5 深加工玻璃之中空玻璃

深加工玻璃主讲：宁海霞绵阳职业技术学院2009-7-28普通硅酸盐工艺学中空玻璃提纲•中空玻璃概述•中空玻璃生产工艺•中空玻璃的性能•中空玻璃在检测中出现的问题及原因•中空玻璃的应用一、概述1、定义两片或多片平板玻璃其周边用间隔框分开，并用密封胶密封，使玻璃层间形成有干燥气体空间的玻璃产品。2、与普通双层玻璃的区别前者密封，后者不密封。后者灰尘、水汽很容易进入玻璃内腔，水汽遇冷结霜，遇热结露，附着在玻璃内表面的灰尘永远不能清除。双层玻璃在一定程度上也能起一定的隔音、隔热作用，但性能却相差甚远。3、分类概述普通型：以浮法白玻为基片，以一个气塞为主的中空玻璃。它具有中空玻璃的三大基本功能：节能、隔音、防霜露。复合型（特殊型）：采用镀膜玻璃、安全玻璃、丝网印刷玻璃等为基片，以一个气塞为主的中空玻璃。它除了具有三个基本功能外，还增加了安全性、装饰美化等功能。1、中空玻璃的生产方法：•胶接法把玻璃与间隔框粘接在一起，以形成中空玻璃的方法。•焊接法将两块或两块以上的玻璃以金属焊接的方式，使其周边密封相连。•熔接法对两块材质相同玻璃的边部进行加热，使其熔化而直接熔合在一起。•胶条法两块玻璃四周用一条两侧粘有粘结胶的胶条粘结成具有一定空腔厚度的中空玻璃。二、生产工艺生产方法胶接法焊接法熔接法制造过程它把玻璃与周边支撑框架胶接在一起它把玻璃与周边支撑框架焊接在一起把两块玻璃板的周边加热后对接而成边框材料铝材、塑料、橡胶金属条、槽形合金不需要框架封接材料封口胶、玛蹄脂、聚乙烯缩丁醛薄膜锡合金、低熔点封接玻璃不需封接材料，但玻璃厚度为3～4mm生产规格小于14～15m2最大为18m2小于2.2m2干燥剂硅胶充分干燥空气微真空几种方法的对比2、生产工艺流程胶接法的生产工艺流程填充分子筛磨边洗涤干燥检验放框原板的切裁合片压片涂密封胶检验入库制框铝框的准备边框涂丁基胶干燥剂的选用种类分子筛硅胶混合干燥剂FONDSORB化学成分铝硅酸盐二氧化硅前二者混合体物体结构晶质非晶质晶质与非晶质混合物形状球形球形或颗粒状球形或颗粒状球形，Φ1-2mm或Φ0.5-1.2mm吸水能力20%-25%30%-35%30%-35%16%表面状态有细孔，孔径0.3mm有细孔有细孔粘接胶、密封胶及其制备材料名称使用部位基本性能与间隔框的作用丁基橡胶异丁橡胶玻璃与间隔框之间1.热态使用2.化学性质不活波3.塑性，水蒸气（或气体）穿透性很低对间隔框及玻璃有良好的粘接性能，固定间隔框与玻璃的位置聚硫橡胶间隔框外侧、玻璃与玻璃之间1.常温下使用2.胶本身起固化反应3.弹性，水蒸气（或气体）、液体的穿透性较低对玻璃与玻璃及内密封胶有良好的粘结性能，抗水蒸气(或气体）的侵入及化学侵蚀，外固定与密封密封胶的理化性能序号项目优等品合格品12密度（t/m3)A组分B组分粘度（Pa·s）A组分B组分1.681.59350-1000250-600345适用期（min）不大于表干时间（h)不大于硫化24h后硬度不小于（肖式硬度）60235120630678下垂度（mm)不大于粘结拉伸强度（MPa）不小于粘结拉伸断裂强度率（%）不小于20.68020.470910热空气-水循环后定伸粘结性能（定伸110%）紫外线辐照-水浸后定伸粘结性能（定伸110%）不破坏不破坏111213紫外线辐照发霉性低温柔性（℃）水蒸气渗透率〔g/(m2·d)〕不大于无雾-4015-4015焊接法的生产工艺流程原片检验切裁磨边边部洗涤边部镀锡洗涤干燥空腔充气边部预热边部镀铜合片焊接周边边框钻孔封孔检验包装入库焊接边框装干燥器三、性能1、热学性能窗户内外的热能通过辐射、对流、传导三种方式透过中空玻璃进行传热。热量通过中空玻璃的传递用传热系数K表示aiK1111中空玻璃对太阳辐射的吸收率A、透射率T、反射率R的关系：A+T+R=1当温度为20℃时，空气、玻璃和铝框的K值分别为0.11、2.88、86.26kJ/(m2·h·℃)玻璃厚度(mm)空气层厚度(mm)导热系数[(w/(m·℃)]隔热值[(w/(m2·℃)]窗玻璃双层中空玻璃双层中空玻璃3336127.123.603.226.473.413.12几种玻璃的对比太阳辐射的可见光辐射到中空玻璃时，一部分透过玻璃进入室内，另一部分被玻璃反射回室外。由于两片玻璃之间存在反射与再反射，因此，中空玻璃可见光的反射率与两片组成玻璃的反射率之和存在微小差异。2、光学性能各种厚度的玻璃及各种厚度的间隔层组成的中空玻璃均具有较好的隔音性能，因此，采用中空玻璃可以减小室外通过窗户进入室内的噪音，使室内免受外界噪音的干扰，中空玻璃的隔音性能可用平均隔音量R0表示，当声波垂直于玻璃入射时，玻璃的隔音量的理论值可为：3、隔音性能20001lg10cfMR式中：R0为玻璃对垂直入射噪音的隔音量（dB)M0为玻璃单位面积的质量•中空玻璃的隔音能力与气体间隔层的厚度和面积有关，厚度和面积越大，隔音性能越好。•在间隔层中充入其容积6%的SF6气体，可有效地提高隔音性能。中空玻璃与墙体的隔音性能种类平均隔音能力（dB)双层中空玻璃（4+A12+4）（5+A6+5）（12+A12+12）三层中空玻璃（4+A12+4+A12+4）外侧粉刷的单层墙带空气层的双层墙带空气层和绝热材料的双层墙带绝热材料的双层墙28253230-3147-5851-6157-6257-62•结露：玻璃表面出现冷凝水珠的现象。•导致玻璃结露的原因：同一片玻璃的两面温差较大。•中空玻璃的优点：由于中空玻璃的气体间隔层具有良好的隔热性能，使得中空玻璃的内外层玻璃在冬季采暖的情况下具有较大的温差，而同一片玻璃的两面的温差却很小，因此，中空玻璃具有较好的防结露性能。4、防结露性能四、在检测中出现的问题及原因1、初始露点主要测试中空玻璃内空气是否干燥，国标规定露点等于或低于-400C为合格。造成初始露点不合格的原因是：（1）使用的分子筛不合格或已经失效。如果盛装分子筛的容器密封不严，分子筛就很容易失效。这时应进行活化处理，即在烘箱中3000C下加热3h以上。（2）生产车间空气湿度过大。（3）铝框装入分子筛后不能及时合片，时间太长分子筛吸水失效。2、紫外线照射此项检测主要测试中空玻璃密封胶是否含有影响视线的有机挥发物。中空玻璃样品经300W紫外灯连续照射168h后，在23±2℃的温度下存放一周，中空玻璃内表面不应出现雾状、油状或其他污染物。不合格的原因是：（1）密封胶中有机挥发物含量过高。（2）铝条未经去污处理。3、密封检验此项试验用来测试中空玻璃密封胶的软硬程度，以及是否存在泄露。样品在低于环境气压10±0.5KPa的条件下保持2.5h，厚度增长偏差15%为合格。检测中出现问题是漏气或厚度增长偏差过大。不合格的原因为：（1）操作人员不仔细，使密封胶密封不良。（2）密封胶混胶不匀或称量不准确，影响了密封胶的固化。（3）密封胶层宽度过窄。4、高温高湿试验此项试验主要测试密封胶的粘结力、水气透过率及分子筛的有效吸附能力是否达到标准要求。样品在高温高湿试验条件下（湿度95%，温度在25-55℃之间有规律的变化）进行224个循环。每一个循环中空玻璃内的气体都要经过一次膨胀和收缩，这样对密封胶的粘结力就有较高的要求。另外，由于湿度较大，密封胶的水汽透过率应较低，而分子筛要有较强的吸附能力。检测中经常出现的问题是最终露点升高和开胶现象。造成的原因为：（1）使用了不合格的密封胶或已超出保质期。经高温高湿试验后，胶与玻璃脱开而进水。（2）混胶不均，没有完全固化。（3）分子筛有效吸附能力低或在空气中暴露时间过长。操作人员不仔细，密封胶密封不好，有漏气部位。因为分子筛不仅要吸附掉生产时密封于间隔层中空气里的水分，使初始露点合格，还要不断地吸附通过胶层扩散到间隔层中的水分，使最终露点也符合要求。（4）玻璃未清洁干净造成粘结力下降。（5）在手工涂胶时由于一次混胶太多，部分胶出现硫化，使得胶层气泡增多影响粘结强度。（6）原材料搭配不合理。在用硅酮橡胶制作中空玻璃时，必须和丁基胶配合使用，因为硅酮胶的水汽透过率较高。5、气候循环试验这是一项耐老化试验，是对中空玻璃综合性能的考察。它模拟一年中的四季气候（冷、热、风、雨），每个循环都要经过加热、自然冷却和强制冷却三个阶段，共进行320个循环，检验中易出现问题是中空玻璃炸裂、开胶和最终露点升高。主要原因除在高温高湿中提到以外，还包括：（1）密封胶在低温条件下没有保持较好的弹性。（2）密封胶中挥发性溶剂含量过高（不应超过1.5%）。（3）玻璃原片本身退火不好。五、应用•在建筑、装饰中的应用玻璃幕墙、建筑物的窗户•在火车、轮船等交通设备上的应用火车车厢、轮船的窗户•在防霜、隔热、防寒观察门上应用保险柜、冰柜、冷库等观察门•在机场塔台及瞭望哨的窗户使用