浅析建筑夹层玻璃环境性能不合格原因及改进建议

2021-03-21王鑫

中国建材科技 2021年4期

王鑫

(中国建材检验认证集团股份有限公司，北京 100024）

夹层玻璃是玻璃与玻璃和/或塑料等材料，用中间层分隔并通过处理使其粘结为一体的复合材料的统称。常见和大多使用的是玻璃和玻璃，用中间层分隔并通过处理使其粘结为一体的玻璃构件。夹层玻璃中间层主要分为湿法化学浆料、EVA胶片、PVB胶片、离子聚合中间层等[1]。

1 背景

夹层玻璃是综合性能最佳的安全玻璃，在建筑方面的应用越来越广泛，用量也越来越大。但由于各生产厂家对于夹层玻璃生产的掌握程度不同，以及中小企业近年来也涉及夹层玻璃的生产，产品质量良莠不齐。夹层玻璃不合格情况一直存在，环境性能（耐热性、耐湿性、耐辐照性）不合格率相对较高，主要表现为中间层气泡、脱胶以及颜色变化或混浊。本文主要针对夹层玻璃环境性能不合格的原因进行分析，并给出建议。

2 夹层玻璃环境性能不合格原因分析

夹层玻璃环境性能不合格的原因很多，任何一个方面控制不到位都会对质量有相应影响。本文主要从“人、机、料、法、环”方面进行分析。

2.1 人员对质量的作用

夹层玻璃的生产中，管理人员、采购管理人员、夹层生产相关人员及质检人员都对产品质量起到重要作用。任何一个环节的人员的疏忽，对采购、生产、质检环节的把控不到位，都对夹层玻璃的质量产生影响。

2.2 夹层玻璃设备对质量的影响

图1 局部点状气泡

图2 大面积气泡脱胶

制作夹层玻璃需要真空设备时，应注意抽真空的相关设备（真空袋、橡胶管）及真空表等是否完好、有效。预压机的温度控制、速度控制、辊压压力控制设施以及压辊是否完好、平整，相关的监视设施（温控表等）是否准确有效。

2.3 材料对质量的影响

用于构成夹层玻璃的两层或多层玻璃为钢化玻璃或曲面钢化玻璃时，可能波形弯曲度过大或曲面吻合度不够，从而导致中间空隙过大，无法较好粘合。夹层玻璃中间层材料（化学胶水、EVA胶片、PVB胶片、离子聚合中间层等）的采购及进货检验也非常重要。很多缺陷是因为未能对进购的原材料进行有效控制。

2.4 不同制作过程的分析

1）生产中间层为化学胶水的湿法夹层玻璃时，环境试验不合格的主要原因是化学胶水的灌装量不足，当存在少量气泡时就直接进行了聚合。

2）生产中间层为EVA胶片的夹层玻璃时，制作过程中应考虑真空度是否充足，加热的温度及时间是否满足要求。

3）生产中间层为PVB胶片或离子聚合中间层的夹层玻璃时，应区分预压过程是辊压、抽真空或同时存在。应考虑是否因排气或抽真空不充分而导致检验不合格情况。预压过程两种情况都存在时，应同时关注。此外，还要考虑高压釜的运行是否满足制作要求。

2.5 生产环境对质量的影响

无论是哪种夹层玻璃，都应注意制作的环境以及存放玻璃及中间层材料的环境是否干净，玻璃及中间层材料受到污染则可能导致检验不合格。生产干法夹层玻璃（中间层为PVB胶片、离子聚合中间层）设置有合片室时，相关的温湿度不满足也是导致检验不合格的原因之一。

3 改进的方法及建议

3.1 夹层玻璃生产相关人员

生产夹层玻璃的管理人员应提前做好计划，尽量避免因赶工或其他原因导致生产过程中的慌乱和环节上的脱节，对各个环节的人员进行能力的确认，定期或不定期对各环节进行巡检，过程检查应包括钢化玻璃的平整度、弯钢钢化玻璃及热弯玻璃的吻合度、预压环节前玻璃的清洁、合片室温湿度、预压后夹层玻璃的状态，及各工序的关键参数等。采购人员应对进购的材料进行仔细的检验，并做好记录。相关生产人员应进行夹层作业各环节的培训、学习。质检人员应对夹层玻璃工序间的检验、例行检验及确认检验进行培训、学习。

3.2 设备的定期检查

用于生产夹层玻璃的玻璃清洗剂应定期清理，避免玻璃的清洁度不够导致污染物质进入夹层玻璃的中间层。

EVA胶片夹层玻璃生产所用的夹胶炉需定期确认其真空表的示值是否有效、正确，同时关注真空袋是否完好无破损，以保证其抽真空的真空度。定期检查设备的温控装置是否能准确控制温度及正确测量温度。

PVB及离子聚合中间层夹层玻璃生产设备需关注预压段及高压釜两部分的设备情况。定期检查预压设备的压辊是否平整，避免局部压力不足而未能有效辊压。检查温度控制装置的示值是否准确、玻璃传送速度的控制装置是否有效。高压釜设备定期检查压力阀的准确性，必要时应对其进行检定，确保高压釜内的压力能满足夹层玻璃的生产。同时，还需对高压釜的温度控制装置进行定期检查，避免温度过低或过高对胶片产生影响。

3.3 构成夹层玻璃的材料控制

生产钢化夹层玻璃或曲面夹层玻璃时，需要对平面或弯钢钢化玻璃及曲面玻璃进行配对。平面或弯钢钢化玻璃应选取钢化两炉玻璃的同一位置的玻璃进行夹层生产，热弯玻璃应选用同一模具热弯的玻璃进行生产，以避免玻璃钢化后的波形过大导致玻璃间隙过大或弯钢钢化玻璃及热弯曲面玻璃的弧度的吻合度偏离。

夹层玻璃中间层所用的化学胶水、各类胶片应在来料后检查其包装是否密封或真空包装是否完好，避免中间层材料在运输过程中受到污染。定期对中间层材料进行评审，确保其质量的稳定性能满足生产需求。

3.4 夹层玻璃生产工艺的细节把控

为确保湿法夹层玻璃生产的灌浆量充足，应在灌装胶水后及时观察是否存在气泡。应多次进行倾斜翻转，并及时进行补充，经检查确认无填充不饱和情况后再进行聚合。

生产干法夹层玻璃时，应着重关注预处理过程。应注意此阶段加工室温度不可过高，避免边部的提前封边。当预处理过程为辊压方式时，应同时根据生产夹层玻璃的厚度及面积适当降低传送速度，增加辊压的压力，使得排气更充分。当预处理的方式为抽真空时，需根据玻璃的面积适当增加真空压力及时间，以达到充分排气的目的。预处理后的夹层玻璃半成品进入高压釜进行釜压，应控制进入高压釜内玻璃的数量。

在高压釜内PVB夹片处于热熔状态，此时的PVB胶片中的聚乙烯醇链段能溶解吸收湿气，置换气泡的空间并浸润玻璃表面，这对粘接至关重要，但此时的粘接过程具有可逆性，当水分子经边缘通过渗透侵蚀向内部扩散，会促使胶片发生溶胀和水解，造成前期溶解在PVB聚乙烯醇链段的气泡被解压缩并逐步膨胀，从而导致一段时间后气泡的出现。为了追求利润的最大化，企业通常选择满釜运行，因此应根据高压釜的大小及高压釜内装载量调整高压釜的压力、温度及时间[2]。

3.5 生产环境的把控

夹层玻璃生产对环境的要求较高，中间层材料的储存、玻璃的清洗、合片等环节的生产人员都应注意玻璃的清洁，避免玻璃或中间层受到污染，尤其是有机物的污染，这会导致耐辐照检测的不合格。

需要清洁的玻璃应在单独区域进行隔离，玻璃合片前应对表面油污、灰尘等无法经清洗剂处理的杂质先进行人工清洁，清洁时最好采用专门的玻璃擦拭布。玻璃擦拭台面下安装足够的日光灯源，以便进行检查。应尽量采用硬度低于50ppm的软化水进行清洗，如果没有软化水设备可采用纯净水代替[2]。

湿法夹层玻璃及EVA夹层玻璃的生产应在环境较为清洁的空间进行灌浆/合片，以避免胶水/EVA胶片在灌浆/合片环节过程中受到污染。湿法夹层玻璃还应提前关注光照情况，确保光聚合过程稳定，避免聚合过程不充分。温度过高时，浆料在聚合过程中反应温度超过其沸点，低沸点物会汽化产生气泡。此外，由于低沸点物的存在，夹层玻璃在使用时，一旦使用温度高于胶水聚合温度，会导致中间层二次聚合，在胶片中产生气泡。由于二次聚合的原因，一些看不见的微气泡会逐渐变大，变为显气泡呈现在夹层玻璃胶结层中[3]。

PVB/离子聚合中间层夹层玻璃的胶片储存及合片应根据不同生产商的要求严格控制温湿度，避免胶片过硬或受潮，从而影响合片的质量。