夹层玻璃用封边剂有效性评估.pdf

建筑玻璃与工业玻璃2023，6 -7-0引言夹层玻璃是由两片或多片玻璃通过中间层材料粘结成的一种复合玻璃。因为夹层玻璃具有安全、隔声、防紫外线等功能，所以其在建筑门窗幕墙领域的应用越来越广泛。仅从幕墙领域看，夹层玻璃的普及更得益于它的安全性能，也就是相比于单片钢化玻璃自爆后容易脱落而产生次生风险。构成夹层玻璃的基片在发生破损后，短时间内不会发生基片剥离脱落等情况，提升了幕墙外围护结构服役期间的整体安全性。夹层玻璃在幕墙领域的应用包括外立面围护结构、采光顶、女儿墙、玻璃栏板、玻璃肋等。其中在外立面围护结构中，上海市建筑玻璃幕墙管理办法 第六条（幕墙玻璃的采用要求）明确了安全夹层玻璃的应用范围，基本可以理解为二层以上需要安装幕墙玻璃均应使用夹层玻璃。依据 JGJ2552012采光顶与金属屋面技术规程 条款3.4.5“当采光顶玻璃最高点到地面或楼面距离大于3m时，应采用夹层玻璃或夹层中空玻璃，且夹胶层位于下侧”。对于室内外栏板用夹层玻璃、夹层玻璃肋的要求可以参考JGJ1132015建筑玻璃应用技术规程 和 JGJ1022003玻璃幕墙工程技术规范。幕墙领域用夹层玻璃通常为钢化夹层玻璃或者半钢化夹层玻璃，也就是说胶片两侧的玻璃都是经过热处理的，而普通浮法玻璃经过热处理以后会发生不同程度的变形（包括波形、弓形、边部翘曲等），这些变形对夹层玻璃的工艺和最终产品都带来一定程度的影响，尤其是两块玻璃的边部变形对夹层玻璃的品质影响更为直接。中间层材料在夹层玻璃中不仅起到粘结作用，而且还起到填充两块玻璃之间间隙的作用，如果中间层材料填充后玻璃之间仍存在0.15mm以上的间隙，那么这块夹层玻璃脱胶的风险是非常大的。按照 GB15763.32009建筑用安全玻璃第3部分：夹层玻璃 条款6.1.5的要求，脱胶是不允许存在的。因为脱胶具有扩散性，从玻璃边部引发的脱胶随时间推移将逐渐延伸扩展到玻璃中部，造成一定的安全隐患，所以，从生产过程到使用过程都应该避免夹层玻璃脱胶现象的发生。那么是什么原因引起出厂前质量完好的夹层玻璃在使用过程中发生了脱胶的现象呢？通常有以下3点因素：（1）夹层玻璃中间层材料与幕墙接缝用结构胶存在相容性问题，这种情况会从夹层玻璃的边部整体发生并向内侧蔓延，脱胶扩散的速度相对较慢。（2）夹层玻璃长期处于高温高湿环境，并且受到玻璃自身重力作用对边部的拉扯，水气极容易渗透并被中间层材料吸收，这种情况多出现在采光顶用夹层玻璃上，排水坡度、接缝胶施工工艺、玻璃挠度、相容性等综合因素均会造成夹层玻璃脱胶，这种脱胶可能是化学作用和物理作用综合作用的结果。但脱胶一旦从边部开始，扩散的速度会非常快，极易出现大面积脱胶，安全风险很大，因此对于采光顶用夹层玻璃严格控制玻璃的尺寸是非常重要的。（3）夹层玻璃的生产工艺夹层玻璃用封边剂有效性评估王政阅，孙雪松（台玻天津玻璃有限公司，天津301609）摘要：本文依据相关标准要求，对已封边和未封边两种类型的夹层玻璃进行加速老化试验。通过试验结果比较，评估夹层玻璃用封边剂的有效性。Architectural&Functional Glass 6 2023-8-中使用夹具，后期玻璃服役过程中被强制粘连的区域慢慢弹开产生脱胶，玻璃安装前存储环境和使用环境不同，玻璃脱胶并扩展的速度不同。1实验如图1，当夹层玻璃边部直接暴露在环境中，比如玻璃栏板和玻璃肋，它们出现脱胶的风险就相对较大。针对在应用中出现的这类问题，有些玻璃深加工企业开始采用封边剂，将已经加工完成的夹层玻璃边部均匀地涂上封边剂，形成保护层让玻璃边部免受水气的直接侵蚀，以达到延长夹层玻璃使用寿命的目的。图 11.1样品准备本文使用加速老化试验的方法评估某品牌封边剂对夹层玻璃边部的保护性。试验样品全部为尺寸300mm300mm的钢化夹层玻璃，玻璃结构为CLR-6（FT）+1.14 CLEAR PVB+CLR-6（FT），采用辊压生产工艺，所有组合的两片玻璃的吻合度良好，预压效果良好（封边良好），玻璃出高压釜后修边并检查玻璃质量，没有发现气泡、脱胶、缩胶等情况。然后用注射器将封边剂涂布在玻璃边部，连续均匀覆盖PVB，自然放置固化待用。本次试验用国内某品牌夹层玻璃封边剂由单组分丙烯酸酯聚合物为主体，添加紫外光稳定剂、除水剂、黏度调节剂等混合而成，封边剂可以现场施工，涂布过程易操作，固化后即形成一道防止水气渗透的屏障。1.2试验方法本次试验所使用的方法大多为GB15763.3中安全性能要求的检测项目，但其中的湿热试验是IEC6125标准中评价光伏组件承受长期高温潮湿侵蚀能力的试验，即光伏组件在85（2），相对湿度（855%）的环境中老化1000小时后测试其绝缘性能和湿漏电性能。如果是双玻光伏组件，那么玻璃边部的稳定性也是重点考察项目之一，边部脱胶将可能影响组件的绝缘性。有研究表明组件2000小时的湿热试验（双85试验）相当于在热带靠海地区运行810年的时间。从试验条件的对比看，湿热试验是对夹层玻璃边部稳定性最为苛刻的一种检测。全部加速老化试验的内容详见表1。2结果与讨论2.1试验结果的汇总对比加速老化试验结果如表2所示。2.2试验结果分析说明PVB胶片与玻璃粘结主要是物理粘结和化学粘结共同作用的结果。当PVB胶片在高压釜内保持长时间的高温高压过程中，PVB在与“粗糙”的玻璃发生表面浸润，PVB分子中的羟基会与玻璃表面的硅醇基等形成共价键，这些键合是构成粘结力的核心1。表 1加速老化试验内容列表试验项目参考标准及条款检测设备样品数量（已封边/未封边）试验备注耐热性GB15763.3-7.8煮沸试验箱ZF-683/3试验6小时（标准要求为2小时）耐湿性GB15763.3-7.9恒温恒湿试验机TH-150AH3/3-耐辐照+耐湿性GB15763.3-7.9GB15763.3-7.10荧光紫外老化试验箱UVA-3403/3评估紫外辐照老化后耐湿性湿热试验（双85试验）IEC61215-2-4.13 高低温湿热试验箱 SDJ6025F3/3试验2000小时（标准要求为1000小时）建筑玻璃与工业玻璃2023，6 -9-表 2加速老化试验结果汇总表性能夹层玻璃边部处理方式结果判定及说明已封边未封边已封边未封边耐热性超出边部或裂口13mm外无气泡和其他缺陷，且玻璃边部无脱胶3片样品均合格超出边部或裂口13mm外无气泡和其他缺陷，且玻璃边部无脱胶3片样品均合格耐湿性超出样品原始边15mm外无气泡和其他缺陷，且玻璃边部无脱胶3片样品均合格超出样品原始边15mm外无气泡和其他缺陷，且玻璃边部无脱胶3片样品均合格耐辐照+耐湿性超出样品原始边15mm外无气泡和其他缺陷，且玻璃边部无脱胶3片样品均合格超出样品原始边15mm外无气泡和其他缺陷，且玻璃边部无脱胶3片样品均合格湿热试验两片玻璃完好，玻璃边部无气泡和脱胶一块玻璃完好，一块玻璃破碎，一块玻璃出现气泡和脱胶气泡距离玻璃边部2mm，无脱胶现象气泡距离玻璃边部最远14mm，脱胶部位最深处2.5mm，样品边部存在两处气泡和脱胶Architectural&Functional Glass 6 2023-10-试验结果如表2所示，从耐热性、耐湿性、耐辐照+耐湿性三组试验的结果看，PVB夹层玻璃在单纯的高温环境下（温度100）或者单纯的高湿环境下（相对湿度95%）均可以保持良好的边部稳定性，即使夹层玻璃长时间的辐照以后，在一定时间内的高湿环境仍然能够保持边部的封装粘结效果，有效地阻止水气的浸润。但从湿热试验的结果看，高温高湿（温度85，相对湿度85%）环境下，PVB夹层玻璃边部正在发生着水气浸润PVB，PVB与玻璃边部缓慢剥离的过程。环境温度85时，逐渐变软的PVB会造成夹层玻璃在极短的时间内失去抗剪能力，PVB与玻璃边部的粘结密封状态出现松动迹象，尤其在两块玻璃的边部吻合度较差的区域，这种情况将更加明显。粘结松动提供了湿气浸润PVB的路径，水气润湿的路径从原来的端面一侧变为全面的浸润，当PVB吸收水气后含水量达到一定程度，其与玻璃的粘结性下降，加之PVB与玻璃的热膨胀系数差异较大，脱胶将呈现出逐渐扩散的趋势。在耐热性试验中，虽然夹层玻璃也在100的高温下，但是整个玻璃是在水环境下，相当于水作为介质将夹层玻璃置于等压状态，边部进行密封，所以高温的影响是有限的。3结论从试验结果看，当夹层玻璃的边部暴露在空气中使用时，在排除设计、加工、存储、安装等因素的影响外，仅考虑环境因素，那么常年高温高湿的环境无疑对夹层玻璃的服役是最为苛刻的，也就是说当在北方内陆城市使用夹层玻璃栏板时，夹层玻璃边部并不一定需要使用封边剂。但是，如果在南方沿海城市或者东南亚地区，那么同样的夹层玻璃边部使用封边剂可能是一个更好的选择。如果此时的夹层玻璃同时受到了设计（胶片不能完全填充玻璃之间的间隙）、加工（玻璃边部存在明显翘曲、个别位置使用夹子等）、存储（夹层玻璃存放过程中被雨淋、不通风等）、安装（玻璃在安装面的表面受力不均）等因素复合作用时，那么封边剂的作用将变得更加重要。近两年，有业内厂家提出用边部稳定性指数（ESN）来评价夹层玻璃边部缺陷随时间变化的程度，边部没有缺陷的夹层玻璃的ESN为0，ESN的最大值为2500。对于工程中实际应用的夹层玻璃，完全可以按照其安装方式和使用环境的特点采用加速老化或自然老化的方式定量评价夹层玻璃边部缺陷的状态及变化速率，为产品的设计和应用提供可靠的数据支撑和技术保障，进一步提供建筑玻璃的使用寿命和服役期间的安全性。参考文献1 马启元.夹层玻璃边缘脱胶及封边保护的有效性A.2009年全国铝门窗幕墙行业年会论文集C.2009年.（2）车窗玻璃本身具有极好的真空流体动力学抗震性能，更强的抗冲击性、抗穿透性、抗压力波等性能。（3）更好的绝热隔音性能，需要保障千公里时速下列车（尤其是低温和真空时）绝热性能和隔音效果。（4）更好的耐候性，抗老化性、耐久性。（5）玻璃轻量化、易加工、易修复。（6）玻璃智能化显像和互动功能。装配智能车窗卫星系统和车窗显示屏幕娱乐系统。参考文献1郝梅平.对我国平板玻璃工业发展问题的思考C.电子玻璃技术第47期，2015.2田永.汽车玻璃的发展趋势J.汽车工艺与材料，2012（1）：8.3王文彪，莫娇.发展中的汽车用安全玻璃J.玻璃，1997，024（003）：4344.4费晓燕，凌建寿，张仑，等.超薄复合汽车玻璃的设计及其防护性能分析J.警察技术，2014（1）：4.5晓青.车用玻璃及其发展前景J.现代技术陶瓷，2010（1）：6.6张振.汽车安全玻璃发展研究J.汽车工程师，2005（2）：13.（上接第19页）