The overall performance of thermoplastic warm edge inflatable insulating glass is better than that of trough aluminum inflatable insulating glass.

Key words：Inflatable insulating glass， thermoplastic warm edge， EN1279， moisture penetration index， gas leakage rate

0 前言

充氣中空玻璃是通過用其它干燥氣體來替換原本中空玻璃單元內的干燥空氣。被用于中空玻璃填充的氣體除了空氣外，還可以填充狀態穩定的惰性氣體，例如氬氣、氙氣和氪氣等，中空玻璃充惰性氣體（主要是氬氣等）有助于提高隔熱、隔音等性能，提高保溫和節能效果。

目前，常見的充氣中空玻璃主要分為兩大類：一類為槽鋁式充氣中空玻璃，另一類是暖邊充氣中空玻璃。現行判定充氣中空玻璃質量相關標準有：中國標準GB/T 11944-2012《中空玻璃》，國際標準ISO 20492-2010《建筑玻璃 中空玻璃 第3部分：氣體濃度和氣體泄漏》、ASTM E2190-2019《中空玻璃性能評估標準》和歐盟標準EN 1279-2018《建筑玻璃-中空玻璃單元》2-3部分。其中國家標準GB/T 11944-2012中規定了充氣中空玻璃單元的初始氣體含量應≥85%，經氣體密封耐久性能試驗后氣體含量應≥80%[1];美國標準ASTM E2190-2019中規定初始充氣濃度≥90%，老化實驗后≥80%[4]，[6-7];國際標準ISO 20492-2010和歐洲標準EN 1279-2018都規定初始充氣濃度≥85%，年泄漏率Li≤1%[2-3，5]。其中歐洲標準EN 1279-2018標準要求最為苛刻，同時也是最為合理的。

1 充氣中空玻璃的制作

針對國家標準GB/T 11944-2012和歐洲標準EN 1279-2018測試方法，我公司制作了槽鋁式充氣中空玻璃和熱塑性暖邊充氣中空玻璃做性能對比。充氣中空玻璃在國內知名深加工玻璃廠制作，具體制作方法按照歐洲標準EN 1279-2018標準中的規定進行。其中露點試驗和耐紫外輻照試驗依據國家標準GB/T 11944-2012進行;水氣密封耐久性試驗依據國家標準GB/T 11944-2012和歐洲標準EN 1279-2：2018進行;氣體密封耐久性試驗分別依據國家標準GB/T 11944-2012和歐洲標準EN 1279-3：2018進行。

1.1 槽鋁式充氣中空玻璃

在同一工藝條件下制作尺寸為502mm×352mm的充氣中空玻璃，其中第一道密封膠為MF910G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硅酮結構密封膠，聚硫中空玻璃的編號為J1#～J50#，硅酮中空玻璃的編號為S1#～S50#。

1.2 熱塑性暖邊中空玻璃

在同一工藝條件下制作尺寸為502mm×352mm的充氣中空玻璃，其中第一道密封膠為MF910SG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硅酮結構密封膠，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 充氣中空玻璃性能研究

2.1 露點試驗

中空玻璃的露點上升是由于外界的水份進入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。按國家標準GB/T 11944-2012中7.3規定的方法進行，試驗結果如表1所示：

由表1可知，熱塑性暖邊充氣中空玻璃和槽鋁式充氣中空玻璃的露點測試均能滿足GB/T 11944-2012標準的要求。

2.2 耐紫外線輻照試驗

此項指標是考察制成的充氣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，測試充氣中空玻璃用密封膠中是否含有影響視線的有機揮發物。按國家標準GB/T 11944-2012中7.4規定的方法進行，試驗結果如表2所示。

由表2可知，熱塑性暖邊充氣中空玻璃和槽鋁式充氣中空玻璃的耐紫外輻照測試均能滿足GB/T11944-2012標準的要求。

2.3 水氣密封耐久性試驗

充氣中空玻璃在使用過程中環境中的水和潮氣的作用都會加速密封膠的老化，從而加快水氣進入中空腔內的速度，最終使中空玻璃失效。水氣密封耐久性能是測定充氣中空玻璃使用壽命的重要指標之一，本試驗部分分別依據國家標準GB/T 11944-2012和歐洲標準EN 1279-2：2018進行試驗。

2.3.1 國家標準GB/T 11944-2012

具體試驗按GB/T 11944-2012中7.5規定的方法進行，試驗結束后測試充氣中空玻璃的露點。實驗結果如表3所示。

由表3可知，熱塑性暖邊充氣中空玻璃和槽鋁式充氣中空玻璃的水氣密封耐久性能試驗后測試-60℃露點，玻璃均無結露或結霜，說明水氣密封性能較好。

2.3.2 歐洲標準EN 1279-2：2018

制作好的充氣中空玻璃樣品送檢德國IFT（羅森漢姆）檢測機構中心按照歐洲標準EN 1279-2進行測試，檢測結果如表4所示。

由表4可以看出，熱塑性暖邊充氣中空玻璃和槽鋁式充氣中空玻璃的水氣滲透指數能滿足EN 1279-2：2018的要求，但熱塑性暖邊充氣中空玻璃水氣密封耐久性能優于槽鋁式充氣中空玻璃。

2.4 氣體密封耐久性試驗

熱塑性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。氣體密封耐久性是測定中空玻璃老化前后的密封（氬氣濃度保持率）性能。本試驗部分分別依據國家標準GB/T 11944-2012和歐洲標準EN 1279-3：2018進行試驗。

2.4.1 國家標準GB/T 11944-2012

具體試驗按GB/T 11944-2012中7.7規定的方法進行，氣體濃度用便攜式惰性氣體分析儀（芬蘭斯巴萊克有限公司）測試，實驗結果如表5所示。

由表5可知，氣體密封耐久性試驗后，充氣氣體含量均≥80%，符合國家標準GB/T 11944-2012;但熱塑性暖邊充氣中空玻璃的密封（氬氣濃度保持率）性能優于槽鋁式充氣中空玻璃。

2.4.2 歐洲標準EN 1279-3：2018

為了與歐洲標準EN 1279-3：2018接軌測試充氣中空玻璃的氣體泄漏率，提升國內充氣中空玻璃的測試能力，我公司于2018.10月從荷蘭TUV Rheinland Nederland B.V.中空玻璃測試機構引進了一臺中空玻璃單元氣體泄露率測試儀（見圖3和圖4），測得試驗結果如表6所示：

由表6可以看出，熱塑性暖邊充氣中空玻璃和槽鋁式充氣中空玻璃的氣體泄漏率均能滿足歐洲標準EN1279-3：2018的年泄露率≤1.00%要求，但熱塑性暖邊充氣中空玻璃的氣體泄漏率要小于槽鋁式充氣中空玻璃。

制作好的充氣中空玻璃樣品送檢德國IFT（羅森漢姆）檢測機構中心按照歐洲標準EN 1279-3進行測試，檢測結果如表7所示。

由表7可以看出，送檢的熱塑性暖邊充氣中空玻璃和槽鋁式充氣中空玻璃的氣體泄漏率均能滿足歐洲標準EN1279-3：2018的年泄露率≤1.00%要求，但熱塑性暖邊充氣中空玻璃的氣體泄漏率要小于槽鋁式充氣中空玻璃。

2.5 5倍循環氣體密封耐久性試驗

為了進一步驗證熱塑性暖邊中空玻璃的氣體密封耐久性試驗性能，實驗室通過增加氣體耐久性試驗循環次數考察其老化性能，具體試驗方法按照GB/T 11944-2012中7.7的要求進行，已完成5個循環，氣體濃度含量和露點試驗結果如表8所示。

由表8可知，熱塑性暖邊中空玻璃按照GB/T11944-2012中7.7氣體密封耐久性試驗要求進行5倍循環之后，其氣體濃度的含量均≥80%，滿足中空玻璃GB/T11944-2012標準要求;氣體年泄漏率均≤1.00%，滿足EN1279-3：2018標準要求，耐循環老化性能較好。

綜合表4、表5、表6和表7試驗結果可知，熱塑性暖邊充氣中空玻璃水氣密封耐久性和氣體密封耐久性性能較好，滿足國家標準GB/T 11944-2012和歐洲標準EN 1279-2018要求。

3 結語

綜合以上分析可以看出，國家標準GB/T 11944-2012和歐洲標準EN 1279-2018的水氣密封耐久性試驗測試方法是一致的，但氣體密封耐久性試驗存在差異，歐洲標準EN 1279-2018要求年泄漏率Li≤1%，這一要求更加保證充氣中空玻璃氣體密封可靠性和耐久性，同時延長充氣中空玻璃產品的使用壽命。

節能和環保是我國實現可持續發展戰略的保證，從國家宏觀控制政策和國內整體大環境來看，中空玻璃產業符合國家的節能性和安全性的發展方向，發展前景廣闊、潛力巨大。但由于槽鋁式中空玻璃中鋁間隔條的導熱系數大，因而造成的能源損失也較大。為了解決中空玻璃邊部的熱損失問題，暖邊間隔條應運而生，在發達國家得到了廣泛應用。近幾年，國內連續引進了十幾條暖邊中空玻璃生產線，說明暖邊中空玻璃的優良節能效果已被大家認識，逐步向該方面發展，潛在市場較大。

參考文獻

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