中空玻璃的失效原因分析及預防措施

【中玻網】中空玻璃作為效率高節能材料在建筑上已被廣泛使用。在其他行業如鐵路運輸、制冷行業的用量也逐漸加大。

    當前我國中空玻璃市場比較混亂，部分廠家為降低成本偷工減料，生產管理控制不嚴，使中空玻璃的使用壽命大大縮短，有些產品不到兩年就已經進水結霧了。雖然目前還沒有對中空玻璃的有效使用時間做出明確規定（應不少于20年），但從行業發展的角度出發，生產廠應采取各種措施確保中空玻璃有足夠長的有效使用時間，以滿足各種不同用途的需要。

中空玻璃是兩片或兩片以上的玻璃中間用帶有干燥劑的間隔框隔開周邊密封的玻璃制品。影響中空玻璃有效使用時間的原因很多，如制造材料的性能、制造工藝及控制、安裝方法等。本文就影響中空玻璃有效使用時間的各種因素進行分析，并提出延長中空玻璃有效使用時間的一些相關措施。 

    一．中空玻璃失效的主要原因

    中空玻璃失效的直接原因主要有兩種：一是間隔層內露點上升。當環境溫度降低到使玻璃表面的溫度低于間隔層內的露點時，間隔層內的水汽便在玻璃內表面產生結露或結霜（玻璃內表面溫度高于0℃時結露,低于0℃時結霜）。由于玻璃內表面的結露或結霜，影響中空玻璃的透過度，并降低中空玻璃的隔熱效果（因水的傳熱系數為0．5千卡/平方米·小時·℃，干燥空氣傳熱系數為0．021千卡/平方米·小時·℃，隨著空氣含水量的增加，傳熱系數加大，使中空玻璃間隔層的熱阻降低），同時長時間的結露會使玻璃的內表面發生霉變或析堿，產生白斑，嚴重影響玻璃的外觀質量；二是中空玻璃的炸裂，當中空玻璃在安裝使用過程中由于環境溫度的不斷變化、日曬以及風壓的作用使玻璃發生炸裂。玻璃炸裂后（既使較小的裂縫存在）就會失去其密封性，在間隔層內出現結露、結霜從而喪失使用功能。 

    二．中空玻璃失效原因分析 1．露點上升的主要原因分析 中空玻璃的露點是指密封于間隔層的空氣濕度達到飽和狀態時的溫度。低于該溫度時間隔層中水蒸氣就會凝結成液態水。

    顯然水的含量越高，空氣的露點溫度也就越高。當玻璃內表面溫度低于間隔層內空氣的露點時，空氣中的水就會在玻璃的內表面結露或結霜 （國家標準GB1194——88《中空玻璃》中規定露點為-40℃）。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。下列幾種原因可導致中空玻璃的露點上升： 

    （1）密封膠中存在機械雜質或涂膠過程中擠壓不實而存在毛細小孔，在間隔層內外壓差或濕度差的作用下，空氣中的水份進入間隔層使中空玻璃間隔層中的水份含量增加。 

    （2）干燥劑的有效吸附能力低。中空玻璃干燥劑的有效吸附能力指的是干燥劑被密封于間隔層之后所具有的吸附能力。它是分子篩的性能、空氣濕度、裝填量以及在空氣中放置時間等的函數。干燥劑的作用有兩個，其一是吸附掉生產時密封于間隔層中的水份，使得中空玻璃有合格的初始露點；其二是不斷地吸附從環境中通過膠層擴散到間隔層中的水份，保證中空玻璃始終有符合使用要求的露點（檢驗中稱為較終露點既經過高溫高濕和氣候循環試驗后測得的露點），因此要求干燥劑要有較強的吸附能力。如果干燥劑的吸附能力差，不能有效的吸附通過擴散進入間隔層中的水份，就會導致水份在間隔層中聚集，使中空玻璃的露點上升。 

    （3）生產時的環境濕度；如果生產車間的環境濕度非常大，就會消耗干燥劑的吸附能力從而使干燥劑的剩余吸附能力降低，使得中空玻璃使用壽命縮短。（濕度應控制在50%以下） 

    （4）中空玻璃的生產工藝控制；如果分子篩在空氣中暴露時間較長，其有效吸附能力就會降低。另外混膠不勻（涂膠后不固化）或一次性混膠太多造成部分膠出現固化（混合后的密封膠隨溫度升高固化速度加快，一般車間溫度應控制在20—25℃，混膠后應在較短的時間內用完，從攪拌到涂膠完畢不應超過20分鐘）產生氣孔并降低玻璃和密封膠之間的粘結強度。工藝上玻璃清洗不凈、雙道密封時丁基膠斷條或角部密封不嚴等均可造成中空玻璃的質量下降。 

    （5）密封膠的水汽透過率和膠層寬度；水汽通過聚合物（密封膠一般均為高分子聚合物）擴散進入間隔層是中空玻璃失效的較主要原因。眾所周知任何聚合物都不是不透氣的，用于中空玻璃的密封膠（通常為聚硫橡膠、硅橡膠、丁基膠等）也是如此。對于這些高分子材料由于其兩側逸度差（壓差或濃度差）的存在，為聚合物做等溫擴散提供了驅動力。在逸度較高的一側聚合物分子因吸附氣體分子進入固體聚合物中，移動并穿過聚合物鏈陣，從聚合物的另一側（逸度較低的一側）釋放出來。對于中空玻璃的密封膠而言，主要擴散物就是空氣中的水份。

    （6） 復合丁基膠條的質量 膠條式中空玻璃近幾年發展較快，國內現有生產線30多條，產量近800萬平方米。膠條與玻璃的粘結強度是決定中空玻璃壽命的主要因素。