1 Особенности системы уплотнения TPS

1,1 Хороший теплый край

Материалы для герметизации кромок изоляционного стекла включают алюминиевые полосы, материалы из стали и нержавеющей стали, материалы из органического кремния и т. Д. Из-за различной теплопроводности их материалов теплопроводность, образованная по краям изоляционного стекла, также сильно варьируется. В таблице 1 показана теплопроводность различных видов материалов, используемых для стеклопакетов.

Таблица 1 Теплопроводность различных материалов:

Система запечатывания края составленная различных типов материалов произведет различные влияния термальной проводимости. Термопластичные прокладки (TPS) отказываются от хороших металлов теплопередачи, таких как алюминий и нержавеющая сталь, используемые в традиционных изоляционных стеклянных прокладках. Линейный коэффициент термальной проводимости изолируя стекла сделанного с ТПС гораздо ниже чем это из традиционных продуктов, преграждая тепловыделение на краю стекла и улучшая энергосберегающее влияние всего окна.

На рисунке 1 показано сравнение между традиционным щелевым алюминиевым изолированным стеклом и термопластичным разделительным стеклом TPS под тепловизором. Из изображения 1 видно, что из-за использования алюминия и других металлических материалов в качестве распорных материалов в традиционных системах герметизации кромок теплопроводность высока, что облегчает прохождение тепла через изолированное стекло из области герметизации кромок, что приводит к более низким температурам на краях.

Фото 1

С улучшением качества жизни людей, спрос на комфортную среду обитания также растет. Эффект теплых краев, обеспечиваемый системой уплотнения термопластичного барьера (TPS), способствует стабилизации температуры в помещении, снижению конвекции воздуха и обеспечению более комфортной внутренней среды. Благодаря наличию системы теплых краев она также снижает конденсацию водяного тумана на краю оконного стекла и снижает стоимость обслуживания оконной рамы (см. Рисунок 2).

Фото 2

1,2 Проницаемость пара низкой воды

Термопластичная прокладка (TPS) использует специальный бутилкаучук, смешанный с молекулярным ситом, для прямого экструзионного формования, и консистенция уплотнительного материала хорошая. В то же время из-за тесной химической связи между термопластичными прокладками и стеклянным и силиконовым клеем структура полого стекла более стабильна, а соединение более прочное. В таблице 2 показана проницаемость водяного пара и газа различных уплотнительных материалов. Можно видеть, что бутилкаучуковый материал обладает лучшей барьерной способностью к водяному пару и газу, чем силиконовый каучук и полисульфидный каучук, образуя лучший барьер для предотвращения попадания водяного пара и утечки газа, что способствует поддержанию герметичности изоляционного стекла в течение длительного времени и обеспечению энергосберегающих характеристик (Как показано на рисунке 3 ниже).

Таблица 2 Коэффициент пропускания водяного пара и газа различных уплотнительных материалов

1,3 Полностью автоматический производственный процесс

Производство изоляционного стекла системы TPS завершается автоматической системой за один раз: загрузка стекла, удаление стеклянной пленки, очистка и сушка, покрытие термопластичной полосой, пневматическое ламинирование и внешнее клеевое покрытие, избегая ошибок и несоответствий, вызванных ручным управлением, и достижение высокой степени однородности углового уплотнения, Оно совершенно исключает плохие угловые отжимая и герметизируя стекла традиционного ринв алюминиевого изолируя, и соответствующий для продукции изолируя стекла любого типа, размера и формы (как показано в диаграмме 7).

Рисунок 7 Кромка склеивания изоляционного стекла термопластичной распорной системы (TPS)

2 Обсуждение на жизнь запечатывания изолируя стекла

2,1 Воздействие рабочей среды на изоляционное стекло

Как показано на рисунке 8, изоляционное стекло будет зависеть от различных внешних факторов во время использования.

Рисунок 8 Факторы воздействия на окружающую среду при использовании стеклопакетов

В частности, из-за частых изменений температуры окружающей среды и давления газ в полости изоляционного стекла всегда находится в состоянии теплового расширения или холодного сжатия, как показано на рисунке 9, что делает герметик под длительным напряжением. Для традиционной системы двойного запечатывания влияние этой силы приведет к деформации и потере функции герметика, а влага в окружающей среде будет постоянно проникать от края изоляционного стекла до средней полости. В то же время, влияние ультрафиолетового луча, воды и других коррозионных газов в окружающей среде ускорит ход вызревания сеалант, таким образом ускоряя ход скорости водяного пара входя в среднюю полость и побег заполненного аргона. Этот вид проникновения водяного пара происходит в любое время. Осушитель в краевой уплотнительной системе в конечном итоге потеряет адсорбционную способность водяного пара из-за непрерывной адсорбции молекул воды, что приведет к увеличению содержания водяного пара в полости изоляционного стекла и отказа уплотнения, что приведет к снижению энергосберегающего эффекта. Потому что термопластиковая система запечатывания прокладки имеет некоторую упругость, она может эффектно выпустить стресс края когда окружающая среда изменяет. В то же время, термопластиковая прокладка имеет более высокую когезионную силу для того чтобы сопротивляться изменениям принесенным нагрузкой для обеспечения стабильности структуры запечатывания.

Диаграмма 9 Стекло традиционного ринва алюминиевое изолируя

И принципиальная схема изменений в использовании системы термопластичных распорных полос (TPS)

Для стекла с тремя стеклами и двумя полостями, обычно используемого в пассивном комнатном стекле новой концепции энергосберегающего здания (как показано на рисунке 10), стекло с обеих сторон изоляционного стекла будет подвергаться действию другогоVity и произвести больший стресс, который приведет к деформации бутилкаучука, уменьшит влияние первого уплотнения, увеличит канал водяного пара, и сделает выход из строя изолируя стекла более быстро, преимущества запечатывания термопластиковых прокласок будут более очевидны.

Диаграмма 10 Стекло 3 стеклянное и 2 полости изолируя

Смена герметика

2,2 Факторы, влияющие на срок службы изоляционного стекла

Согласно требованиям Кодекса проектирования жилых зданий, срок службы зданий не должен быть менее 50 лет. Как важная часть здания, срок службы изолируя стекла используемого дверями, окнами и ненесущими стенами привлекал внимание индустрии. В приложении A «Причины отказа и срок службы изоляционного стекла» стандарта GB/T11944-2012 Изоляционное стекло указано, что ожидаемый срок службы изоляционного стекла должен составлять не менее 15 лет. Однако в настоящее время общий срок службы герметизации изоляционного стекла в Китае по-прежнему относительно низок, и общий производитель не осмеливается обещать 10-летнюю гарантию. Поэтому мы все еще далеки от стандартных требований и требований к использованию зданий.

Как упоминалось выше, срок службы изоляционного стекла напрямую связан с качеством краевых материалов (таких как прокладка, осушитель, герметик) и процессом производства изоляционного стекла. Срок службы изоляционного стекла также зависит от условий установки и условий обслуживания.

В 3,1 мы ввели влияние внешней среды на срок службы изоляционного стекла. Помимо внешних факторов, какие еще факторы влияют на срок службы стеклопакетов? Качество запечатывания края сразу связано с прочностью запечатывания изолируя стекла. Использование герметика с низкой паропроницаемостью воды и газа является ключевым. Из предыдущего анализа мы можем видеть, что термопластичная распорная полоса (TPS) имеет очень отличную барьерную способность водяного пара и газа, а герметизирующая долговечность изоляционного стекла будет улучшена, если оно используется для герметизации кромок изоляционного стекла.

Взяв в качестве примера систему из трех стеклянных и двух полостей, мы можем видеть на рисунке 11, что между традиционным алюминиевым изоляционным стеклом и стеклом, а также прокладкой образовались восемь склеивающих интерфейсов, в то время как между термопластичной прокладкой (TPS) будут образованы только четыре склеивающих интерфейса. Уплотнение и стекло. Из анализа текущего внутреннего уровня производства изоляционного стекла и нашей долгосрочной ситуации тестирования, плохая адгезия герметика, стекла и распорного материала является основным путем, ведущим к прохождению водяного пара и газа, то есть, При условии что проницаемость водяного пара и газа материала запечатывания эти же, термопластиковая система запечатывания прокладки уменьшает канал передачи водяного пара и газа должный к уменьшению поверхности выпуска облигаций, для того чтобы достигнуть долгосрочной стойкости изолируя стекла.

Рисунок 11 Анализ герметизации и склеивания интерфейса различного изоляционного стекла

2,3 Текущее состояние качества изоляционного стекла в Китае

Индекс проницаемости воды (I) используемый в национальном стандарте изолируя стекла) он показывает жизнь запечатывания водяного пара изолируя стекла. Согласно стандарту, среднее значение I будет больше чем 0,2; Содержание аргона после теста стойкости использовано для того чтобы выразить жизнь уплотнения газа.

T i Начальное содержание влаги осушителя

T f Окончательное содержание влаги в десикканеТ

T c Стандартное содержание влаги осушителя

Каково значение индекса проницаемости воды I? Значение I относится к соотношению между количеством внешнего водяного пара, попадающего в изоляционное стекло, и его эффективным поглощением при испытании на долговечность. Индекс проницаемости воды я могу отразить остаточную емкость адсорбцией и предполагаемый срок службы изолируя стеклянной системы запечатывания; Смогите всесторонне оценить изолируя стеклянную систему. Чем меньше значение I, тем больше остаточная адсорбционная способность изоляционного стекла и тем дольше срок службы уплотнения.

Национальный центр контроля и инспекции качества стекла провел статистический анализ результатов испытаний на долговечность более 300 изоляционных стеклянных уплотнений водяного пара в Китае за последние два года. Распределение значения I показано на рисунке 12. Медианное значение I-значения близко к 15%, а около 15% от I-значения больше 20%.

Рисунок 12 I статистика значения бытового стеклопакета

В начале этого века Европейская ассоциация изоляционного стекла UNI сделала статистический анализ результатов испытаний долговечности герметизации водяного пара европейских изоляционных изделий из стекла (как показано на рисунке 13). Из рисунка 13 видно, что медианное значение составляет от 4% до 5%. Из двух статистических результатов можно видеть, что все еще существует большой разрыв между общей герметизирующей жизнью отечественного изоляционного стекла и зарубежного изоляционного стекла.

Диаграмма 13 я статистика значения стекла УНИ европейского изолируя

В последние два года качество стекла в пассивной комнате также привлекло большое внимание. Таблица 3 показывает результаты теста национального стеклянного центра наблюдения и осмотра качества на стойкости запечатывания водяного пара стекла 3 и 2 полостей изолируя в последние годы. Из таблицы 3 видно, что разрыв в качестве изоляционного стекла, производимого различными предприятиями, относительно велик, и общий уровень качества все еще нуждается в улучшении. Если такое стекло применяется к пассивным зданиям, оно далеко не соответствует требованиям того же срока службы, что и здания. Чтобы решить эту проблему, мы должны начать с материалов и процессов, а также искать более совершенные уплотнительные конструкции.

3 Испытание и анализ изоляционного стекла термопластичной системы уплотнения прокладки (TPS)

Самая ранняя система изоляционного стекла из термопластичных прокладок (TPS) родилась в 1974 году в Комелин. Его промышленное производство было с 1990-х годов. В настоящее время существует более 100 производственных линий TPS по всему миру. Есть также несколько производственных линий термопластичной прокладки TPS изоляционного стекла в эксплуатации в Китае. ТСамая ранняя производственная линия была введена в производство в 2011 году. Термопластичное разделительное изоляционное стекло и продукт TPS нового поколения 4SG с структурной прочностью были предварительно признаны и применены в конструкционных навесных стенах, коммерческих зданиях, жилых зданиях, автобусах, автомобилях и других областях.

С момента своего создания система термопластичных распорных полос (TPS) прошла проверку и сертификацию соответствующих стандартов во многих странах мира, включая японское изоляционное стекло JIS R3209, европейский стандарт EN1279-2 Метод долгосрочных испытаний на проникновение водяного пара изоляционного стекла, Европейский стандарт EN1279-3 Метод долгосрочных испытаний на газопроницаемость изоляционного стекла Европейский стандарт EN1279-4 Метод испытаний физических характеристик герметизации кромок изоляционного стекла, североамериканский ASTM773/774, французский NFP78-451/452, итальянский UNI10593, немецкий DIN1286 и другие стандарты.

Изолируя стекло этой системы запечатывания также система первых 3 полостей стекла 2 изолируя стеклянная для того чтобы пройти тест удерживания газа ЭН1279.3, с ежегодными тарифами утечки аргона 0.4% ~ 0.5%.

Чтобы изучить и проанализировать характеристики изоляционного стекла системы термопластичных прокладок и проверить его преимущества в долговечности, Национальный центр надзора и инспекции качества стекла выбрал продукт Thermoplastic Spacer 4SG, производимый компанией Kemelin, с использованием силиконового структурного клея Dow Corning в качестве внешнего герметика, И использовал ультра полноавтоматическую производственную линию 100 для произведения раздувного изолируя стеклянного образца. В соответствии с долговечностью уплотнения водяного пара и долговечностью газового уплотнения в стандарте GB/T11944-2012 было протестировано пять стандартных циклов соответственно.

(1) Стойкость уплотнения водяного пара

Испытание каждого цикла состоит из цикла высокой и низкой температуры чередуя и температуры и влажности постоянного. Этап 1: 56 циклов, один температурный цикл каждые 12 часов, диапазон температур от-18 ℃ ± 2 ℃ до 53 ℃ ± 1 ℃; Этап 2: температура окружающей среды 58 ℃ ± 1 ℃ и относительная влажность более 95% поддерживается в течение 7 недель, и каждый цикл составляет 77 дней. (Как показано на рисунке 14).

Диаграмма цикл 14 цикла стойкости уплотнения пара воды

В этом тесте, 5 групп в составе образцы положены в камеру теста вызревания. После каждого цикла для окончательного испытания на содержание влаги выбирают одну группу и рассчитывают значение I. Результаты см. в таблице 4.

(2) долговечность газового уплотнения

Во-первых, первоначальное содержание аргона в стекле для испытания на долговечность проверяется, и результаты приведены в таблице 5.

Результаты теста стойкости таблицы 4 5 циклов термопластичной прокладки (4СГ)

Таблица 5 Результаты испытаний исходного содержания аргона в образцах

Во-вторых, в соответствии с методом тестирования в GB/T11944-2012, образец тестировали в течение пяти циклов, а содержание аргона тестировали после каждого цикла. Результаты испытаний см. в таблице 6.

Таблица 6 Результаты теста содержания аргона образцов после вызревания

От результатов теста, и индекс проницаемости воды и содержание аргона изолируя стекла термопластиковой системы прокладки (4СГ) могут все еще соотвествовать национального стандарта после 5 циклов вызревания. Результаты теста индекса проницаемости воды после 5 циклов лучшие чем результаты теста настоящего стандартного цикла традиционных структур запечатывания в Китае, содержание газа только уменьшенное около 4%, Указывая на то, что срок службы изоляционного стекла в этой системе будет намного дольше, чем у текущей основной уплотнительной конструкции изоляционного стекла в Китае.

5 Заключение

От теоретического анализа к результатам теста, показано что термопластиковая прокладка прокладки (TPS) новое поколение изолируя стеклянного материала запечатывания края. Эта изолируя стеклянная система может улучшить жизнь запечатывания изолируя стекла и улучшить влияние края изолируя стекла, которое следует энергично повысить. Однако, в настоящее время, и термопластиковый материал запечатывания прокладки и оборудование автоматического производства для произведения изолируя стекла с структурой запечатывания импортированы, и цена одна из главных причин которые ограничивают популяризацию и применение термопластикового стекла (TPS) прокладки изолируя. В настоящее время Китай все еще находится на стадии исследований и разработок оборудования и исследований материалов и не реализовал промышленного производства. С ростом понимания людей превосходных характеристик термопластичного изоляционного стекла и дальнейшим улучшением уровня отечественных исследований и индустриализации перспектива его применения будет все более обширной.

Ссылка:

[1] Научно-исследовательский и проектный институт стекольной промышленности Qinhuangdao, изоляционное стекло (GB/T11944-2012), China Standards Press.

[2] Д-р Chritian Шерер, Эрнст Смар и т. д., Новая система теплых краев с превосходной энергоэффективностью и долговечностью, GPD Glass Performance Days 2015 。

[3] Ли Цзин, Инновационная система уплотнения прокладки для навесной стены 4SG, 2017 Китай стекла Ежегодная конференция речь.

[4] Юань Peifeng, и др., Преимущества производительности термопластичного теплого края изоляционного стекла, Труды 2017 Китай стекольной промышленности ежегодной конференции и технического семинара.