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引言
隨著我國建筑業的不斷發展，建筑總能耗也越來越高。中空玻璃作為節能建筑的一部分，如何提升中空玻璃的性能，降低因中空玻璃導致的能耗，以及如何延長中空玻璃的有效使用壽命，已成為建筑行業所關注的一個焦點。據卜宇波等多年的工程建監理經驗，指出建筑用中空玻璃的制造實施監造，對其制造材料、工藝實施控制，可有效提高中空玻璃的使用壽命，保證建筑用中空玻璃的節能、美觀、耐久性等要求[[i]]。馬啟元、李少甫等的分析指出建筑中空玻璃出現的過早結露、滲水、邊緣開膠甚至外層玻璃墜落事故，多與邊緣粘結耐久性和承載力不足有關[[ii]]。目前，歐洲、德國等發達國家對充氣式中空的節能要求高，且對低能耗中空的應用比國內多，相比較而言，他們對充氣中空玻璃用外道密封膠標準的研究也比較先進。國內尚無標準對充氣中空玻璃用密封膠的性能做出規定[[iii]]。所以，通過解讀國外中空玻璃用聚硫密封膠先進標準，確定先進性能要求，并研制一款具有高性能的充氣中空玻璃用聚硫密封膠，對節能環保意義重大。
1、先進建筑用玻璃-中空玻璃標準的選定
國內，目前有關中空玻璃用彈性密封膠的產品標準有GB/T 29755—2013[[iv]]《中空玻璃用彈性密封膠》，以及JG/T471-2015[[v]]《建筑門窗幕墻用中空玻璃彈性密封膠》。GB/T 29755—2013標準規定了產品滿足應用的基本性能及最低合格要求，未規定表征不同質量水平材料的性能標準值，也未對產品質量持續穩定性和一致性提出要求，缺失密封膠粘接應用必需的技術性能[[vi]]。JG/T 471-2015標準立足于國際先進中空玻璃用彈性密封膠標準，并結合GB/T 29755—2013，對中空玻璃用彈性聚硫密封膠的性能給出了規定。
國際上，EN1279《建筑用玻璃-中空玻璃》作為CEN成員奧地利、比利時、捷克、丹麥、芬蘭、法國、德國、希臘、冰島、意大利、盧森堡、馬耳他、尼德蘭、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士和聯合王國的國家必須執行的歐洲標準，存在英語、法語、德語三種公認的版本，標準中明確規定，從2003年5月起，這些國家的相關國標必須與該標準一致[[vii]]。EN1279-3附錄B中明確指出滿足本標準的聚硫密封膠的有效使用壽命至少為25年[[viii]]，是目前建筑用中空玻璃標準中可預估壽命較長的方法標準，屬于國際上較為先進的建筑用中空玻璃標準。該標準共包含6大部分，本文涉及聚硫密封膠性能的測試依據EN1279-4，涉及充氣中空玻璃性能測試及評價依據EN1279-2、-3進行。
2、實驗部分
本文共設計了4個不同原膠含量的中空玻璃用外道聚硫密封膠A組分配方：含量分別為25%、30%、35%、40%;并將這4個配方配套同一個B組分，按照質量比A:B=10:1的配比，依據EN1279-2、-3、-4部分進行檢測。
2.1主要原料及耗材
主要原料：液態聚硫橡膠、環保型增塑劑A、環保型增塑劑B、補強型填料、觸變劑、增粘劑、促進劑A、促進劑B、MnO2、炭黑;
耗材：浮法玻璃75 mm×12 mm×6 mm、(502 ± 2)mm×(352 ± 2) mm×4mm、12A鋁間隔條、MF910丁基密封膠、3A分子篩（詞條“分子篩”由行業大百科提供）。
2.2 主要測試儀器
梅特勒電子天平、2L雙行星攪拌釜，電子萬能試驗機，三輥研磨機，2500L攪拌機（詞條“攪拌機”由行業大百科提供）組，恒溫鼓風干燥箱、中空玻璃紫外輻照試驗箱，高低溫交變試驗箱;
2.3 密封膠的制備工藝
雙組分聚硫密封膠A組分的制備工藝：按表1所示的配方量加入2L雙行星攪拌釜，攪拌抽真空制得;B組分的制備工藝：按表2所示配方量配料→攪拌釜初混和→三輥研磨機壓碾→攪拌抽真空制得。
2.4密封膠的性能測試
密封膠的性能測試主要依據EN1279-4《建筑用玻璃-中空玻璃第四部分：邊緣密封膠的物理屬性的試驗方法》進行，包含工型試樣的拉伸粘結性及水蒸氣透過率測試。
拉伸粘結性規定將密封膠制備成50 mm×12 mm×12 mm工型試樣，并依據標準進行4種方式：①標準條件養護21d、及養護后得各項老化處理：②熱處理(60±2)℃×(168±5)h，③標準條件下浸水(168±5)h，④紫外(96±4)h)處理后的拉伸測試;本部分規定了拉伸試樣在應力-應變曲線的OAB區域內均無脫粘、無破壞，OAB區域詳情見圖1;且符合本標準的密封膠的拉伸強度應≤2.0MPa，伸長率應≤150%。
水蒸氣透過率測試，依據EN1279-4制備2mm厚的膠樣，將水分含量小于5%的分子篩置于水蒸氣透過率測試儀的透濕杯中，再將膠樣放到透濕杯上，再將透濕杯置于(23±1)℃，相對濕度（詞條“相對濕度”由行業大百科提供）≥90%的試驗箱中，間隔一定的周期稱量透濕杯的質量，并繪制時間-質量曲線圖，取6個以上的數據連線趨于穩定時，則認為這條直線的斜率為水蒸氣透過率。
2.5中空玻璃性能的測試
充氬氣中空玻璃的制備：玻璃尺寸 (502 ± 2)mm×(352 ± 2) mm×4 mm，鋁間隔框規格為12A，內道膠為MF910G丁基密封膠，每膠樣制備15件。
2.5.1水氣滲透指數依據EN1279-2《建筑用玻璃-中空玻璃第二部分：水氣滲透的長期試驗方法和試驗條件》進行測定[[ix]]。
2.5.2氣體泄漏率按EN1279-3《建筑用玻璃-中空玻璃第三部分：氣體滲透和氣體濃度的公差的長期測試方法和必要條件》進行測定。
3、 結果與討論
3.1 不同原膠含量對密封膠性能的影響
在A組分配方中，保證其他原料種類及重量不變的情況下，僅改變原膠含量(配方詳情見表1)，配套固定B組分(B組分配方詳情見表2)，依據EN1279-4測試密封膠性能。
測試項目包含4種條件下的拉伸粘結性實驗及水蒸氣透過率。不同原膠含量密封膠的拉伸測試數據見表3;
由表3數據可知，⑴四個原膠含量配方的各拉伸試樣在應力-應變曲線的OAB區域均無脫粘等任何形式的破壞，僅A-4#的伸長率超標，不滿足本部分標準要求;⑵隨著A組分中原膠含量由25%遞增到40%，制備的工型試樣在標準條件及各種老化處理后的拉伸強度亦遞增，原因是隨著原膠含量的增加，密封膠體系的交聯度升高，導致拉伸強度的增加;⑶當A組分中原膠含量為40%時，伸長率>150%，不滿足標準規定EN1279-4，分析原因可能是原膠含量升高到40%時，體系粘度（詞條“粘度”由行業大百科提供）降低明顯，交聯后沒有足夠量的填料去填充并支撐交聯網狀結構的骨架，導致彈性增加，伸長率變長;⑷四個配方的水蒸氣透過率數值相近，說明水蒸氣透過率數值大小主要由材料種類決定，同一種材料不同配方的水蒸氣透過率數值差別不大。
3.2 不同原膠含量對充氣中空玻璃氣體密封耐久性的影響
將A-1#、A-2#、A-3#、A-4#依據EN1279-3標準要求制備充氣中空玻璃樣件，要求初始氬氣濃度≥90%，并按照本部分要求進行氣體密封耐久性的測試。
將充氣中空玻璃試件在標準實驗室條件下養護2周后，進行如下2個階段的測試：第一個階段是從-18℃～53℃的一個高低溫循環過程，每個循環12h，共28個循環，14天;第二個階段是T：58℃，RH:95%的高溫高濕過程，持續4周。測試過程詳見圖2。
經過以上兩個階段的加速老化以后，測試充氣中空玻璃單元中氬氣濃度，計算氬氣提泄漏率。
由表4數據可知，A-1#、A-2#、A-4#，三個配方依據EN1279-3氣體密封耐久性測試后，氣體泄漏率高于1.00%a-1，不滿足標準要求，僅A-3#配方滿足。
3.3 不同原膠含量對充氣中空玻璃耐久性水氣滲透指數的影響
將滿足EN1279-4標準要求的A-1#、A-2#、A-3#依據EN1279-2標準要求制備充氣中空玻璃樣件，要求初始氬氣濃度≥90%，按照EN1279-2進行加速環境老化后水氣滲透指數的測試。
將試件在標準實驗室條件下養護2周后，進行如下2個階段的測試：第一個階段是從-18℃～53℃的一個高低溫循環過程，每個循環12h，共56個循環，28天;第二個階段是T：58℃，RH:95%的高溫高濕過程，持續7周。測試過程詳見圖2。
經過以上兩個階段的加速環境老化后，依據EN1279-2測試中空玻璃的水氣滲透指數。
由表5數據，可知，A-1#、A-2#、A-3#、A-4#，四個配方依據EN1279-2進行加速環境老化后，單個水氣滲透指數均≤25%，平均水分滲透指數均≤20%，均滿足標準要求;但拉伸強度較高的A-3#配方，其水分滲透指數單個值及均值均遠小于A-1#、A-2#、A-4#。原因可能是A-3#配方拉伸強度最大，能保證充氣中空玻璃在經歷高低溫發生一定的變形（詞條“變形”由行業大百科提供）時，不會脫粘，且伸長率適中，不會因為外道密封膠的過度熱膨脹（詞條“熱膨脹”由行業大百科提供）而引起內道丁基密封膠的脫粘，從而保證充氣中空玻璃良好的氣密性及水氣透過率。
4 結論
綜合本文的測試數據，可知四個配方中僅A-3#配方可完全滿足EN1279-2、-3、-4標準要求;該配方的拉伸粘結強度最大，且伸長率適中，故經過加速環境老化后的氣體泄漏率、水氣滲透指數均是A-3#配方最小，從而保證了充氣中空玻璃良好的氣密性，可推斷出采用該配方制備的聚硫密封膠作為外道密封制備的充氣中空玻璃具有更長的使用壽命及應用優勢，前景看好。
[[i]]宇波.中空玻璃失效的主要原因分析及質量控制[J].山西建筑,2017,43(25):124-125
[[ii]]馬啟元. 中空玻璃邊緣的可靠粘接是其功能壽命的重要保障——氣壓荷載效應（詞條“荷載效應”由行業大百科提供）及粘結設計分析[A]. 北京粘接學會.北京粘接學會第二十一屆學術年會暨粘接技術創新與發展論壇論文集[C].北京粘接學會:北京粘接學會,2012:10.
[[iii]]程鵬,邢鳳群,金燕鴻,郭月萍,楊玉寧,馮培.充氣中空玻璃密封膠性能評價方法及選用[J].玻璃,2016,43(09):37-43
[[iv]]GB/T 29755-2013. 中空玻璃用彈性密封膠[S]. 2013
[[v]]JG/T 471-2015. 建筑門窗幕墻用中空玻璃彈性密封膠 [S]. 2015
[[vi]]程鵬,邢鳳群,郭月萍,楊玉寧,金燕鴻,馮培.《建筑門窗幕墻用中空玻璃彈性密封膠》新標準解析[J].粘接,2016,37(03):66-71.
[[vii]]EN1279-4 part 4:Methods of test for the physical attributes of edge seal[S].
[[viii]]EN1279-3 part 3:Long term test method and requirements for gas leakage and for gas concentration tolerances[S].
[[ix]]EN1279-2 part 2:Long term test method and requirements for moisture penetration[S].
