MBS中空玻璃制備工藝及產品優勢
引言:
隨著國家建筑節能政策要求和人們節能意識的不斷提升,中空玻璃因其優異的隔熱、隔音性能,正得到越來越廣泛的應用。
中國中空玻璃門窗市場持續穩步增長,在國家“引導綠色建材產業健康發展、促進建材工業轉型升級”方面,由于中空玻璃在綠色建材中所占份額較大、見效明顯、行業成熟度較高,工信部和住建部已將中空玻璃做為綠色建材標準工作的首個品種。
傳統的中空玻璃邊部密封系統采用鋁等金屬材料作為間隔材料,導致大量熱量從邊部密封面積穿過中空玻璃,因此導熱能效果相對較差;同時,中空玻璃內部空氣層因熱脹冷縮產生的“呼吸作用”導致丁基膠向玻璃內側位移產生水汽通道,以及插腳的存在使得邊部密封系統具有較高的水汽滲透指數,都導致中空玻璃使用壽命下降。要解決上述問題,開發新型的中空玻璃邊部間隔材料是關鍵。
本文重點介紹MBS中空玻璃結構特點,MBS中空玻璃性能特點以及MBS中空玻璃的制作工藝和生產效率
目錄:
2 MBS中空玻璃在制作工藝和生產效率上,比傳統槽鋁式中空玻璃有著顯著提高:
一MBS中空玻璃結構特點
1997年,中空玻璃復合膠條法由美國Truseal公司(現Quanex公司)在我國推出,這種產品因使用優質的丁基密封膠,加上集鋁條法等多種繁瑣操作工序于一身,簡化了工廠的操作程序,并以優越的密封性能、穩定的產品質量,迅速在我國得到推廣并被廣大用戶接受,當時形成了由美國實唯高(Swiggle)為代表的一種新型中空玻璃產品系列。
MBS在Swiggle膠條基礎上,采用新的專利材料和工藝,建立了這種多層結構丁基間隔條密封系統。
MBS顏色為黑色或灰色(可調),尺寸為(6~22)mm×8mm
,采用鍍鋁袋包裝(要求置于干燥環境中),儲存壽命至少為1年(45℃以下,未開包裝)。
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MBS性能指標 |
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項目 |
性能指標 |
測試條件 |
測試方法 |
濕氣滲透 /Ig(m²·d)] |
0.01 |
0.06 in 蒲膜,38℃ |
ASTM D 1249《用調 制紅外線傳感器測定 塑料膜和蒲板水蒸汽 透過率的試驗方法》 |
露點/℃ |
<-40 |
- |
- |
撕裂強度/ (N/m2) |
1000-1700 |
50 mm/min |
- |
屈服強度/k Pa |
14-18 |
50 mm/min |
- |
耐壓縮性/(kg/m) |
1900-2500 |
50 mm/min |
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MBS采用丁基橡膠等低水汽透過率的高分子主材,添加各類功能助劑及填料制成,并設有多道屏障,水汽透過率極低。按照ASTM F 1249中的方法測得其水汽透過率僅為0.1 g/(㎡·d)
二MBS中空玻璃性能特點
由MBS作為邊部間隔的中空玻璃具有以下特點:
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M B S內含連續高度卷曲的柔性穩定裝置,避免了槽鋁插角部分的欠缺,使中空玻璃的潮氣通道降到最低
角部對中空玻璃性能的影響見表 |
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項目 |
密封形式 |
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鋁隔條+丁基膠+硅酮膠(5+12+5中空玻璃) |
MBS |
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規格 |
35cmx35cm |
1mx1m |
35cmx35cm |
1mx1m |
膠縫長度/m |
1.62 |
3.92 |
1.67 |
3.97 |
插角滲透率 /(g/a) |
0.55 |
0.55 |
0.035 |
0.035 |
接縫滲透率 /(g/(ma)] |
0.07 |
0.07 |
0.035 |
0.035 |
年透水率/(g/a) |
0.66 |
0.82 |
0.119 |
0.28 |
干燥劑埴量/g |
48.6 |
117.6 |
30.1 |
117.6 |
飽和吸水量/g |
8.7 |
21.1 |
8.7 |
21.1 |
如表所示,對于角部處理不好的中空玻璃,規格為35cm×35cm時,理論使用壽命約為13a;規格為1m×1m時,理論使用壽命約為26a。隨玻璃面積增加,中空玻璃的理論使用壽命也增加,但由于民用中空玻璃往往尺寸較小,采用槽鋁密封的中空玻璃在使用壽命方面存在潛在風險。而MBS中空玻璃邊部采用連續密封,可有效避免上述問題。
因為它的玻璃邊部采用獨有的一個連接角,消除了傳統鋁條法中空玻璃角部(或可折彎鋁條邊部)密封不連續、有縫隙的問題,配合其獨特的密封材料和嚴格的制作要求 確定了其優異的密封性能和超長的使用壽命。
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MBS間隔條密封系統的導熱系數遠低于槽鋁雙道密封系統的導熱系數,因此可大大降低中空玻璃邊部熱損失;在寒冷天氣下,可使玻璃內片溫度增高8℃以上,可使玻璃邊緣溫度增高約5℃,減少了玻璃周邊的熱傳遞及邊部冷凝(下圖),從而使中空玻璃結露可能降低80%(冷凝的水汽可在中空玻璃密封處堆積,破壞玻璃與膠之間的密封,導致中空玻璃內部過早結露,縮短中空玻璃的使用壽命)。據統計,與傳統式鋁隔條中空玻璃相比,MBS中空玻璃整體熱傳導率可下降約5%.
a MBS的隔離層為不含金屬的水汽屏障,阻隔了間隔條的水汽滲透 同時膠條內連續的波浪型支撐層,進一步起到隔絕水汽的作用;它與隔熱層共同提供兩片玻璃之間的支撐作用和穩定作用的同時,又進一步提高了水汽阻隔能力。MBS這種多層次結構的特性,在保證了內部支撐結構的同時,又間接為防水汽滲透,提供了多層保護。
b 更長的防水氣滲透通道
MBS中空玻璃壓合后邊部密封膠的寬度約為8mm左右,遠高于槽鋁密封邊部丁基膠的寬度3mm。因此,其水汽阻隔能力約為槽鋁密封中空玻璃的2.7倍。
由于具有多層防水氣滲透屏障和更長的防水氣滲透通道
,MBS能有效減少水汽滲入中空玻璃的數量,并保證膠條內部所含干燥劑具有更長的使用壽命。
可緩解“呼吸作用”
中空玻璃腔體內存在空氣(或惰性氣體),由于中空玻璃制作時的溫度與中空玻璃的實際使用溫度存在溫差,以夏季最高溫度30℃,冬季最低溫度-15℃為例,根據氣體方程:pV=nRT(p為氣體壓強,V為氣體體積,n為氣體物質的量,R為比例常數,T為溫度),30℃時氣體體積vl=nR(273+30)/P1;-15℃時氣體體積V2=nR(273-15)/P2。要保持中空玻璃腔體內的壓強不變,則氣體體積必須相應變化(V1/V2=1.17),即出現“呼吸作用”。這種氣體體積的變化會對邊部密封材料產生擠壓或者拉伸,鋁隔條膨脹系數小,會擠壓丁基膠向玻璃內部遷移;而采用MBS間隔條,因其特有的多層結構特點可避免上述情況的發生。
抗風壓結構
MBS特有的三道支撐結構:
a隔離層在阻隔間隔條的水汽透過的同時,使粘結層表面平整,形成了第一道支撐結構.
b隔熱層為低導熱,耐老化材料,作用是降低間隔條K值,方便間隔條成型的同時提高了膠條抗壓強度,組成第二道支撐結構
c支撐層為波浪形無金屬材料,保證了間隔條可折彎的定型性,提高了間隔條的抗壓強度,組成最重要的第三道支撐結構
這種多層結構的支撐系統保證了MBS中空玻璃具有超強的抗風壓性
三MBS中空玻璃生產成本,制作工藝和生產效率
1 MBS做中空玻璃材料成本低
美國Quanex(柯耐士)的Super Spacer(超級間隔條)、大約在5-10元/米,而12#MBS 2.5-5.5元/米,比國外同類產品便宜1倍左右(而且不需要二道密封費用);科梅林的TPS完成密封后成本大約10-14元/米,泰諾風TGI、SWISSPACER等剛性間隔條價格基本在4-7元/米,加上插角、分子篩、丁基膠、二道硅酮膠的費用,剛性間隔條密封材料成本也會達到7-10元/米。
而普通鋁隔條全套密封成本也會大約5.5元/米,所以在高端間隔條領域,MBS作為中空玻璃邊部間隔材料,成本是低的。
2 MBS中空玻璃在制作工藝和生產效率上,比傳統槽鋁式中空玻璃有著顯著提高:
MBS中空玻璃制備工藝和槽鋁中空玻璃比較:
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由兩者中空玻璃制作工藝流程圖可知,MBS中空玻璃的制作工藝減少了槽鋁隔條的制框,灌裝分子篩,涂丁基膠,上框,打硅酮膠等工序。
生產效率比較 |
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傳統鋁條 |
單班生產線 |
占地300平方米 |
排班工人:8人 |
生產能力:400塊/班 |
異形,圓弧中空生產效率低,質量難控 |
M B S |
單班生產線 |
占地300平方米 |
排班工人:2人 |
生產能力:600塊/班 |
異形,圓弧中空生產效率高,質量易控 |
MBS中空玻璃生產效率和槽鋁式中空玻璃比較:
圖中在槽鋁式中空玻璃制作中需要8人才能完成,而MBS中空玻璃采用機械化操作,2人操作就能完成,大大減少了人力資源的浪費,MBS中空玻璃采用興華機械全自動生產設備,大大提高了生產效率,減少了原料浪費。
結論:
與傳統槽鋁中空玻璃相比,MBS中空玻璃采用更先進的邊部間隔材料,完善了中空玻璃的邊部處理,避免了槽鋁插角部分的欠缺,延長了中空玻璃的使用壽命;具有更低的導熱系數,能夠減少玻璃周邊的熱傳遞及邊部冷凝,從而降低中空玻璃結露的可能;同時,具有更長的水汽通道、可緩解“呼吸作用”、增強了中空玻璃的節能效果和使用壽命。
在生產成本,生產工藝、以及生產效率方面,MBS中空玻璃生產成本低,工藝簡便,自動化程度高,減少了人工依賴。
在當前我國高度重視生態環境建設的背景下,MBS中空玻璃做為有效解決建筑能耗問題的熱點產品,生產成本低,產品性能好,自動化程度高,利潤空間大,未來發展前景良好。