充气中空玻璃评价方法及性能优势

张娜娜 王海利 王鹏

摘 要：介绍了充气中空玻璃的优势，以及热塑性暖边充气中空玻璃和槽铝式充气中空玻璃的测试标准和评价方法，其中热塑性暖边充气中空玻璃整体性能优于槽铝式充气中空玻璃。

关键词：充气中空玻璃;热塑性暖边;EN1279;水气渗透指数;气体泄漏率

中图分类号：TQ171.72+7 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）04-0011-05

Abstract：This paper introduces the advantages of Inflatable insulating glass， as well as the test standards and evaluation methods of thermoplastic warm edge inflatable insulating glass and grooved aluminum inflatable insulating glass. The overall performance of thermoplastic warm edge inflatable insulating glass is better than that of trough aluminum inflatable insulating glass.

Key words：Inflatable insulating glass， thermoplastic warm edge， EN1279， moisture penetration index， gas leakage rate

0 前言

充氣中空玻璃是通过用其它干燥气体来替换原本中空玻璃单元内的干燥空气。被用于中空玻璃填充的气体除了空气外，还可以填充状态稳定的惰性气体，例如氩气、氙气和氪气等，中空玻璃充惰性气体（主要是氩气等）有助于提高隔热、隔音等性能，提高保温和节能效果。

目前，常见的充气中空玻璃主要分为两大类：一类为槽铝式充气中空玻璃，另一类是暖边充气中空玻璃。现行判定充气中空玻璃质量相关标准有：中国标准GB/T 11944-2012《中空玻璃》，国际标准ISO 20492-2010《建筑玻璃 中空玻璃 第3部分：气体浓度和气体泄漏》、ASTM E2190-2019《中空玻璃性能评估标准》和欧盟标准EN 1279-2018《建筑玻璃-中空玻璃单元》2-3部分。其中国家标准GB/T 11944-2012中规定了充气中空玻璃单元的初始气体含量应≥85%，经气体密封耐久性能试验后气体含量应≥80%[1];美国标准ASTM E2190-2019中规定初始充气浓度≥90%，老化实验后≥80%[4]，[6-7];国际标准ISO 20492-2010和欧洲标准EN 1279-2018都规定初始充气浓度≥85%，年泄漏率Li≤1%[2-3，5]。其中欧洲标准EN 1279-2018标准要求最为苛刻，同时也是最为合理的。

1 充气中空玻璃的制作

针对国家标准GB/T 11944-2012和欧洲标准EN 1279-2018测试方法，我公司制作了槽铝式充气中空玻璃和热塑性暖边充气中空玻璃做性能对比。充气中空玻璃在国内知名深加工玻璃厂制作，具体制作方法按照欧洲标准EN 1279-2018标准中的规定进行。其中露点试验和耐紫外辐照试验依据国家标准GB/T 11944-2012进行;水气密封耐久性试验依据国家标准GB/T 11944-2012和欧洲标准EN 1279-2：2018进行;气体密封耐久性试验分别依据国家标准GB/T 11944-2012和欧洲标准EN 1279-3：2018进行。

1.1 槽铝式充气中空玻璃

在同一工艺条件下制作尺寸为502mm×352mm的充气中空玻璃，其中第一道密封胶为MF910G中空玻璃用丁基热熔密封胶，第二道密封胶分别为MF840双组分聚硫中空玻璃专用密封胶（高模量）和MF881-25HM硅酮结构密封胶，聚硫中空玻璃的编号为J1#～J50#，硅酮中空玻璃的编号为S1#～S50#。

1.2 热塑性暖边中空玻璃

在同一工艺条件下制作尺寸为502mm×352mm的充气中空玻璃，其中第一道密封胶为MF910SG中空玻璃用热塑性间隔条，第二道密封胶分别为MF840双组分聚硫中空玻璃专用密封胶（高模量）和MF881-25HM硅酮结构密封胶，聚硫中空玻璃的编号为L1#～L50#，硅酮中空玻璃的编号为G1#～G50#。

2 充气中空玻璃性能研究

2.1 露点试验

中空玻璃的露点上升是由于外界的水份进入间隔层又不被干燥剂吸收造成的。露点的高低则直观地反映中空玻璃质量的好坏，是检测中空玻璃的性能指标之一。按国家标准GB/T 11944-2012中7.3规定的方法进行，试验结果如表1所示：

由表1可知，热塑性暖边充气中空玻璃和槽铝式充气中空玻璃的露点测试均能满足GB/T 11944-2012标准的要求。

2.2 耐紫外线辐照试验

此项指标是考察制成的充气中空玻璃在紫外线照射下的性能变化，检测密封胶的紫外稳定性，测试充气中空玻璃用密封胶中是否含有影响视线的有机挥发物。按国家标准GB/T 11944-2012中7.4规定的方法进行，试验结果如表2所示。

由表2可知，热塑性暖边充气中空玻璃和槽铝式充气中空玻璃的耐紫外辐照测试均能满足GB/T11944-2012标准的要求。

2.3 水气密封耐久性试验

充气中空玻璃在使用过程中环境中的水和潮气的作用都会加速密封胶的老化，从而加快水气进入中空腔内的速度，最终使中空玻璃失效。水气密封耐久性能是测定充气中空玻璃使用寿命的重要指标之一，本试验部分分别依据国家标准GB/T 11944-2012和欧洲标准EN 1279-2：2018进行试验。

2.3.1 国家标准GB/T 11944-2012

具体试验按GB/T 11944-2012中7.5规定的方法进行，试验结束后测试充气中空玻璃的露点。实验结果如表3所示。

由表3可知，热塑性暖边充气中空玻璃和槽铝式充气中空玻璃的水气密封耐久性能试验后测试-60℃露点，玻璃均无结露或结霜，说明水气密封性能较好。

2.3.2 欧洲标准EN 1279-2：2018

制作好的充气中空玻璃样品送检德国IFT（罗森汉姆）检测机构中心按照欧洲标准EN 1279-2进行测试，检测结果如表4所示。

由表4可以看出，热塑性暖边充气中空玻璃和槽铝式充气中空玻璃的水气渗透指数能满足EN 1279-2：2018的要求，但热塑性暖边充气中空玻璃水气密封耐久性能优于槽铝式充气中空玻璃。

2.4 气体密封耐久性试验

热塑性暖边间隔条的诞生可改善中空玻璃的节能效果，特别是减少边部的冷凝现象。但是由于环境温度的变化，中空玻璃中空腔内气体始终处于热胀或冷缩状态，从而使密封胶长期处于受力状态。气体密封耐久性是测定中空玻璃老化前后的密封（氩气浓度保持率）性能。本试验部分分别依据国家标准GB/T 11944-2012和欧洲标准EN 1279-3：2018进行试验。

2.4.1 国家标准GB/T 11944-2012

具体试验按GB/T 11944-2012中7.7规定的方法进行，气体浓度用便携式惰性气体分析仪（芬兰斯巴莱克有限公司）测试，实验结果如表5所示。

由表5可知，气体密封耐久性试验后，充气气体含量均≥80%，符合国家标准GB/T 11944-2012;但热塑性暖边充气中空玻璃的密封（氩气浓度保持率）性能优于槽铝式充气中空玻璃。

2.4.2 欧洲标准EN 1279-3：2018

为了与欧洲标准EN 1279-3：2018接轨测试充气中空玻璃的气体泄漏率，提升国内充气中空玻璃的测试能力，我公司于2018.10月从荷兰TUV Rheinland Nederland B.V.中空玻璃测试机构引进了一台中空玻璃单元气体泄露率测试仪（见图3和图4），测得试验结果如表6所示：

由表6可以看出，热塑性暖边充气中空玻璃和槽铝式充气中空玻璃的气体泄漏率均能满足欧洲标准EN1279-3：2018的年泄露率≤1.00%要求，但热塑性暖边充气中空玻璃的气体泄漏率要小于槽铝式充气中空玻璃。

制作好的充气中空玻璃样品送检德国IFT（罗森汉姆）检测机构中心按照欧洲标准EN 1279-3进行测试，检测结果如表7所示。

由表7可以看出，送检的热塑性暖边充气中空玻璃和槽铝式充气中空玻璃的气体泄漏率均能满足欧洲标准EN1279-3：2018的年泄露率≤1.00%要求，但热塑性暖边充气中空玻璃的气体泄漏率要小于槽铝式充气中空玻璃。

2.5 5倍循環气体密封耐久性试验

为了进一步验证热塑性暖边中空玻璃的气体密封耐久性试验性能，实验室通过增加气体耐久性试验循环次数考察其老化性能，具体试验方法按照GB/T 11944-2012中7.7的要求进行，已完成5个循环，气体浓度含量和露点试验结果如表8所示。

由表8可知，热塑性暖边中空玻璃按照GB/T11944-2012中7.7气体密封耐久性试验要求进行5倍循环之后，其气体浓度的含量均≥80%，满足中空玻璃GB/T11944-2012标准要求;气体年泄漏率均≤1.00%，满足EN1279-3：2018标准要求，耐循环老化性能较好。

综合表4、表5、表6和表7试验结果可知，热塑性暖边充气中空玻璃水气密封耐久性和气体密封耐久性性能较好，满足国家标准GB/T 11944-2012和欧洲标准EN 1279-2018要求。

3 结语

综合以上分析可以看出，国家标准GB/T 11944-2012和欧洲标准EN 1279-2018的水气密封耐久性试验测试方法是一致的，但气体密封耐久性试验存在差异，欧洲标准EN 1279-2018要求年泄漏率Li≤1%，这一要求更加保证充气中空玻璃气体密封可靠性和耐久性，同时延长充气中空玻璃产品的使用寿命。

节能和环保是我国实现可持续发展战略的保证，从国家宏观控制政策和国内整体大环境来看，中空玻璃产业符合国家的节能性和安全性的发展方向，发展前景广阔、潜力巨大。但由于槽铝式中空玻璃中铝间隔条的导热系数大，因而造成的能源损失也较大。为了解决中空玻璃边部的热损失问题，暖边间隔条应运而生，在发达国家得到了广泛应用。近几年，国内连续引进了十几条暖边中空玻璃生产线，说明暖边中空玻璃的优良节能效果已被大家认识，逐步向该方面发展，潜在市场较大。

参考文献

[1]GB/T 11944—2012. 中空玻璃[S].中国标准出版社，2012.

[2]EN 1279-2，Glass in building - Insulating glass units - Part 2： Long term test method and requirements for moisture penetration： methods of test for the physical attributes of edge seals [S].2018.

[3]EN 1279-3， Glass in building - Insulating glass units - Part 3： Long term test method and requirements for gas leakage rate and for gas concentration tolerances [S]. 2018.

[4]ASTM E2190， Standard Specifiation for Insulating Glass Unit Performance and Evaluation [S]. 2010.

[5]ISO 20492， Glass in buildings - Insulating glass - Part 3： Gas concentration and gas leakage[S]. 2010.

[6]程鹏，邢凤群，金燕鸿，等.充气中空玻璃密封胶性能评价方法及选用[J].玻璃， 2016，43（09）： 37-43.

[7]王龙梅，张红，姚永新，等.国内外中空玻璃标准耐久性能要求及检测方法差异分析[J].玻璃， 2019，46（06）： 39-45.