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中空玻璃内层结露的N种原因及解决方案

中空玻璃内层结露的N种原因及解决方案

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中空玻璃内层结露的N种原因及解决方案

20世纪初,美国哨兵在冬天值勤时发现,哨所窗户玻璃所凝结的雾气或霜阻挡了他们对周围情况的监视,影响了他们的正常值勤。于是有人就考虑将两片玻璃间隔一定的距离后将其四周密封制成了中空玻璃,解决了哨所窗户玻璃结露或结霜的问题,并使得哨所的保温和隔音性能得到了很大的提高,这就是最初的中空玻璃。
 
中空玻璃的发明初衷就是为了防止窗户玻璃结露或结霜,影响视线;对于整幢建筑来说,门窗的面积占建筑面积的比例超过20%,玻璃在其中约占70%以上,而从节能角度来讲,整个建筑的能耗中,通过门窗散热能耗约占50%以上;那么提高中空玻璃的保温性、耐久性,避免其功能失效对于建筑节能行业意义重大。
 
在中空玻璃构件中,间隔条、干燥剂、密封胶(或复合型材料)与玻璃形成了中空玻璃的边部密封系统。中空玻璃的使用寿命与边部密封系统的质量和中空玻璃的制作工艺有直接关系,同时也受安装状况、使用环境等因素影响。
 
国内有机构曾对使用两年后的中空玻璃进行调查的数据显示,中空玻璃的失效率为3%至5%,造成失效的原因:一是中空玻璃空气层内露点上升,内部结露,占63%;二是中空玻璃炸裂,占26%;其他原因占11%。
 
因此,就数据而言,中空玻璃内部结露已经是中空玻璃失效的最主要原因了。
中空玻璃露点是指封闭于空气层中的空气湿度达到饱和状态时的温度。
 
当中空玻璃表面层温度低于该温度时,中空玻璃空气层中的水汽便会在玻璃内表面结露或结霜(玻璃内表面温度高于0℃时为结露,低于0℃时为结霜)。按GB/T 11944-2012《中空玻璃》国家标准中规定,中空玻璃的露点为<-40℃,按照此规定,建筑用塑钢中空玻璃窗在日常使用中应不会出现内层结露或结霜问题,出现这种现象的原因可归结为内层空气层露点上升。
 
中空玻璃空气层露点上升主要是由于外界空气中的水分子进入空气层而又不被干燥剂吸收,而造成这一结果的原因有多个方面:
  • 1.玻璃清洗不彻底。有水汽水珠,密封胶对玻璃的粘合力就会大大削弱,从而使中空玻璃密封效果差,导致中空玻璃边部漏气,加大外界水分进入的可能。

    解决方案:因此合片之前必须对玻璃进行仔细观察,杜绝液态水存在于玻璃上;因此合片之前必须对玻璃进行仔细观察,杜绝液态水存在于玻璃上。

  • 2.干燥剂的有效吸附能力低。对于干燥剂的要求是不但要吸附掉中空玻璃密封层空气中的水汽,使得中空玻璃有合格的初露点,还要不断地吸附通过胶层扩散到空气中的水汽,继续保持符合使用要求的露点。如果使用的是劣质干燥剂作为吸附剂,其原本吸水能力就比较差,很短时间就会吸附饱和,不能有效地吸附通过扩散进入空气层中的水分子,就会导致水分子在空气中聚集,中空玻璃的露点上升。

    解决方案:选择符合国家标准的传统型中空玻璃用3A分子筛作为吸附剂。

  • 3.干燥剂灌装量的原因。中空玻璃分子筛灌装量的标准是不低于铝条长度的70%,有些厂家为了节约成本,或工人操作不当,灌装量会低于70%,更有甚者,只灌2条铝条边,常常导致中空玻璃空气层的水汽量超过所灌装分子筛的剩余吸附量,这样就会大大增加中空玻璃结露的可能。

    解决方案:分子筛灌装量必须要达到铝条长度的70%以上。

  • 4.分子筛灌装后,合片时间长短的原因。中空玻璃制作时,裁切铝条、灌装分子筛是前道工序,涂布丁基胶、合片在后,中间会有时间差,如分子筛灌装时间过长,或者隔夜再去合片,此时分子筛已通过铝条呼吸孔吸附大量空气中的水分,导致剩余吸附能力变的不足,从而增加中空玻璃结露的可能。

    解决方案:从分子筛拆开包装开始计算,要在30至45分钟内完成分子筛灌装-涂布丁基胶-合片-涂布外道密封胶等工艺流程;如到时间还是没来得及合片打胶,应倒出铝条内分子筛,并舍弃,重新灌装新开封的分子筛。

  • 5.铝条或间隔条吸附孔过小。有些PVC材质的间隔条吸附孔偏小,分子筛即使灌装量足够,也无法快速吸附中空玻璃间隔层中的水汽,导致露点上升。

    解决方案:选择符合相关国家或行业标准气孔通透性的间隔条是必要的。

  • 6.中空玻璃密封胶质量的原因。中空玻璃密封胶是防止中空玻璃结露的首要和关键,两道密封胶应相适合,不能互溶或反应,否则易导致边缘密封失效,水汽进入;还有二道密封胶质量不稳定,低分子物含量过高,在太阳光紫外线照射下,迁移挥发到中空玻璃空气层内部;再由于环境温度的变化,中空玻璃空气层气体始终处于热胀或冷缩的状态,使密封胶长期处于受力状态,同时环境中的紫外线、水和潮气的作用,都会加速密封胶的老化,从而加快水汽进入中空玻璃空气层的速度,这些都会导致结露的发生。

    解决方案:选择符合相关国家或者行业标准的质量优异的密封胶,并且两道密封胶应相互适合,不会产生互溶或反应。

  • 7.密封胶挤压不实或含有机械杂质。中空玻璃常规第一道是采用丁基胶涂布在铝条、间隔条等型材上进行合片密封,第二道采用外道结构胶密封。实际生产过程中,如果密封胶中存在机械杂质,或涂胶过程中挤压不实,导致胶体内部存在毛细管,并在间隔层内外压差或湿度差的作用下,空气中的水分进入空气层,使中空玻璃间隔层中含水量增加,从而导致露点上升。

    解决方案:在涂布密封胶时,注意察看是否挤压不实,或胶中是否含有机械杂质,一旦发现,立即重新涂布或更换不含机械杂质的密封胶。

  • 8.涂胶工艺的原因。涂胶过程中时常会发生漏涂、断胶现象,和对封口的疏忽;外道密封胶未按合理的配比使两组份混合充分,发生欠胶或多胶现象,导致两道密封胶之间存在缝隙,引起漏气;还在中空玻璃安装使用一段时间后,受环境温度变化、日晒风压的作用,密封胶会形成裂纹(有时是极小的,肉眼都看不见)的存在,水汽就会慢慢地进入胶层内,导致露点上升,产生结露。

    解决方案:严格检查漏涂或断胶现象,封口也需及时处理平整,外道密封胶应合理的配比使两组份混合充分。

  • 9.密封胶胶层厚度不够。密封胶一般为均匀高分子聚合物,而聚合物又并不是绝对不透气的,其两侧由于逸度差(压差或浓度差)的存在,成了聚合物做等温扩散的驱动力。对于中空玻璃的密封胶而言,主要扩散物就是空气中水分的扩散,影响水分子扩散的因素主要是聚合物的水分渗透指数(GB/T11944-2012中空玻璃国家标准中的指数为I≤0.25),胶层厚度和空气内外的水汽分压差。胶层过薄,水汽就极易通过密封胶进入空气层;水分扩散是中空玻璃露点上升和失效的主要原因。

    解决方案:胶层厚度应严格按照国家标准GB/T11944-2012执行,涂布足够厚度的密封胶。

    10.中空玻璃停放期的缘故——刚刚制成的中空玻璃,夏天大约需要一周左右的停放期,冬天则需要两周左右的停放期,以便两道中空玻璃密封胶有充分的时间进行化学粘合,达到最佳密封状态;如果停放时间过短,密封胶没有充分的时间粘合,再经过搬运、震动、日晒、特别是雨淋,密封胶的密封效果就会大打折扣,导致水分子通过密封胶进入空气层。

    解决方案刚做好的新中空玻璃要严格满足停放期要求,再出厂。

  • 11.分子筛保存原因——分子筛在开袋开桶后,未能及时用完的产品,没有及时封口,或封口不严,导致外部空气进入,部分分子筛吸入空气中水分后失效,从而导致结露的可能。

    解决方案已开袋开桶没有及时用完的分子筛,应及时密封,二次使用前,应先取最上面的产品做温升试验,温升低于30℃的产品,应舍弃不能使用;或直接舍弃最上面1至2cm厚度的产品为好。

  • 12.相溶性试验——装配中空玻璃时,应做相溶性试验,要选择与中空玻璃密封胶相溶的配套密封材料,而这些密封材料中,通常含有溶解丁基密封胶的增塑成分,会通过第二道密封胶迁移到第一道密封胶表面,导致第一道密封胶发生溶解变稀、流淌现象,这时中空玻璃已不密封,就会发生结露现象。

    解决方案:装配中空玻璃时,做好相溶性试验,要选择与中空玻璃密封胶相溶的配套密封材料。

  • 13.合片方式的原因。大面积的中空玻璃,没有采用立式合片及打胶,导致中空玻璃内凹或外凸现象,时间稍长,边部变形会导致胶和玻璃产生脱离现象,水汽就会乘虚而入。

    解决方案:尽量采取立式打胶方式来避免。

 
中空玻璃作为建筑节能的主要产品,提高其产品质量应是广大中空玻璃生产厂家的关注重点。要通过原辅材选料、加工、制造、设备、工艺、环境等各个环节加以控制,来防止中空玻璃出现结露或其他质量问题,延长其使用寿命,减少维修更换费用,能带来的不仅仅是经济效益,还可以带来更好的节约资源和能源的社会效益。

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