中空玻璃失效的原因分析及预防措施

一．中空玻璃失效的主要原因

中空玻璃失效的直接原因主要有两种：一是间隔层内露-点上升。当环境温度降低到使玻璃表面的温度低于间隔层内的露-点时，间隔层内的水汽便在玻璃内表面产生结露或结霜（玻璃内表面温度高于0℃时结露,低于0℃时结霜）。由于玻璃内表面的结露或结霜，影响中空玻璃的透视度，并降低中空玻璃的隔热效果（因水的传热系数为0．5千卡/平方米·小时·摄氏度，干燥空气传热系数为0．021千卡/平方米·小时·摄氏度，随着空气含水量的增加，传热系数增大，使中空玻璃间隔层的热阻降低），同时长时间的结露会使玻璃的内表面发生霉变或析碱，产生白斑，严重影响玻璃的外观质量；二是中空玻璃的炸

裂，当中空玻璃在安装使用过程中由于环境温度的不断变化、日晒以及风压的作用使玻璃发生炸裂。玻璃炸裂后（既使极小的裂缝存在）就会失去其密封性，在间隔层内出现结露、结霜从而丧失使用功能。 有关方面曾对使用两年后的中空玻璃失效情况进行了调查，失效率为3—5%。各种失效原因之比见表一。从表一中可以看出，失效原因中比例最大的是露-点上升（中空玻璃内层结露），其次就是玻璃炸裂。这两种原因构成了总失效的85%。

二．中空玻璃失效原因分析

1．露-点上升的主要原因分析 中空玻璃的露-点是指密封于间隔层的空气湿度达到饱和状态时的温度。低于该温度时间隔层中水蒸气就会凝结成液态水。露-点与空气的相对湿度和空气中的含水量之间的对应关系见表二。

显然水的含量越高，空气的露-点温度也就越高。当玻璃内表面温度低于间隔层内空气的露-点时，空气中的水就会在玻璃的内表面结露或结霜 （国家标准GB1194——88《中空玻璃》中规定露-点为-40℃）。中空玻璃的露-点上升是由于外界的水份进入间隔层又不被干燥剂吸收造成的。下列几种原因可导致中空玻璃的露-点上升：

（1）密封胶中存在机械杂质或涂胶过程中挤压不实而存在毛细小孔，在间隔层内外压差或湿度差的作用下，空气中的水份进入间隔层使中空玻璃间隔层中的水份含量增加。

（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；

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