姬文剛 郭文華 張燕平

（臺(tái)玻成都玻璃有限公司 成都 610300）

1 中空玻璃丁基膠

中空玻璃丁基膠即中空玻璃用丁基熱熔密封膠，是以丁基橡膠、聚異丁烯為基料，配以少量的輔料，經(jīng)過高溫、捏合、真空攪拌而制成。它屬于熱塑性中空玻璃密封膠，是中空玻璃的第一道密封，其主要作用有二：一是預(yù)固定間隔框和玻璃，起粘結(jié)作用；二是保持中空玻璃的密封性（水汽的滲透或惰性氣體的泄露），延長(zhǎng)中空玻璃的使用壽命。

2 丁基密封膠的主要特性

（1）具有永久塑性

中空玻璃上墻后會(huì)因?yàn)闇囟群惋L(fēng)荷載影響發(fā)生泵吸效應(yīng)。因丁基膠具備永久的塑性，故丁基膠隨著腔體內(nèi)氣體的膨脹而拉伸，隨著腔體內(nèi)氣體的收縮而回彈，確保中空玻璃腔體的不間斷密封。

（2）與其它密封膠對(duì)比，丁基密封膠水蒸氣滲透率極低，密封性能優(yōu)異。

（3）剪切強(qiáng)度較高

丁基膠對(duì)基材（玻璃、鋁及不銹鋼等）的黏合性較強(qiáng)，抵抗剪切滑動(dòng)的能力較高，中空玻璃預(yù)壓以后可承載一定重量的大片玻璃的下片，一定時(shí)間內(nèi)不易滑片或墜片。

3 丁基密封膠典型內(nèi)溢案例

3.1 中空玻璃丁基膠內(nèi)溢

近些年，終端客戶對(duì)于中空玻璃的質(zhì)量要求越來越高，尤其是系統(tǒng)門窗或定制門窗產(chǎn)品，要求質(zhì)量幾乎為零缺陷，丁基膠內(nèi)溢（圖1）也逐漸成為新增的投訴焦點(diǎn)，也是生產(chǎn)廠家頭痛的問題。

圖1 丁基膠內(nèi)溢

3.2 丁基密封膠內(nèi)溢造成鍍膜玻璃失效

丁基膠內(nèi)溢不僅僅是外觀質(zhì)量問題，在中空玻璃長(zhǎng)期使用過程中，內(nèi)溢處往往也是密封薄弱處。丁基膠內(nèi)溢后無法完全復(fù)位，密封性能無法保證，從而導(dǎo)致水汽從玻璃邊部進(jìn)入腔體內(nèi)，造成中空玻璃失效，Low-E膜層出現(xiàn)氧化（圖2）。

圖2 某項(xiàng)目中空玻璃丁基膠內(nèi)溢處膜層氧化

4 丁基膠內(nèi)溢原因分析及改善建議

4.1 生產(chǎn)因素

為保證產(chǎn)品出廠初始外觀質(zhì)量，中空玻璃生產(chǎn)時(shí)一般要求丁基膠壓滿鋁條不留白，不留伸縮移變空間，故丁基膠往往用量偏大和涂布偏上限，后期經(jīng)過儲(chǔ)存、運(yùn)輸、安裝，極易造成丁基膠內(nèi)溢。

改善建議：

①常規(guī)鋁間隔條側(cè)面寬度一般為5 mm，建議生產(chǎn)時(shí)丁基膠涂布寬度4 mm，鋁條邊部?jī)蛇吀黝A(yù)留0.5 mm左右鋁條露白，確保經(jīng)過中空預(yù)壓后丁基膠能完全覆蓋鋁條，不產(chǎn)生內(nèi)溢現(xiàn)象。

②丁基膠涂布寬度與丁基膠涂布機(jī)的溫度、氣壓、打膠速度相關(guān)。建議丁基膠涂布機(jī)擠出溫度控制在110～130 ℃，氣壓20 MPa左右，打膠速度35 m/min左右，不同的設(shè)備參數(shù)會(huì)有差異，所有的參數(shù)設(shè)置目的是為了保證合適的丁基膠用量及與基材的粘接性能。

③丁基膠涂布應(yīng)均勻、連續(xù)，單邊重量應(yīng)為3～4 g/m為宜。

④鋁間隔條角部位置是丁基膠涂布交匯處，也是最容易出現(xiàn)內(nèi)溢的地方，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪蠛咸幚?，避免膠量過大。

4.2 儲(chǔ)存、運(yùn)輸因素

外道膠未固化即打包、玻璃堆放不合理、打包帶過緊等因素也易造成丁基膠內(nèi)溢。

改善建議：

①玻璃生產(chǎn)完成后宜靜止?fàn)顟B(tài)存放在玻璃架上48 h以上，待外道密封膠徹底固化后，發(fā)貨裝車前再進(jìn)行包裝或打包。

②木箱包裝，玻璃擺放順序應(yīng)從大到小碼放，玻璃與玻璃之間應(yīng)墊軟木墊隔離，軟木墊位置均勻間隔，以免局部集中受力而導(dǎo)致丁基膠內(nèi)溢。

③打包帶應(yīng)固定在木箱上，不宜直接固定在玻璃上，避免打包帶單點(diǎn)受力將玻璃擠壓變形，造成局部丁基膠內(nèi)溢。

④包裝好的玻璃在運(yùn)輸過程中應(yīng)將玻璃架或木箱固定牢固，避免道路顛簸或剎車造成玻璃碰撞或移動(dòng)。玻璃架或木箱固定時(shí)，固定繩不應(yīng)壓到玻璃，以免玻璃運(yùn)輸過程中局部受力，造成中空玻璃丁基膠內(nèi)溢甚至間隔條變形，影響密封性能。

4.3 安裝因素

幕墻安裝時(shí)，壓塊過緊，易造成中空玻璃在使用過程中丁基膠局部?jī)?nèi)溢。

門窗玻璃安裝時(shí)，不能為了防止玻璃顫動(dòng)，一味地強(qiáng)力夾緊玻璃，不預(yù)留物體熱脹空間，導(dǎo)致后期因受熱膨脹，丁基膠被擠壓變形而內(nèi)溢。

改善建議：

①安裝時(shí)，注意玻璃壓塊、窗框扣條、密封膠條的松緊度適中。

②玻璃的板面大小、厚度要通過強(qiáng)度、撓度進(jìn)行專業(yè)計(jì)算，按照安全玻璃的設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，避免因玻璃板面過大、厚度偏薄而引起的中空影像變形或玻璃顫動(dòng)。

4.4 氣候因素

①溫度因素

中空玻璃在日常使用過程中，由于受環(huán)境溫度變化影響，會(huì)出現(xiàn)泵吸效應(yīng)，中空腔內(nèi)氣體會(huì)產(chǎn)生膨脹或收縮，在氣體膨脹或收縮時(shí)，玻璃會(huì)產(chǎn)生向外或向內(nèi)的撓曲變形。用于內(nèi)道密封的丁基膠屬于柔性材料，而鋁條屬于剛性材料，在中空玻璃不斷撓曲變形的擠壓作用下，丁基膠在腔體內(nèi)側(cè)蠕動(dòng)并產(chǎn)生剝離或內(nèi)溢（圖3、圖4）。

圖3 腔體膨脹

圖4 腔體收縮

②風(fēng)荷載因素

以尺寸為1.5 m×2.4 m，厚度為8 mm＋12A＋8 mm的鋼化中空玻璃為例，在50 m標(biāo)高成都地區(qū)風(fēng)荷載作用下，玻璃撓度計(jì)算值為7.47 mm（圖5），玻璃的形變明顯，對(duì)丁基膠產(chǎn)生擠壓作用，變形越大作用力越大，丁基膠內(nèi)溢越明顯。

③氣壓因素

中空玻璃的生產(chǎn)地與使用地存在海拔差異，大氣壓力產(chǎn)生變化，中空腔內(nèi)外氣壓差造成中空玻璃腔體膨脹或收縮，亦會(huì)導(dǎo)致丁基膠內(nèi)溢。

綜上，造成丁基膠內(nèi)溢原因較多，生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、安裝中均要特別注意。除可控因素外，中空玻璃丁基膠由于固有的永久塑性，在高溫、高壓作用下，均會(huì)隨著玻璃的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生蠕動(dòng)，導(dǎo)致在正常使用過程中緩慢發(fā)生內(nèi)溢現(xiàn)象，是可避免的。

5 如何從源頭解決丁基膠內(nèi)溢

丁基膠內(nèi)溢問題，雖屬于正?，F(xiàn)象，但是也成為了行業(yè)痛點(diǎn)及投訴焦點(diǎn)。各原材料廠家和科研機(jī)構(gòu)，為了滿足客戶不斷對(duì)高質(zhì)量產(chǎn)品的要求，一直致力于研發(fā)新的防內(nèi)溢結(jié)構(gòu)丁基膠和復(fù)合材料產(chǎn)品。丁基膠內(nèi)溢與丁基膠永久塑性相關(guān)，所以只有改變傳統(tǒng)丁基膠＋剛性間隔條的密封方式，才能從源頭解決丁基膠內(nèi)溢的問題。

熱 塑 性 間 隔 密 封 膠（Thermo Plastic Spacer Sealant），簡(jiǎn)稱TPSS，是以聚異丁烯、丁基橡膠和具有干燥氣體功能的材料等制成，需熱涂敷擠出成型，具有間隔支撐及干燥等功能的中空玻璃用密封材料，是一種一體化中空玻璃密封工藝，它代替了普通中空玻璃的丁基膠、剛性間隔條和分子篩（圖6）。

圖6 間隔條結(jié)構(gòu)對(duì)比

熱塑性間隔密封膠按照膠體是否具有交聯(lián)特征分為非反應(yīng)型間隔密封膠（TPSS-NR）和反應(yīng)型間隔密封膠（TPSS-R）。非反應(yīng)型間隔密封膠，膠體線性分子鏈段無交聯(lián)固化特征，與玻璃和第二道密封膠無化學(xué)粘接特性，只能與聚硫類密封膠配套使用，適用于有框中空玻璃的生產(chǎn)。反應(yīng)型間隔密封膠，膠體分子鏈段有交聯(lián)固化特征，與玻璃和第二道密封膠有化學(xué)粘接特性，密封性更好，強(qiáng)度更高，彈性可恢復(fù)，適用于門窗和幕墻中空玻璃。

反應(yīng)型間隔密封膠（TPSS-R）與玻璃和外道密封膠形成鉸鏈反應(yīng)，化學(xué)粘接，邊部形成了一個(gè)彈性整體（圖7），會(huì)隨腔體內(nèi)氣體膨脹而膨脹，隨腔體內(nèi)氣體收縮而收縮，從源頭避免了因泵吸效應(yīng)產(chǎn)生的丁基膠內(nèi)溢現(xiàn)象。

圖7 彈性整體

反應(yīng)型間隔密封膠（TPSS-R），不存在內(nèi)溢及撕裂等情況，在化學(xué)粘接的作用下，本體以及粘接面不存在漏氣通道，中空玻璃的密封性能更強(qiáng)、更持久，產(chǎn)品使用壽命為25年以上，高于中空玻璃國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的至少15年［3］，滿足現(xiàn)今對(duì)于材料與建筑物同周期的追求，也是目前行業(yè)內(nèi)丁基膠防內(nèi)溢的有效方法之一。