充氣中空玻璃評(píng)價(jià)方法及性能優(yōu)勢(shì)

張娜娜 王海利 王鵬

摘 要：介紹了充氣中空玻璃的優(yōu)勢(shì)，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(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方法，其中熱塑性暖邊充氣中空玻璃整體性能優(yōu)于槽鋁式充氣中空玻璃。

關(guān)鍵詞：充氣中空玻璃;熱塑性暖邊;EN1279;水氣滲透指數(shù);氣體泄漏率

中圖分類號(hào)：TQ171.72+7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(guò)用其它干燥氣體來(lái)替換原本中空玻璃單元內(nèi)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(tài)穩(wěn)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(jié)能效果。

目前，常見(jiàn)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(xiàn)行判定充氣中空玻璃質(zhì)量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11944-2012《中空玻璃》，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)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(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》和歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN 1279-2018《建筑玻璃-中空玻璃單元》2-3部分。其中國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11944-2012中規(guī)定了充氣中空玻璃單元的初始?xì)怏w含量應(yīng)≥85%，經(jīng)氣體密封耐久性能試驗(yàn)后氣體含量應(yīng)≥80%[1];美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM E2190-2019中規(guī)定初始充氣濃度≥90%，老化實(shí)驗(yàn)后≥80%[4]，[6-7];國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 20492-2010和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1279-2018都規(guī)定初始充氣濃度≥85%，年泄漏率Li≤1%[2-3，5]。其中歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1279-2018標(biāo)準(zhǔn)要求最為苛刻，同時(shí)也是最為合理的。

1 充氣中空玻璃的制作

針對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11944-2012和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1279-2018測(cè)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(duì)比。充氣中空玻璃在國(guó)內(nèi)知名深加工玻璃廠制作，具體制作方法按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1279-2018標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定進(jìn)行。其中露點(diǎn)試驗(yàn)和耐紫外輻照試驗(yàn)依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11944-2012進(jìn)行;水氣密封耐久性試驗(yàn)依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11944-2012和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1279-2：2018進(jìn)行;氣體密封耐久性試驗(yàn)分別依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11944-2012和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1279-3：2018進(jìn)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(jié)構(gòu)密封膠，聚硫中空玻璃的編號(hào)為J1#～J50#，硅酮中空玻璃的編號(hào)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(jié)構(gòu)密封膠，聚硫中空玻璃的編號(hào)為L(zhǎng)1#～L50#，硅酮中空玻璃的編號(hào)為G1#～G50#。

2 充氣中空玻璃性能研究

2.1 露點(diǎn)試驗(yàn)

中空玻璃的露點(diǎn)上升是由于外界的水份進(jìn)入間隔層又不被干燥劑吸收造成的。露點(diǎn)的高低則直觀地反映中空玻璃質(zhì)量的好壞，是檢測(cè)中空玻璃的性能指標(biāo)之一。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11944-2012中7.3規(guī)定的方法進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)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(diǎn)測(cè)試均能滿足GB/T 11944-2012標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.2 耐紫外線輻照試驗(yàn)

此項(xiàng)指標(biāo)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(cè)密封膠的紫外穩(wěn)定性，測(cè)試充氣中空玻璃用密封膠中是否含有影響視線的有機(jī)揮發(fā)物。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11944-2012中7.4規(guī)定的方法進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)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(cè)試均能滿足GB/T11944-2012標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.3 水氣密封耐久性試驗(yàn)

充氣中空玻璃在使用過(guò)程中環(huán)境中的水和潮氣的作用都會(huì)加速密封膠的老化，從而加快水氣進(jìn)入中空腔內(nèi)的速度，最終使中空玻璃失效。水氣密封耐久性能是測(cè)定充氣中空玻璃使用壽命的重要指標(biāo)之一，本試驗(yàn)部分分別依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11944-2012和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1279-2：2018進(jìn)行試驗(yàn)。

2.3.1 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11944-2012

具體試驗(yàn)按GB/T 11944-2012中7.5規(guī)定的方法進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)束后測(cè)試充氣中空玻璃的露點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(yàn)后測(cè)試-60℃露點(diǎn)，玻璃均無(wú)結(jié)露或結(jié)霜，說(shuō)明水氣密封性能較好。

2.3.2 歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1279-2：2018

制作好的充氣中空玻璃樣品送檢德國(guó)IFT（羅森漢姆）檢測(cè)機(jī)構(gòu)中心按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1279-2進(jìn)行測(cè)試，檢測(cè)結(jié)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(shù)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(yōu)于槽鋁式充氣中空玻璃。

2.4 氣體密封耐久性試驗(yàn)

熱塑性暖邊間隔條的誕生可改善中空玻璃的節(jié)能效果，特別是減少邊部的冷凝現(xiàn)象。但是由于環(huán)境溫度的變化，中空玻璃中空腔內(nèi)氣體始終處于熱脹或冷縮狀態(tài)，從而使密封膠長(zhǎng)期處于受力狀態(tài)。氣體密封耐久性是測(cè)定中空玻璃老化前后的密封（氬氣濃度保持率）性能。本試驗(yàn)部分分別依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11944-2012和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1279-3：2018進(jìn)行試驗(yàn)。

2.4.1 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11944-2012

具體試驗(yàn)按GB/T 11944-2012中7.7規(guī)定的方法進(jìn)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(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

由表5可知，氣體密封耐久性試驗(yàn)后，充氣氣體含量均≥80%，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(yōu)于槽鋁式充氣中空玻璃。

2.4.2 歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1279-3：2018

為了與歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1279-3：2018接軌測(cè)試充氣中空玻璃的氣體泄漏率，提升國(guó)內(nèi)充氣中空玻璃的測(cè)試能力，我公司于2018.10月從荷蘭TUV Rheinland Nederland B.V.中空玻璃測(cè)試機(jī)構(gòu)引進(jìn)了一臺(tái)中空玻璃單元?dú)怏w泄露率測(cè)試儀（見(jiàn)圖3和圖4），測(cè)得試驗(yàn)結(jié)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(biāo)準(zhǔn)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(guó)IFT（羅森漢姆）檢測(cè)機(jī)構(gòu)中心按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1279-3進(jìn)行測(cè)試，檢測(cè)結(jié)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(biāo)準(zhǔn)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(huán)氣體密封耐久性試驗(yàn)

為了進(jìn)一步驗(yàn)證熱塑性暖邊中空玻璃的氣體密封耐久性試驗(yàn)性能，實(shí)驗(yàn)室通過(guò)增加氣體耐久性試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)考察其老化性能，具體試驗(yàn)方法按照GB/T 11944-2012中7.7的要求進(jìn)行，已完成5個(gè)循環(huán)，氣體濃度含量和露點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)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(yàn)要求進(jìn)行5倍循環(huán)之后，其氣體濃度的含量均≥80%，滿足中空玻璃GB/T11944-2012標(biāo)準(zhǔn)要求;氣體年泄漏率均≤1.00%，滿足EN1279-3：2018標(biāo)準(zhǔn)要求，耐循環(huán)老化性能較好。

綜合表4、表5、表6和表7試驗(yàn)結(jié)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11944-2012和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1279-2018要求。

3 結(jié)語(yǔ)

綜合以上分析可以看出，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11944-2012和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1279-2018的水氣密封耐久性試驗(yàn)測(cè)試方法是一致的，但氣體密封耐久性試驗(yàn)存在差異，歐洲標(biāo)準(zhǔn)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(shí)延長(zhǎng)充氣中空玻璃產(chǎn)品的使用壽命。

節(jié)能和環(huán)保是我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的保證，從國(guó)家宏觀控制政策和國(guó)內(nèi)整體大環(huán)境來(lái)看，中空玻璃產(chǎn)業(yè)符合國(guó)家的節(jié)能性和安全性的發(fā)展方向，發(fā)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(dǎo)熱系數(shù)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(wèn)題，暖邊間隔條應(yīng)運(yùn)而生，在發(fā)達(dá)國(guó)家得到了廣泛應(yīng)用。近幾年，國(guó)內(nèi)連續(xù)引進(jìn)了十幾條暖邊中空玻璃生產(chǎn)線，說(shuō)明暖邊中空玻璃的優(yōu)良節(jié)能效果已被大家認(rèn)識(shí)，逐步向該方面發(fā)展，潛在市場(chǎng)較大。

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