《中空玻璃密封胶》团体标准解析

程 鹏

（郑州中原思蓝德高科股份有限公司，河南 郑州 450001）

近年来随着国家节能、环保政策的深入实施，对建筑节能的要求越来越高，节能玻璃的应用得到了快速发展。高性能中空玻璃的广泛使用，为人们创造了舒适的生活空间，为节能减排做出了贡献。生产高质量的中空玻璃必须有高质量的配套材料，其中，中空玻璃密封胶的耐久性能是检验中空玻璃使用寿命的标准。目前建筑中中空玻璃结露、渗水、甚至玻璃脱粘现象多有发生，主要原因是其使用的密封胶过早老化、透湿甚至粘接丧失[1]。2012年修订实施的GB/T 11944—2012《中空玻璃》标准采用了EN 1279第2部分的要求和试验方法，相应提高了中空玻璃耐久性要求并提出预期使用寿命至少15年，相应对制作中空玻璃所用密封胶产品的质量提出了更高要求[2]。2017年，中国建筑玻璃与工业玻璃协会及郑州中原思蓝德高科股份有限公司参照欧洲标准ETAG 002、EN 15434和EN 1279以及中国标准JC/T 914、GB/T 29755、JG/T 471、JG/T 475，对中空玻璃各类密封胶耐久性、气密性、力学特性等提出要求，并制订出较高水平中空玻璃用各类密封材料标准T/ZBH 004—2018《中空玻璃密封胶》，于2018年7月1日起实施[3]。本文详细阐述了该标准的主要内容，并分析了各项指标的意义及标准的先进性。

1 标准编制目的及依据

国内外有关中空玻璃弹性密封胶相关标准主要有：欧洲标准ETAG 002、EN 15434和EN 1279，中国标准GB/T 29755、GB 24266、JG/T 471，标准很多且要求的技术水平高低不同，参照不同标准制作的中空玻璃质量水平差异也较大。此外，有关中空玻璃热熔型密封胶，国内主要应用有丁基热熔密封胶、TPS产品，标准JC/T 914对丁基热熔密封胶提出质量控制要求，但对于TPS产品，目前仅有企业自己提出的技术指标，尚无相关国家或行业标准。为满足中空玻璃粘接设计选材和合理应用，方便用户选择较高质量技术水平产品，规范国内TPS产品质量，提高中空玻璃密封胶粘接结构的可靠性和密封耐久性，制定了团体标准T/ZBH 004—2018《中空玻璃密封胶》。

2 标准主要内容

2.1 标准术语和定义

TPS产品源于欧洲，英文全称为“thermo plastic spacer”，中国市场通常直译为“热塑性间隔条”。实际上，该产品是一种热熔型密封胶，产品初始状态与丁基热熔密封胶一样，所以将其称作“间隔条”并不准确，称作“密封胶”更为合理。为此，T/ZBH 004标准在国内首次明确了该产品的术语和定义——热塑性间隔密封胶：“以聚异丁烯为主料，加入具有干燥气体功能的材料等助剂，实现集丁基密封胶、间隔条、干燥剂等功能于一体，具有热塑性的中空玻璃密封胶”。

2.2 标准范围和分类

标准T/ZBH 004适用于建筑及建筑以外的冷藏、装饰和交通用双道密封中空玻璃的密封胶，与国家标准GB/T 11944—2012相协调。结合中空玻璃密封胶产品的实际应用情况，标准T/ZBH 004将中空玻璃密封胶按材料特性分为热熔型密封胶和弹性密封胶，热熔型密封胶分为丁基热熔密封胶和热塑性间隔密封胶，用作中空玻璃第1道密封材料。弹性密封胶按基础聚合物材料分为硅酮型密封胶、聚硫型密封胶等，用作中空玻璃第2道密封材料。弹性密封胶按照中空玻璃不同的使用状态分为2种类型：a）结构装配型：结构粘接装配中空玻璃用硅酮结构密封胶等；b）非结构装配型：非结构装配中空玻璃用密封胶，包括聚硫密封胶、硅酮密封胶等。

2.3 标准项目和指标

（1）热熔型密封胶

标准T/ZBH 004对热熔型密封胶产品物理力学性能的要求主要参照标准JC/T 914—2014[4]，设置项目及技术指标对比情况见表1。

表1 热熔型密封胶的物理力学性能要求标准Tab.1 Standard requirements for physical and mechanical properties of hot melt sealant

从表1可以看出，标准T/ZBH 004对热熔型密封胶密度的要求与标准JC/T 914—2014一致，要求为规定值±0.05。限定产品的密度相对于其标准值不能有太大的波动，控制密封胶生产过程的稳定性。

针入度是表征热熔型密封胶可塑性及热压流动性的技术指标。25℃胶的针入度若太小，说明常温时胶太硬，影响胶的综合性能，反之，胶会太软，制成的中空玻璃在使用过程中会出现胶的内溢现象，影响使用效果。130℃是通常的打胶温度。热塑性间隔密封胶因其需要在2片玻璃之间起到间隔支撑作用，所以比丁基热熔密封胶硬度大，其针入度指标值相对较低。

丁基密封胶或热塑性间隔密封胶与基材粘接应具有一定的剪切强度，来抵抗玻璃荷载及一些外力，考虑到中空玻璃在应用过程中紫外线是其主要老化因素，要求紫外线照射后剪切强度不能有太大的衰减，以保证中空玻璃的使用寿命。

热失重项目是考核丁基胶在较高温度条件下，因小分子溢出造成胶的质量损失情况。130℃条件是考虑到通常的打胶温度而确定的，条件与JC/T 914—2014相同。根据验证试验数据结果，丁基密封胶热失重指标定为“≤0.50%”，较JC/T 914—2014提出的要求更高。热塑性间隔密封胶因其内部含有干燥剂能够吸收一部分水气，因此，无法利用热失重判断密封胶本身内小分子物质含量，因此不设置该项指标要求。

低温柔性是考查热熔型密封胶在低温状态下的柔韧程度，用于评估材料在低温环境下的应用情况。

中空玻璃密封胶的水蒸气透过率影响中空玻璃的结露性能，透过率太高，会对中空玻璃的性能造成严重影响，参照JC/T 914—2014中4.6规定的方法进行试验，该试验方法与标准JG/T 471相同，同时适用于热熔型密封胶和弹性密封胶的检测。

热塑性间隔密封胶因同时具有丁基密封胶、间隔条、分子筛等功能，标准T/ZBH 004对热塑性间隔条产品规定标准水分吸附率，用于评估其密封及干燥空气的性能。标准水分吸附率表征热塑性间隔密封胶产品吸收外界（中空玻璃空腔内）水分的性能，反映产品的水分吸收能力。标准水分吸附率的大小影响中空玻璃的初始露点的高低及使用寿命的长短。

持粘性项目是考核中空玻璃制作过程中丁基密封胶抵抗玻璃与隔离条间相对滑移性能的指标。持粘时间越长，说明胶与有关基材粘接性越好，不易滑动，有利于制作中空玻璃过程中的玻璃面板的安全转移。中空玻璃加工制作时，中空玻璃半成品在移动和放置过程中，其外片玻璃经常处于无支撑的悬空状态，外片玻璃完全依靠丁基密封胶的持粘能力来固定，丁基密封胶承受持久的玻璃自重荷载，其持粘性越好，外片玻璃越牢固，不会出现移动和滑落现象，否则，会影响产品质量甚至会导致玻璃脱落。JC/T 914—2014中仅作为选择项目且无技术指标要求，标准T/ZBH 004增加此项试验方法要求，根据验证试验结果，将指标定为≥50 min。持粘性与密封胶样品的厚度及尺寸大小有很大关系，热塑性间隔密封胶因所制作中空玻璃的空腔大小不同而尺寸不同，因而该项测试难以考核产品实际应用状况，标准T/ZBH 004并未对热塑性间隔密封胶规定该项技术指标要求。

（2）弹性密封胶

标准T/ZBH 004按照弹性密封胶在中空玻璃使用的不同状态分为结构装配型（即硅酮结构密封胶）和非结构装配型（包括聚硫密封胶、硅酮密封胶等）密封胶。弹性密封胶的物理性能要求与标准要求基本一样，见表2。

表2 弹性密封胶的物理性能要求标准Tab.2 Standard requirements for physical properties of elastic sealant

表2中密度、表干时间、下垂度、适用期等物理性能测试均按以往已有的标准方法提出要求。标准T/ZBH 004要求硅酮型密封胶无烷烃增塑剂，禁止掺有劣质增塑剂（如白油等）。以往标准中均未对水蒸气透过率作出具体指标要求，标准T/ZBH 004根据验证试验结果，分别对硅酮型、聚硫型密封胶规定了水蒸气透过率指标值，聚硫型密封胶的气密性通常优于硅酮型密封胶。因结构装配型密封胶涉及结构安全，其力学性能要求和非结构装配型密封胶相比有很大差异，因此标准T/ZBH 004分别规定力学性能，见表3、4。

表3 非结构装配型弹性密封胶的力学性能标准Tab.3 Standard of mechanical properties of elastic sealant for non-structural glazing

表4 结构装配型弹性密封胶的力学性能标准Tab.4 Standard of mechanical properties of elastic sealant for structural glazing

结构密封胶制作成中空玻璃应用在建筑幕墙特别是高层建筑幕墙中，其承受的作用力非常复杂，除了受到正反方向的风荷载作用力，还要受到剪切、机械疲劳等各种不同的作用力，这些复杂外力使结构密封胶加速老化。中空玻璃在使用过程中还受到周围环境因素的影响，如：紫外线照射、雨水、低温、高温、高湿以及盐雾环境和、酸雾环境等因素都会加速密封胶的老化，降低其使用寿命。因此需要设置相应检测项目、规定技术指标要求以保障中空玻璃安全。因此在中空玻璃结构粘接用密封胶的制作过程中，应考虑以上所有因素；而对于中空玻璃用非结构密封胶，因其具有框架支撑保护，只需要进行常温、高温及相对较短时间的水-紫外光照射处理后粘接拉伸强度的测试[5]。

为了控制硅酮结构胶在高温、低温、雨水、光照、酸雾、盐雾以及幕墙清洗剂清洗影响后的性能衰减速率，规定80℃、-20℃（-40℃）、水-紫外线光照、NaCl盐雾、SO2酸雾、清洗剂处理后的拉伸粘接强度保持率，指标参考标准JG/T 471定为≥75%，粘接破坏面积≤10%。规定非结构型密封60℃、-20℃拉伸粘接强度保持率≥75%，粘接破坏面积≤10%。硅酮结构密封胶水-紫外线光照试验的时间为1 008 h，而对于中空玻璃用非结构密封胶，因有框架保护光照时间设定较短为168 h，根据验证试验结果将粘接破坏面积指标定为≤20%。硅酮结构密封胶有关剪切、撕裂、疲劳、弹性恢复率、蠕变等力学性能测试及技术指标要求均参照标准JG/T 471进行规定[6]。

3 T/ZBH 004标准和国外先进标准对比情况

热熔型密封胶，目前未见到产品相关的国外标准报道。弹性密封胶产品方面，国外先进标准主要有欧洲标准ETAG 002—2012、EN 15434—2010和 EN 1279—2002（第 4部分）[7～9]，相关标准对比情况见表5。

表5 标准T/ZBH 004与国外先进标准有关弹性密封胶要求对比Tab.5 Comparison between T/ZBH 004 and foreign advanced standards

从表5可以看出，标准T/ZBH 004参照了欧洲标准ETAG 002、EN 15434和EN 1279的相关内容，结合中国标准JC/T 914、GB/T 29755、JG/T 471等各类相关标准的要求，较以往国内外标准对中空玻璃各类密封胶耐久性、气密性、耐环境老化性能、力学特性等提出更为全面的要求，具有较高的技术水平。标准T/ZBH 004规定热重分析、红外光谱分析及密度限量指标等控制项目，保证产品的稳定性和唯一性，防止掺白油密封胶的危害；设置了剪切、撕裂、机械疲劳等检测项目，全面考虑了结构密封胶在实际使用过程中所受到的各种复杂外力；通过水-紫外线光照试验、酸雾、盐雾等试验项目，充分考虑了环境因素对结构密封胶性能的影响；用力学性能的保持率的方法来衡量密封胶性能水平，有效地反映了中空玻璃密封胶的耐久稳定性。

4 结论

标准T/ZBH 004借鉴国内外先进标准编制，在国内首次给出了热塑性间隔密封胶产品的术语和定义，并规定了该产品的技术指标要求。在我国以往热熔型丁基密封胶、弹性密封胶有关标准的基础上，提高了部分检测项目（如丁基热熔密封胶针入度、热老化、持粘性等项目）技术指标要求；弹性密封胶水蒸气透过率、水紫外光照后拉伸粘接性等项目。标准T/ZBH 004的实施有助于提升我国中空玻璃密封胶产品质量，指导业内人员合理选用优质密封胶产品制作高质量水平的中空玻璃，促进我国建筑节能技术的进步和发展。