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如何預防玻璃中惰性氣體大逃逸?

發布日期:2014-08-07 作者: 點擊:

隨著節能和生態化的考量日漸被人們所關注,消費者對節約能源技術的興趣比任何時期都高。塑鋼、木制及斷橋鋁制門窗框已經占據了整個市場。低輻射鍍膜玻璃的應用也比以前更流行。暖邊技術亦有應用。充氣,盡管也是很流行,但是同時存在著一些爭議。有幾個訴訟案件已經吸引了行業的關注,這也增加了深加工企業關于充氣含量和氣體保持率的擔憂。房屋使用者希望自己所購買的門窗充氣含量符合標準要求。一旦安裝完成,如何保證氣體不逃逸?在中空玻璃完成充氣的那一刻開始,氣體就開始想方設法地逃逸。這是不可避免,且一定會發生的事情。問題是:我們如何能做到延長其逃逸的時間?

    檢測的兩難境地

    過去的十年間,深加工企業在充氣時從不擔心實際充氣含量問題。同樣,也沒有人顧慮說氣體究竟能夠在中空玻璃內存在多久。畢竟,房屋使用者看不到聞不到氣體,所以也就沒有人會去問到底門窗內填充了多少氣體或者氣體能夠在門窗內存在多久。我曾經有一個客戶,提出想在中空玻璃內填充的氬氣里添加味道。他想讓氬氣聞起來有玫瑰的味道,還想在中空玻璃上加個開關閥,這樣房屋使用者就可以打開閥門檢查門窗內是否還有氬氣。確實,偶然的玫瑰味道正是房屋擁有者能夠證實氬氣存在所需要的。這樣做唯一的問題是,每次打開閥門檢查是否有玫瑰味道的時候,一部分氬氣就會從中逃逸出去。同時,必須要在中空玻璃上開個孔來安裝這個開關閥門。這樣做會帶來很大的隱患,那就是要犧牲中空玻璃的完整性。開關閥門周邊的密封性好壞直接關系到氣體逃逸的可能性。行業所需要的其實就是個簡單快速且無損的檢測中空玻璃內氬氣含量的方法,這樣我們就能保證房屋擁有者所購買的充氣門窗是符合標準要求的。

    斯巴萊克的進入

    芬蘭斯巴萊克公司的Gasglass分析儀現在給深加工企業提供了一個快速且無損的技術來檢測中空玻璃內氬氣的含量。由高壓放電(50,000伏),激活中空玻璃間隔層內氬原子。當氬原子被激活成等離子體后發出光束,被儀器內的分光計所搜集。所發出的光束與中空玻璃間隔層內氬氣含量相關,氬氣含量以百分比形式為結果立即顯示在屏幕上?,F在,中空玻璃加工企業可以快速檢查其充氣設備的工作效率是否正常,同時還能檢查工人的操作工藝是否正確。我在此就不再過分地強調后者對企業來說有多重要了。

    許多深加工企業在充氣時開啟中空玻璃一個角,這樣充/吸氣棒就可以放進去。氬氣或氪氣就通過這個充氣棒流入,與此同時吸氣端口從間隔層內抽出空氣,并分析其氧的含量。當檢測不到氧含量時,說明充氣完成,關停氬氣或氪氣。當中空玻璃完成充氣時,需要用不透氣的密封膠封堵這些開孔區域。這是一道非常重要的工序。把熱熔膠涂在已冷卻的密封膠上,然后必須小心仔細地確認填補塊是否完整。如果不完整,當充氣中空玻璃膨脹或收縮時,就會產生裂縫導致氣體快速地流失。正是由于這個原因,一些加工企業投資自動充氣合片機,即中空玻璃在一個溢滿氬氣的密封內完成合片。這種自動充氣的優勢就是氬氣被完全截留在中空玻璃內且被完全密封而不需要開孔。企業也就不需要擔憂開孔要如何密封,因為這種做法不需要開孔。

    便攜式解決方案

    什么才是更好的?該設備是便攜式的,它可以裝進一個公文箱。所以,它不僅能夠在工廠里檢測氬氣含量,還能夠在建筑現場檢測那些已經安裝很長一段時間后的中空玻璃間隔層內氬氣含量。

    還有尤為重要的一點,當氬氣從中空玻璃密封系統內滲透出去比空氣從外部滲透進入中空玻璃間隔層內的速度要快很多。每種氣體都有彼此獨立的運動行為,且通過聚合密封膠滲透均有各自的速度??茖W家們用熵(亦稱為熱力學第二定律)來描述這類運動。氬氣以稍低于1%的比率存在于大氣中。當我們把一定數量的氬氣粒子灌裝進一個有限的空間時,我們就給這個空間內的氣體運動定了規則。熵增加原理經常被定義為氣體分子運動總是趨向于更加無序的狀態。氣體總是趨于從高含量的區域遷移至低含量的區域,含量越懸殊,遷徙就越快。對于每一種氣體,這個速率與屏障兩邊的氣體含量相關的??諝馐怯啥喾N氣體混合的,其中氮氣占78%,氧氣低于21%,氬氣占不到1%。如果中空玻璃內充了95%的氬氣,那么每種氣體的比率從高含量那一邊到低含量那一邊就如表中所示。大比率說明氣體含量懸殊,所以氣體遷移的動力就越大。正如你所見,相對于其他氣體,氬氣回到至其自然狀態的動力是最大的。因此,在其他氣體以很慢的速度進入中空玻璃時,氬氣從腔內移動到腔外的速度相對就要快一些。

    張力和應力

    在很長一段時間里,這會使得中空玻璃腔內存在負壓差情況,從而導致玻璃撓曲,尤其是用比較薄的玻璃時情況更為明顯。當玻璃發生撓曲時,它就會減少兩片玻璃之間的距離,結果就會導致熱傳遞增加。那么中空玻璃的隔熱價值就減弱了。玻璃撓曲還會給中空玻璃邊部以張力,這會造成邊部應力破裂和密封膠失效的風險。玻璃撓曲還會導致玻璃可視失真,因為中空玻璃會變得有點像凹透鏡。溫度會使情況變得更糟糕。高溫會增加滲透比率,因為各種氣體分子在高溫下變得活躍,運動也變得更快。超低溫度下會減弱密封膠的有效性,因為密封膠的彈性在低溫下會降低。紫外線也會使得密封膠的有效性降級,導致它們變硬和斷裂。而這樣就有可能會導致密封性能喪失。理想狀態下,中空玻璃的間隔-密封系統應該把所有相關中空材料都綜合起來,這樣會得到一個高抗阻合成品,以應對氣體滲透,同時有較好的抗紫外線性能。比如說,一個傳統的雙道式密封系統就是間隔條兩側涂布有丁基膠,其背部涂布硅酮膠或其他結構膠。另外一些加工企業使用耐久性的硅酮發泡間隔條,在背面涂布高抗氣體滲透的二道密封膠。密封膠安裝在壓條內,因此它避免了紫外線的直射,這時中空玻璃內側的間隔條面起到對抗紫外線的作用。

    門窗加工企業應該非常關切中空玻璃所有的間隔條-膠綜合體的類型,同時也要關注對生產過程中工藝的實施和監督。中空玻璃加工企業所展示的高氣體滲透性和氣體損失比率,比氣體本身更容易損失。最終結果會導致高質保成本,訴訟,負面宣傳以及信譽的損失。而這些正是我們預防氣體大逃逸的主要原因。(彩釉玻璃


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