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中空玻璃的失效原因分析及预防措

来源:中国玻璃行业信息网  作者:董凤龙  日期:2005-1-25
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   (2)干燥剂的有效吸附能力低。中空玻璃干燥剂的有效吸附能力指的是干燥剂被密封于间隔层之后所具有的吸附能力。它是分子筛的性能、空气湿度、装填量以及在空气中放置时间等的函数。干燥剂的作用有两个,其一是吸附掉生产时密封于间隔层中的水份,使得中空玻璃有合格的初始露点;其二是不断地吸附从环境中通过胶层扩散到间隔层中的水份,保证中空玻璃始终有符合使用要求的露点(检测中称为最终露点既经过高温高湿和气候循环试验后测得的露点),因此要求干燥剂要有较强的吸附能力。如果干燥剂的吸附能力差,不能有效的吸附通过扩散进入间隔层中的水份,就会导致水份在间隔层中聚集,使中空玻璃的露点上升。 
    (3)生产时的环境湿度;如果生产车间的环境湿度较大,就会消耗干燥剂的吸附能力从而使干燥剂的剩余吸附能力降低,使得中空玻璃使用寿命缩短。(湿度应控制在50%以下) 
    (4)中空玻璃的生产工艺控制;如果分子筛在空气中暴露时间较长,其有效吸附能力就会降低。另外混胶不匀(涂胶后不固化)或一次性混胶太多造成部分胶出现固化(混合后的密封胶随温度升高固化速度加快,一般车间温度应控制在20—25℃,混胶后应在最短的时间内用完,从搅拌到涂胶完毕不应超过20分钟)产生气孔并降低玻璃和密封胶之间的粘结强度。工艺上玻璃清洗不净、双道密封时丁基胶断条或角部密封不严等均可造成中空玻璃的质量下降。 
    (5)密封胶的水汽透过率和胶层宽度;水汽通过聚合物(密封胶一般均为高分子聚合物)扩散进入间隔层是中空玻璃失效的最主要原因。众所周知任何聚合物都不是绝对不透气的,用于中空玻璃的密封胶(通常为聚硫橡胶硅橡胶、丁基胶等)也是如此。对于这些高分子材料由于其两侧逸度差(压差或浓度差)的存在,为聚合物做等温扩散提供了驱动力。在逸度较高的一侧聚合物分子因吸附气体分子进入固体聚合物中,移动并穿过聚合物链阵,从聚合物的另一侧(逸度较低的一侧)释放出来。对于中空玻璃的密封胶而言,主要扩散物就是空气中的水份。
水份的扩散遵循如下关系式:                         
J = P / L×ΔP      
式(1)式中:
    J—扩散速率,指单位时间、单位面积上气体通过一定厚度的聚合物的扩散量;         
    P—气体渗透系数,是材料固有的一种物理性质;         
        L—聚合物的厚度;        
      ΔP—聚合物两侧的气体分压差。      
   从上式可知,影响水蒸汽扩散的因素主要是聚合物的气体渗透系数(气密性)胶层宽度和间隔层内外的水汽分压差。 
   (6)  复合丁基胶条的质量   胶条式中空玻璃近几年发展较快,国内现有生产线30多条,产量近800万平方米。胶条与玻璃的粘结强度是决定中空玻璃寿命的主要因素。    
    2.中空玻璃炸裂的原因:       
   导致中空玻璃炸裂有多种原因。有生产方面的、选材方面的、安装运输方面等。玻璃炸裂的主要原因可以归纳为以下几种: 
   (1)生产时的环境温度  生产中空玻璃时,密封于间隔层内的压力是生产环境温度下的压力。在使用过程中,往往是使用温度和生产环境温度相差较大。空气的热胀冷缩会使空气的压力发生变化,在夏季使用环境温度一般都高于生产环境温度,间隔层中的空气发生膨胀,产生正压,特别是用吸热玻璃制作的中空玻璃,玻璃的吸热效果很强,间隔层内空气温度更高,产生的正压也就更大。当由于间隔层空气膨胀引起的压力高于玻璃的破坏压力时,玻璃便会发生炸裂。同样在冬季时,生产温度高于使用时的环境温度,间隔层内空气收缩,而产生负压,当玻璃面积较大而间隔框又较小时,两片玻璃的中心部位有可能帖在一起形成类似彩虹的斑点严重影响使用效果(此缺陷可以事后纠正但比较麻烦)。95年秋天北京曾发生过这一现象,经查证得知中空玻璃是在夏季生产的。当在风雪载荷的联合作用下,有可能使玻璃发生破裂。另外我国地域辽阔如供需两地气压相差较大,也可使玻璃发生变形,这时就应在施工现场进行矫正。 
   (2)  玻璃在生产时的变形         
   水平法生产中空玻璃时(目前手工或半手工生产几乎全部是水平法),由于玻璃下部受支撑的面积较少而且支撑多在中心部位,加之上片玻璃的重量全部加到下片玻璃上,使下片玻璃向上弯曲,上片玻璃由于自重向下弯曲,结果造成中空玻璃的间隔层变薄,玻璃安装使用时就自然存在负压使玻璃上产生预应力,面积较大的中空玻璃这种现象更为突出(变形严重时必须矫正)。由于玻璃上预应力的存在,减少了其抵抗外力的能力,在外界因素变化较大时容易发生破裂。 
   (3)使用后产生“热炸裂”                  
   在使用吸热玻璃和镀膜玻璃为原片制作中空玻璃时,由于在玻璃的两点间存在的温度差较大而产生热冲击导致玻璃不破坏。值得一提的是热带地方较少发生热炸裂 。  
   (4)安装时玻璃上产生预应力                                
   玻璃在安装时框架不平或弹性密封胶条质量不佳使玻璃发生弯曲变形从而产生预应力,由于玻璃预应力的存在降低了其抗风压强度,甚至发生破裂。 
   (5)包装运输不当使玻璃炸裂       
        中空玻璃不同于其它玻璃,中空玻璃在受到压力时是单片受力,如果衬垫不平极易造成中空玻璃炸裂。另外在生产中玻璃磨边质量不好或在运输中玻璃边部由于碰撞产生微小裂口而在安装前又不易被发现(由于周边涂胶)安装后受外力影响裂纹增长而使玻璃破裂。

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