MBS中空玻璃制备工艺及产品优势
引言:
随着国家建筑节能政策要求和人们节能意识的不断提升,中空玻璃因其优异的隔热、隔音性能,正得到越来越广泛的应用。
中国中空玻璃门窗市场持续稳步增长,在国家“引导绿色建材产业健康发展、促进建材工业转型升级”方面,由于中空玻璃在绿色建材中所占份额较大、见效明显、行业成熟度较高,工信部和住建部已将中空玻璃做为绿色建材标准工作的首个品种。
传统的中空玻璃边部密封系统采用铝等金属材料作为间隔材料,导致大量热量从边部密封面积穿过中空玻璃,因此导热能效果相对较差;同时,中空玻璃内部空气层因热胀冷缩产生的“呼吸作用”导致丁基胶向玻璃内侧位移产生水汽通道,以及插脚的存在使得边部密封系统具有较高的水汽渗透指数,都导致中空玻璃使用寿命下降。要解决上述问题,开发新型的中空玻璃边部间隔材料是关键。
本文重点介绍MBS中空玻璃结构特点,MBS中空玻璃性能特点以及MBS中空玻璃的制作工艺和生产效率
目录:
2 MBS中空玻璃在制作工艺和生产效率上,比传统槽铝式中空玻璃有着显著提高:
一MBS中空玻璃结构特点
1997年,中空玻璃复合胶条法由美国Truseal公司(现Quanex公司)在我国推出,这种产品因使用优质的丁基密封胶,加上集铝条法等多种繁琐操作工序于一身,简化了工厂的操作程序,并以优越的密封性能、稳定的产品质量,迅速在我国得到推广并被广大用户接受,当时形成了由美国实唯高(Swiggle)为代表的一种新型中空玻璃产品系列。
MBS在Swiggle胶条基础上,采用新的专利材料和工艺,建立了这种多层结构丁基间隔条密封系统。
MBS颜色为黑色或灰色(可调),尺寸为(6~22)mm×8mm
,采用镀铝袋包装(要求置于干燥环境中),储存寿命至少为1年(45℃以下,未开包装)。
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MBS性能指标 |
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项目 |
性能指标 |
测试条件 |
测试方法 |
湿气渗透 /Ig(m²·d)] |
0.01 |
0.06 in 蒲膜,38℃ |
ASTM D 1249《用调 制红外线传感器测定 塑料膜和蒲板水蒸汽 透过率的试验方法》 |
露点/℃ |
<-40 |
- |
- |
撕裂强度/ (N/m2) |
1000-1700 |
50 mm/min |
- |
屈服强度/k Pa |
14-18 |
50 mm/min |
- |
耐压縮性/(kg/m) |
1900-2500 |
50 mm/min |
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MBS采用丁基橡胶等低水汽透过率的高分子主材,添加各类功能助剂及填料制成,并设有多道屏障,水汽透过率极低。按照ASTM F 1249中的方法测得其水汽透过率仅为0.1 g/(㎡·d)
二MBS中空玻璃性能特点
由MBS作为边部间隔的中空玻璃具有以下特点:
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M B S内含连续高度卷曲的柔性稳定装置,避免了槽铝插角部分的欠缺,使中空玻璃的潮气通道降到最低
角部对中空玻璃性能的影响见表 |
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项目 |
密封形式 |
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铝隔条+丁基胶+硅酮胶(5+12+5中空玻璃) |
MBS |
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规格 |
35cmx35cm |
1mx1m |
35cmx35cm |
1mx1m |
胶缝长度/m |
1.62 |
3.92 |
1.67 |
3.97 |
插角渗透率 /(g/a) |
0.55 |
0.55 |
0.035 |
0.035 |
接缝渗透率 /(g/(ma)] |
0.07 |
0.07 |
0.035 |
0.035 |
年透水率/(g/a) |
0.66 |
0.82 |
0.119 |
0.28 |
干燥剂埴量/g |
48.6 |
117.6 |
30.1 |
117.6 |
饱和吸水量/g |
8.7 |
21.1 |
8.7 |
21.1 |
如表所示,对于角部处理不好的中空玻璃,规格为35cm×35cm时,理论使用寿命约为13a;规格为1m×1m时,理论使用寿命约为26a。随玻璃面积增加,中空玻璃的理论使用寿命也增加,但由于民用中空玻璃往往尺寸较小,采用槽铝密封的中空玻璃在使用寿命方面存在潜在风险。而MBS中空玻璃边部采用连续密封,可有效避免上述问题。
因为它的玻璃边部采用独有的一个连接角,消除了传统铝条法中空玻璃角部(或可折弯铝条边部)密封不连续、有缝隙的问题,配合其独特的密封材料和严格的制作要求 确定了其优异的密封性能和超长的使用寿命。
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MBS间隔条密封系统的导热系数远低于槽铝双道密封系统的导热系数,因此可大大降低中空玻璃边部热损失;在寒冷天气下,可使玻璃内片温度增高8℃以上,可使玻璃边缘温度增高约5℃,减少了玻璃周边的热传递及边部冷凝(下图),从而使中空玻璃结露可能降低80%(冷凝的水汽可在中空玻璃密封处堆积,破坏玻璃与胶之间的密封,导致中空玻璃内部过早结露,缩短中空玻璃的使用寿命)。据统计,与传统式铝隔条中空玻璃相比,MBS中空玻璃整体热传导率可下降约5%.
a MBS的隔离层为不含金属的水汽屏障,阻隔了间隔条的水汽渗透 同时胶条内连续的波浪型支撑层,进一步起到隔绝水汽的作用;它与隔热层共同提供两片玻璃之间的支撑作用和稳定作用的同时,又进一步提高了水汽阻隔能力。MBS这种多层次结构的特性,在保证了内部支撑结构的同时,又间接为防水汽渗透,提供了多层保护。
b 更长的防水气渗透通道
MBS中空玻璃压合后边部密封胶的宽度约为8mm左右,远高于槽铝密封边部丁基胶的宽度3mm。因此,其水汽阻隔能力约为槽铝密封中空玻璃的2.7倍。
由于具有多层防水气渗透屏障和更长的防水气渗透通道
,MBS能有效减少水汽渗入中空玻璃的数量,并保证胶条内部所含干燥剂具有更长的使用寿命。
可缓解“呼吸作用”
中空玻璃腔体内存在空气(或惰性气体),由于中空玻璃制作时的温度与中空玻璃的实际使用温度存在温差,以夏季最高温度30℃,冬季最低温度-15℃为例,根据气体方程:pV=nRT(p为气体压强,V为气体体积,n为气体物质的量,R为比例常数,T为温度),30℃时气体体积vl=nR(273+30)/P1;-15℃时气体体积V2=nR(273-15)/P2。要保持中空玻璃腔体内的压强不变,则气体体积必须相应变化(V1/V2=1.17),即出现“呼吸作用”。这种气体体积的变化会对边部密封材料产生挤压或者拉伸,铝隔条膨胀系数小,会挤压丁基胶向玻璃内部迁移;而采用MBS间隔条,因其特有的多层结构特点可避免上述情况的发生。
抗风压结构
MBS特有的三道支撑结构:
a隔离层在阻隔间隔条的水汽透过的同时,使粘结层表面平整,形成了第一道支撑结构.
b隔热层为低导热,耐老化材料,作用是降低间隔条K值,方便间隔条成型的同时提高了胶条抗压强度,组成第二道支撑结构
c支撑层为波浪形无金属材料,保证了间隔条可折弯的定型性,提高了间隔条的抗压强度,组成最重要的第三道支撑结构
这种多层结构的支撑系统保证了MBS中空玻璃具有超强的抗风压性
三MBS中空玻璃生产成本,制作工艺和生产效率
1 MBS做中空玻璃材料成本低
美国Quanex(柯耐士)的Super Spacer(超级间隔条)、大约在5-10元/米,而12#MBS 2.5-5.5元/米,比国外同类产品便宜1倍左右(而且不需要二道密封费用);科梅林的TPS完成密封后成本大约10-14元/米,泰诺风TGI、SWISSPACER等刚性间隔条价格基本在4-7元/米,加上插角、分子筛、丁基胶、二道硅酮胶的费用,刚性间隔条密封材料成本也会达到7-10元/米。
而普通铝隔条全套密封成本也会大约5.5元/米,所以在高端间隔条领域,MBS作为中空玻璃边部间隔材料,成本是低的。
2 MBS中空玻璃在制作工艺和生产效率上,比传统槽铝式中空玻璃有着显著提高:
MBS中空玻璃制备工艺和槽铝中空玻璃比较:
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由两者中空玻璃制作工艺流程图可知,MBS中空玻璃的制作工艺减少了槽铝隔条的制框,灌装分子筛,涂丁基胶,上框,打硅酮胶等工序。
生产效率比较 |
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传统铝条 |
单班生产线 |
占地300平方米 |
排班工人:8人 |
生产能力:400块/班 |
异形,圆弧中空生产效率低,质量难控 |
M B S |
单班生产线 |
占地300平方米 |
排班工人:2人 |
生产能力:600块/班 |
异形,圆弧中空生产效率高,质量易控 |
MBS中空玻璃生产效率和槽铝式中空玻璃比较:
图中在槽铝式中空玻璃制作中需要8人才能完成,而MBS中空玻璃采用机械化操作,2人操作就能完成,大大减少了人力资源的浪费,MBS中空玻璃采用兴华机械全自动生产设备,大大提高了生产效率,减少了原料浪费。
结论:
与传统槽铝中空玻璃相比,MBS中空玻璃采用更先进的边部间隔材料,完善了中空玻璃的边部处理,避免了槽铝插角部分的欠缺,延长了中空玻璃的使用寿命;具有更低的导热系数,能够减少玻璃周边的热传递及边部冷凝,从而降低中空玻璃结露的可能;同时,具有更长的水汽通道、可缓解“呼吸作用”、增强了中空玻璃的节能效果和使用寿命。
在生产成本,生产工艺、以及生产效率方面,MBS中空玻璃生产成本低,工艺简便,自动化程度高,减少了人工依赖。
在当前我国高度重视生态环境建设的背景下,MBS中空玻璃做为有效解决建筑能耗问题的热点产品,生产成本低,产品性能好,自动化程度高,利润空间大,未来发展前景良好。