丁基膠內(nèi)溢原因及解決方案探究

摘 要：為解決丁基膠內(nèi)溢對(duì)品質(zhì)有更高要求的玻璃深加工企業(yè)的困擾問(wèn)題，主要分析了中空玻璃生產(chǎn)和使用過(guò)程可能造成丁基膠內(nèi)溢的原因，并提出了相應(yīng)的改善方法。主要從生產(chǎn)過(guò)程、使用過(guò)程2個(gè)階段詳細(xì)闡述了丁基膠內(nèi)溢的原因。使用高品質(zhì)的丁基膠配合高模量的外道膠、中空玻璃充氣工藝只能延緩丁基膠內(nèi)溢情況的出現(xiàn)，或者減小丁基膠內(nèi)溢程度。想要完全解決丁基膠內(nèi)溢問(wèn)題，目前比較成熟的方法是使用熱塑性暖邊間隔密封膠制作中空玻璃。隨著社會(huì)的發(fā)展，節(jié)能環(huán)保、完美外觀開始成為高端中空玻璃系統(tǒng)必備的條件。

關(guān)鍵詞：丁基密封膠；內(nèi)溢；熱塑間隔密封膠；中空玻璃

中圖分類號(hào)：TQ436 + .6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2025）03-0036-03

Exploration of the causes and solutionsof butyl rubber inner overflow

WANG Peng，WANG Haili，ZHU Yinmei，YUAN Peifeng，ZHANG Yanhong

（Zhengzhou Zhongyuan Silande Hi-tech Co.，Ltd.，Zhengzhou 450007，China）

Abstract：In order to solve the problem of butyl glue overflow and glass deep processing enterprises with higherquality requirements，the reasons for the overflow of butyl glue in the production and use process of insulating glasswere mainly analyzed，and the corresponding improvement methods were proposed. The reasons for the overflow ofbutyl rubber were elaborated from two stages： production process and use process. The use of high-quality butyl rub?ber combined with high-modulus outer rubber and insulating glass aeration process can only delay the occurrence ofbutyl rubber overflow，or reduce the degree of butyl rubber overflow. In order to completely solve the problem of bu?tyl rubber overflow，the current more mature method is to use thermoplastic warm edge spacer sealant to make insu?lating glass. With the development of society，energy saving，environmental protection and perfect appearance havebegun to become the necessary conditions for high-end insulating glass systems.

Key words：butyl sealant；inner overflow；thermo-plastic spacing sealant；insulating glass

科學(xué)配置的中空玻璃系統(tǒng)不僅能滿足大眾對(duì)外觀尺寸多樣的需求，也具備優(yōu)異的節(jié)能、隔音降噪性能等 [1] 。近十年來(lái)，中空玻璃年產(chǎn)量均在1億平方以上，但不同廠家中空玻璃的質(zhì)量水平不一，丁基膠內(nèi)溢現(xiàn)象十分普遍。丁基膠內(nèi)溢困擾著對(duì)外觀要求嚴(yán)格的終端客戶，也困擾著對(duì)品質(zhì)有更高要求的玻璃深加工企業(yè)。丁基密封膠在中空玻璃單元中憑借其優(yōu)異的氣密性、極低的水蒸氣透過(guò)率、良好的塑性和強(qiáng)度，作為中空玻璃系統(tǒng)中的第一道密封是不可替代的。

1 丁基膠內(nèi)溢的定義和形成原因

鋁間隔條系統(tǒng)的丁基膠向腔體內(nèi)側(cè)遷移并出現(xiàn)中空腔內(nèi)溢出的現(xiàn)象，稱為丁基膠的內(nèi)溢。在新修訂的GB/T 11944—2012《中空玻璃》[2] 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)附錄D中，明為“中空玻璃呼吸運(yùn)動(dòng)而形成的物理現(xiàn)象，不屬于質(zhì)量缺陷”。

但丁基膠內(nèi)溢不僅會(huì)影響中空玻璃外觀，嚴(yán)重內(nèi)溢處容易造成間隔條上丁基膠的缺失，從而引起第一道密封失效，縮短中空玻璃的使用壽命。造成鋁間隔條丁基膠內(nèi)溢的原因有很多，根據(jù)發(fā)生階段不同可分為以下幾種情況：

1.1 生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生丁基膠內(nèi)溢

首先從選材上，劣質(zhì)丁基膠材料本身強(qiáng)度小、彈性差，板壓后更易發(fā)生內(nèi)溢現(xiàn)象 [3] ；摻雜白油等劣質(zhì)增塑劑的外道膠 [3] 會(huì)造成丁基膠溶解，溶解的初期階段也易被認(rèn)為內(nèi)溢現(xiàn)象 [4] ；摻雜裂解硅油、髙沸油的外道膠 [4] 在使用過(guò)程中也易導(dǎo)致丁基膠的內(nèi)溢。

1.2 施工工藝過(guò)程中發(fā)生丁基膠內(nèi)溢

（1）丁基膠在間隔條上涂敷時(shí)，偏離合理位置，沒(méi)有適當(dāng)留白，板壓后產(chǎn)生內(nèi)溢。

（2）GB/T 11944—2012《中空玻璃》中明確規(guī)定丁基膠層寬度不小于3 mm，丁基膠用量過(guò)大也容易造成溢膠。部分加工廠為了更好的保持氣密性及緩解中空玻璃使用過(guò)程中的“泵”效應(yīng)，會(huì)加大丁基膠的用量，在板壓之后更容易產(chǎn)生溢膠現(xiàn)象。普通間隔條中空玻璃單元丁基膠的推薦使用量（雙邊）約為6 mL/m。

（3）高溫高濕生產(chǎn)環(huán)境中，中空玻璃單元由于分子篩吸收水氣會(huì)導(dǎo)致腔室壓力降低，也會(huì)加重丁基膠的內(nèi)溢現(xiàn)象。

南方區(qū)域夏季溫濕度普遍都比較大，我們假設(shè)某非充氣中空玻璃生產(chǎn)車間溫度是40 ℃、相對(duì)濕度80%，根據(jù)克拉伯龍方程進(jìn)行大致的推算可以得到分子篩完全吸收水氣之后的腔體內(nèi)壓力變化。參照GB/T 10504—2017《3A分子篩》，3A分子篩的靜態(tài)水吸附能力大于20%；JC/T 2071—2011《中空玻璃生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的分子篩最低填充量，并結(jié)合不同溫濕度情況下水分重量圖可以計(jì)算出腔體內(nèi)水分能被完全吸收，如圖1所示。

（4）成品堆疊不合理導(dǎo)致應(yīng)力集中，長(zhǎng)時(shí)間的外力擠壓下導(dǎo)致丁基膠內(nèi)溢。運(yùn)輸過(guò)程中，固定繩直接作用在中空玻璃上也會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中，造成局部溢膠，如圖2所示。

（5）實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，間隔條寬度和玻璃厚度一定，大板塊玻璃形變能力強(qiáng)，會(huì)減小系統(tǒng)邊部壓力，減輕內(nèi)溢現(xiàn)象。尺寸和間隔條厚度一定的中空玻璃單元，玻璃越厚，內(nèi)溢會(huì)越明顯，主要是厚玻璃的中間形變能力相對(duì)更弱。同樣厚度的玻璃原片，板塊越小，內(nèi)溢現(xiàn)象越明顯。

1.3 使用過(guò)程中產(chǎn)生的丁基膠內(nèi)溢

（1）泵吸效應(yīng)。玻璃在晝夜溫差較大的地域，由于中空系統(tǒng)的泵吸效應(yīng)，也會(huì)導(dǎo)致丁基膠的內(nèi)溢。如圖3所示。

中空玻璃單元中丁基膠的內(nèi)溢，中間較多，角部較少。這是因?yàn)檫吘壥卿X條接頭部分會(huì)有一個(gè)手動(dòng)修膠的過(guò)程；且角部相對(duì)的承壓面積更大，在泵吸效應(yīng)或者較大風(fēng)荷載的情況下也不易溢膠。外道膠本身模量低也會(huì)加大中空玻璃泵吸效應(yīng)對(duì)于中空系統(tǒng)的傷害。高模量外道膠可以限制玻璃在泵吸效應(yīng)中的位移變化，從而減緩泵吸作用對(duì)于邊緣處的影響，緩解內(nèi)溢現(xiàn)象。

（2）使用過(guò)程中，中空玻璃單元需要固定到邊框中，邊部受力不均勻的情況下也會(huì)造成丁基膠的內(nèi)溢。

（3）中空玻璃在高海拔地域生產(chǎn)，在低海拔地域使用的情況下也會(huì)產(chǎn)生溢膠。

（4）中空玻璃應(yīng)用在較高建筑物上時(shí)，風(fēng)壓也會(huì)造成玻璃邊緣應(yīng)力集中，產(chǎn)生溢膠現(xiàn)象。

2 減緩或解決中空玻璃單元丁基膠內(nèi)溢現(xiàn)象的方法

（1）生產(chǎn)過(guò)程中，使用優(yōu)質(zhì)丁基膠，保證膠量充足情況下，適當(dāng)留白，可以減輕溢膠現(xiàn)象。

（2）建議使用充氣玻璃，填充干燥的氬氣后，水氣含量小，內(nèi)部的壓強(qiáng)變化小，減緩溢膠情況。

（3）使用高模量外道密封膠，例如：高模量硅酮結(jié)構(gòu)密封膠MF881-25HM，高模量結(jié)構(gòu)密封膠IG-25HM。

高模量能夠很大程度抵消泵吸效應(yīng)引起的形變，高模量的外道膠在5%和10%的伸長(zhǎng)率時(shí)，模量比普通外道膠的模量高30%左右，從而能夠極大的減緩泵吸效應(yīng)對(duì)于中空玻璃單元邊部的作用力。

（4）使用熱塑性暖邊間隔條作為第一道密封膠 [5-6] 。熱塑性暖邊間隔條在中空玻璃呼吸作用下，能夠匹配邊緣處形變，并且具有良好的彈性恢復(fù)率，從而減少膠量的遷移，不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)溢現(xiàn)象。熱塑暖邊間隔條與玻璃、外道膠的粘接存在化學(xué)粘接作用，提高了三者之間的粘接強(qiáng)度 [7-11] 。如圖4所示。

（5）外道膠打膠完成后，不要過(guò)多堆疊，并使用墊片。運(yùn)輸過(guò)程中固定裝置盡量加大接觸面積，減小局部受力。

（6）生產(chǎn)和使用地域的海拔差距過(guò)大需要對(duì)中空玻璃單元進(jìn)行結(jié)構(gòu)處理。

（7）均勻固定玻璃的壓條所承受的壓力，防止中空玻璃在固定過(guò)程中局部受力造成膠條內(nèi)溢。

需要說(shuō)明的是丁基膠內(nèi)溢和丁基膠流淌是完全不同的概念，丁基膠流淌肯定屬于質(zhì)量問(wèn)題。丁基膠流淌實(shí)例如圖5所示。

最主要原因是由于劣質(zhì)外道膠中含有低成本的礦物油。礦物油會(huì)造成丁基膠溶解，強(qiáng)度降低，最終在中空腔體內(nèi)流淌。丁基膠流淌肯定和材料有直接關(guān)系，一般具有滯后性。在丁基膠流淌前期，可能會(huì)出現(xiàn)類似溢膠的情況，但是二者原因是完全不同的。

對(duì)于這種具有迷惑性的情況，我們可以通過(guò)熱重分析儀（TGA）來(lái)測(cè)試區(qū)分，如圖6所示。

目前，玻璃深加工行業(yè)整體認(rèn)可丁基膠內(nèi)溢不屬于質(zhì)量問(wèn)題，但隨著玻璃深加工逐漸高端化、精細(xì)化發(fā)展，丁基膠內(nèi)溢對(duì)于品質(zhì)把控極其嚴(yán)格的廠家來(lái)說(shuō)也是不可接受的。最終的使用客戶和產(chǎn)業(yè)鏈末端的深加工企業(yè)希望能夠盡量緩解丁基膠內(nèi)溢的情況或者完全消除丁基膠內(nèi)溢。

3 結(jié)語(yǔ)

研究解決了丁基膠內(nèi)溢對(duì)品質(zhì)有更高要求的玻璃深加工企業(yè)的困擾問(wèn)題，主要分析了中空玻璃生產(chǎn)和使用過(guò)程可能造成丁基膠內(nèi)溢的原因，并提出了相應(yīng)的改善方法。主要從生產(chǎn)過(guò)程、使用過(guò)程2個(gè)階段詳細(xì)闡述了丁基膠內(nèi)溢的原因。使用高品質(zhì)的丁基膠配合高模量的外道膠、中空玻璃充氣工藝只能延緩丁基膠內(nèi)溢情況的出現(xiàn)，或者減小丁基膠內(nèi)溢程度。想要完全解決丁基膠內(nèi)溢問(wèn)題，目前比較成熟的方法是使用熱塑性暖邊間隔密封膠 [12] 制作中空玻璃。

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（責(zé)任編輯：蘇 幔）