干燥剂在密封胶条中的研究及应用

张娜娜 王海利 王玲玲 朱吟湄

摘要：丁基密封胶条是微中空结构的一个主要组成部分，其主要作用是保证中空玻璃的气密性。通过在丁基密封胶条中加入干燥剂，使其具有较高吸水性能和极低的水蒸气透过率，改善了中空玻璃的密封和节能效果，同时也不影响其基本应用性能。

关键词：微中空、干燥剂、吸水性能、密封

中图分类号：TQ436+.6

文献标识码：A

文章编号：1001-5922（ 2019）08-0020-04

微中空改造技术是在既有门窗、幕墙玻璃的室内一侧，通过安装间隔条（传统铝间隔条或柔性带干燥功能的暖边胶条），加装节能玻璃与原框及玻璃有效连接和密封，形成（0.5-5） mm微中空间隔层，可有效提高门窗、幕墙的节能效果，参见图1。

因其具有优良的隔热、隔音、采光等性能，在既有建筑行业得到了相当广泛的应用。丁基密封胶条是微中空结构的一个主要组成部分，作为微中空的第一道密封胶，其主要作用有二：一是预固定玻璃，起粘接作用;二是因其具有极低的水气透过率可以保持中空玻璃的气密性，起密封作用，从而保证中空玻璃的密封性能。文章通过在丁基密封胶条中加入干燥剂，可有效吸收微中空玻璃腔内的水分，提高吸水性能，并阻止外界水气的渗入，改善了中空玻璃的节能和密封效果，同时也不影响其基本应用性能。因其不含任何金属，用丁基密封胶条制作的中空玻璃节能效果明显，特别是降低了边部的冷凝现象，被称之为“暖边间隔条”。

1 试验部分

在高温条件下向捏合机中依次加入丁基橡胶、聚异丁烯、增粘剂、软化剂、抗氧剂后，在真空保护下共混30min，再加入填料和色素，真空保护下混合60min，然后加入干燥剂真空混合60min后，得到分散均匀的丁基胶，再通过螺杆挤出机挤出成型，最终制成丁基密封胶条。

2 结果与讨论

2.1性能研究

新型丁基密封胶条是一种热塑性弹性体，内含干燥剂的热塑性弹性体构成，干燥剂用来干燥两片中空玻璃单元空腔内的空气。其作用是用于微中空节能技术改造，目的是提高门窗、幕墙的节能效果，因此不仅要求具有一定的刚性，而且还要有良好的密封性能和吸水性能。

通过一系列的配方研究，调整不同原料之间的比例，确定出最佳配方，并依据Q/ZZY033《中空玻璃用热塑性间隔条》标准进行性能测试。

2.1.1 针人度

针人度是表征产品在常温的软硬程度和高温下的热熔性能及流变性能，以最佳配方所制得的样品与国外样品进行针人度测试，实验结果如表1所示。

由表1可以看出，MF9IOK产品的25和80℃针入度数值均小于普通丁基胶数值，说明MF9IOK产品在一定程度上具有支撑作用，有效防止施工时胶条变形，可满足微中空玻璃在改造过程中硬度要求。

2.1.2 标准水分吸附率

标准水分吸附率表征产品的吸水性能，主要考察产品的水分吸收能力，是中空玻璃密封性能是否良好的一个重要保障，实验结果如表2所示。

由表2可以看出，MF910K产品与普通丁基密封胶相比，MF9IOK产品的标准水分吸附率较高，说明MF9IOK产品吸水能力较强，更能保证微中空玻璃的产品性能，而普通丁基胶吸附水分的能力。

2.1.3 水蒸气透过率

水蒸气透过率表征产品的气密性，是确保中空玻璃寿命的重要技术指标之一。以最佳配方所制得的MF9IOK进行水蒸气透过率测试，实验结果如表3所示。

由表3可以看出，MF9IOK产品与普通丁基密封胶相比，MF9IOK产品的水蒸气透过率较低于普通丁基胶，可以更好阻止外界水气的渗入，使中空玻璃的气密性更好。

2.1.4 热老化性能分析

热老化实验要求经过长期高温，产品表面应无龟裂、粉化、失粘现象。将MF9IOK制备成50mm×40mmx2mm的试件4块，将4个试样分别置于铝板上，在标准条件下水平放置8h，取其中3块放进130℃的烘箱中，50h后观察热处理后的试样的表面变化情况。实验结果如表4所示。

由表4可以看出，MF9IOK经高温老化后表面无龟裂、粉化、脱粘现象，具有较高的热稳定性，满足中空玻璃高温应用环境。

2.1.5 剪切强度

剪切强度表征产品的力学性能，主要考察产品对玻璃粘接力的大小，是检测密封胶质量的主要指标。MF9IOK进行剪切强度测试，实验结果如表5所示。

由表5可以看出：MF9IOK产品与普通丁基密封胶相比，MF9IOK产品剪切強度较大，具有较高的内聚强度，在中空玻璃制作时对玻璃起到更好的预固定作用。

2.1.6 低温柔性

此项指标表征产品在低温环境下的工作能力。试验参考GB/T13477.7-2002《建筑密封材料试验方法低温柔性的测定》的规定方法，将样品制成（中5mm+O.lrmm） x80mm的圆柱条，表面光滑无气泡和杂质。置于-45℃条件下2h，然后迅速180°对折，对折在1-2s内完成，对折后立即检查试样开裂或断开情况。实验结果如表6所示。

由表6可以看出：MF9IOK产品在-45℃条件下仍具有较好的柔性，使得制作的微中空玻璃具备良好的安全性和可靠性，满足中空玻璃低温应用环境。

2.1.7 产品全面性能分析对比

根据以上实验结果，对产品的全面性能进行分析对比，实验结果如表7所示。

从表7可以看出，MF9IOK产品与普通丁基胶对比有以下优势：①针人度数值较小，在一定程度上具有支撑作用;②标准水分吸附率较高，吸水能力更强;③水蒸气透过率较低，具有更好的气密性。

2.2 微中空玻璃性能研究

用MF9IOK丁基密封胶条和MF883硅酮中空结构密封胶制作中空玻璃模拟微中空，玻璃规格为5 lOmmx 360rmux4rmu，微中空间隔层：3mm，制作条件：25℃，RH58%，共制作5块，编号：1#，2#，3#，4#，5#，进行露点测试试验和耐紫外线辐照试验。

2.2.1 露点测试

按照CB/T119444《中空玻璃》标准测试其露点合格所需时间。

从表8可以看出，制作的中空玻璃-60qC露点合格时间为72h。

2.2.2 老化后露点测试

按照GB/T11944《中空玻璃》标准中7.5水气密封耐久性试验第二阶段（58℃，RH95%，7周）进行老化，试验结束后测试露点。

从表9可以看出，制作的中空玻璃老化后露点均合格。

2.2.3 耐紫外线辐照试验

按照CB/T11944《中空玻璃》标准进行7.4耐紫外线辐照试验。

从表10可以看出，制作的中空玻璃经过耐紫外线辐照试验后合格。

2.2.4 微中空玻璃测试总表

由表11可知，用MF9IOK丁基密封胶条和MF883硅酮中空结构密封胶制作中空玻璃模拟微中空（间隔层3mm），- 60℃露点合格时间为72h，按照CB/T11944《中空玻璃》标准中7.5水气密封耐久性试验老化后露点测试和7.4耐紫外线辐照试验均合格。

2.2.5 暖边优势

暖边间隔条具有弹性结构和呼吸性强的特点，其热传导值只有0.168W/m-K，是铝间隔条的1/950，是不锈钢间隔条的1/85。用暖边间隔条制作的中空玻璃与槽铝式中空玻璃相比可降低K值（0.6-0.8） W/m2.K，具有极佳节能效果，整窗的K值能降低（0.2-0.4） W/m2.K。

用暖边间隔条对原有的玻璃门窗改造后，夏热冬冷的现象可明显改善，夏季同期室内温度平均降低3-5℃，可節省空调电耗45%以上;冬季同期室内温度平均提升3-5℃[3]，可节省采暖能耗61%以上，节能效果十分显著。即便原有玻璃是透明中空玻璃，改造后的能耗降低率仍然十分显著，夏季可节省空调电耗34%以上，冬季可节省采暖能耗41%以上。

3 使用

新型丁基密封胶条用于高效、超薄微中空玻璃生产，施工环境条件要求环境温度应不低于lO℃，否则会影响粘接;施工现场应清洁、平整、无粉尘、通风良好。产品包装打开后应尽快使用;若未使用完请将丁基胶条包装密封完好，避免胶条失效。

4 结语

新型丁基密封胶条具有良好的抗老化性能、较高的水分吸附能力和极低的水蒸气透过率，这些优良的性能使得制作的中空玻璃也具有较好的气密性和耐久的使用性。

中国能源消费构成中的建筑能耗比例已经接近30%，在建筑能耗中，采暖及空调能耗占到55%以上。因此，降低建筑能耗，尤其是降低采暖及空调能耗已经成为中国社会节能降耗的重要构成部分。按照既有幕墙及门窗面积约为441亿m2，其中30%既有建筑需要改造，面积约为132亿m2。经测算，采用微中空技术改造既有建筑的门窗玻璃可以有效减少既有建筑中采暖及空调能耗30%以上，将极大程度提高既有建筑节能改造的便利性，为中国建筑节能改造产生深远的影响。

参考文献

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