淺析建筑夾層玻璃環境性能不合格原因及改進建議

王鑫

(中國建材檢驗認證集團股份有限公司，北京 100024）

夾層玻璃是玻璃與玻璃和/或塑料等材料，用中間層分隔并通過處理使其粘結為一體的復合材料的統稱。常見和大多使用的是玻璃和玻璃，用中間層分隔并通過處理使其粘結為一體的玻璃構件。夾層玻璃中間層主要分為濕法化學漿料、EVA膠片、PVB膠片、離子聚合中間層等[1]。

1 背景

夾層玻璃是綜合性能最佳的安全玻璃，在建筑方面的應用越來越廣泛，用量也越來越大。但由于各生產廠家對于夾層玻璃生產的掌握程度不同，以及中小企業近年來也涉及夾層玻璃的生產，產品質量良莠不齊。夾層玻璃不合格情況一直存在，環境性能（耐熱性、耐濕性、耐輻照性）不合格率相對較高，主要表現為中間層氣泡、脫膠以及顏色變化或混濁。本文主要針對夾層玻璃環境性能不合格的原因進行分析，并給出建議。

2 夾層玻璃環境性能不合格原因分析

夾層玻璃環境性能不合格的原因很多，任何一個方面控制不到位都會對質量有相應影響。本文主要從“人、機、料、法、環”方面進行分析。

2.1 人員對質量的作用

夾層玻璃的生產中，管理人員、采購管理人員、夾層生產相關人員及質檢人員都對產品質量起到重要作用。任何一個環節的人員的疏忽，對采購、生產、質檢環節的把控不到位，都對夾層玻璃的質量產生影響。

2.2 夾層玻璃設備對質量的影響

圖1 局部點狀氣泡

圖2 大面積氣泡脫膠

制作夾層玻璃需要真空設備時，應注意抽真空的相關設備（真空袋、橡膠管）及真空表等是否完好、有效。預壓機的溫度控制、速度控制、輥壓壓力控制設施以及壓輥是否完好、平整，相關的監視設施（溫控表等）是否準確有效。

2.3 材料對質量的影響

用于構成夾層玻璃的兩層或多層玻璃為鋼化玻璃或曲面鋼化玻璃時，可能波形彎曲度過大或曲面吻合度不夠，從而導致中間空隙過大，無法較好粘合。夾層玻璃中間層材料（化學膠水、EVA膠片、PVB膠片、離子聚合中間層等）的采購及進貨檢驗也非常重要。很多缺陷是因為未能對進購的原材料進行有效控制。

2.4 不同制作過程的分析

1）生產中間層為化學膠水的濕法夾層玻璃時，環境試驗不合格的主要原因是化學膠水的灌裝量不足，當存在少量氣泡時就直接進行了聚合。

2）生產中間層為EVA膠片的夾層玻璃時，制作過程中應考慮真空度是否充足，加熱的溫度及時間是否滿足要求。

3）生產中間層為PVB膠片或離子聚合中間層的夾層玻璃時，應區分預壓過程是輥壓、抽真空或同時存在。應考慮是否因排氣或抽真空不充分而導致檢驗不合格情況。預壓過程兩種情況都存在時，應同時關注。此外，還要考慮高壓釜的運行是否滿足制作要求。

2.5 生產環境對質量的影響

無論是哪種夾層玻璃，都應注意制作的環境以及存放玻璃及中間層材料的環境是否干凈，玻璃及中間層材料受到污染則可能導致檢驗不合格。生產干法夾層玻璃（中間層為PVB膠片、離子聚合中間層）設置有合片室時，相關的溫濕度不滿足也是導致檢驗不合格的原因之一。

3 改進的方法及建議

3.1 夾層玻璃生產相關人員

生產夾層玻璃的管理人員應提前做好計劃，盡量避免因趕工或其他原因導致生產過程中的慌亂和環節上的脫節，對各個環節的人員進行能力的確認，定期或不定期對各環節進行巡檢，過程檢查應包括鋼化玻璃的平整度、彎鋼鋼化玻璃及熱彎玻璃的吻合度、預壓環節前玻璃的清潔、合片室溫濕度、預壓后夾層玻璃的狀態，及各工序的關鍵參數等。采購人員應對進購的材料進行仔細的檢驗，并做好記錄。相關生產人員應進行夾層作業各環節的培訓、學習。質檢人員應對夾層玻璃工序間的檢驗、例行檢驗及確認檢驗進行培訓、學習。

3.2 設備的定期檢查

用于生產夾層玻璃的玻璃清洗劑應定期清理，避免玻璃的清潔度不夠導致污染物質進入夾層玻璃的中間層。

EVA膠片夾層玻璃生產所用的夾膠爐需定期確認其真空表的示值是否有效、正確，同時關注真空袋是否完好無破損，以保證其抽真空的真空度。定期檢查設備的溫控裝置是否能準確控制溫度及正確測量溫度。

PVB及離子聚合中間層夾層玻璃生產設備需關注預壓段及高壓釜兩部分的設備情況。定期檢查預壓設備的壓輥是否平整，避免局部壓力不足而未能有效輥壓。檢查溫度控制裝置的示值是否準確、玻璃傳送速度的控制裝置是否有效。高壓釜設備定期檢查壓力閥的準確性，必要時應對其進行檢定，確保高壓釜內的壓力能滿足夾層玻璃的生產。同時，還需對高壓釜的溫度控制裝置進行定期檢查，避免溫度過低或過高對膠片產生影響。

3.3 構成夾層玻璃的材料控制

生產鋼化夾層玻璃或曲面夾層玻璃時，需要對平面或彎鋼鋼化玻璃及曲面玻璃進行配對。平面或彎鋼鋼化玻璃應選取鋼化兩爐玻璃的同一位置的玻璃進行夾層生產，熱彎玻璃應選用同一模具熱彎的玻璃進行生產，以避免玻璃鋼化后的波形過大導致玻璃間隙過大或彎鋼鋼化玻璃及熱彎曲面玻璃的弧度的吻合度偏離。

夾層玻璃中間層所用的化學膠水、各類膠片應在來料后檢查其包裝是否密封或真空包裝是否完好，避免中間層材料在運輸過程中受到污染。定期對中間層材料進行評審，確保其質量的穩定性能滿足生產需求。

3.4 夾層玻璃生產工藝的細節把控

為確保濕法夾層玻璃生產的灌漿量充足，應在灌裝膠水后及時觀察是否存在氣泡。應多次進行傾斜翻轉，并及時進行補充，經檢查確認無填充不飽和情況后再進行聚合。

生產干法夾層玻璃時，應著重關注預處理過程。應注意此階段加工室溫度不可過高，避免邊部的提前封邊。當預處理過程為輥壓方式時，應同時根據生產夾層玻璃的厚度及面積適當降低傳送速度，增加輥壓的壓力，使得排氣更充分。當預處理的方式為抽真空時，需根據玻璃的面積適當增加真空壓力及時間，以達到充分排氣的目的。預處理后的夾層玻璃半成品進入高壓釜進行釜壓，應控制進入高壓釜內玻璃的數量。

在高壓釜內PVB夾片處于熱熔狀態，此時的PVB膠片中的聚乙烯醇鏈段能溶解吸收濕氣，置換氣泡的空間并浸潤玻璃表面，這對粘接至關重要，但此時的粘接過程具有可逆性，當水分子經邊緣通過滲透侵蝕向內部擴散，會促使膠片發生溶脹和水解，造成前期溶解在PVB聚乙烯醇鏈段的氣泡被解壓縮并逐步膨脹，從而導致一段時間后氣泡的出現。為了追求利潤的最大化，企業通常選擇滿釜運行，因此應根據高壓釜的大小及高壓釜內裝載量調整高壓釜的壓力、溫度及時間[2]。

3.5 生產環境的把控

夾層玻璃生產對環境的要求較高，中間層材料的儲存、玻璃的清洗、合片等環節的生產人員都應注意玻璃的清潔，避免玻璃或中間層受到污染，尤其是有機物的污染，這會導致耐輻照檢測的不合格。

需要清潔的玻璃應在單獨區域進行隔離，玻璃合片前應對表面油污、灰塵等無法經清洗劑處理的雜質先進行人工清潔，清潔時最好采用專門的玻璃擦拭布。玻璃擦拭臺面下安裝足夠的日光燈源，以便進行檢查。應盡量采用硬度低于50ppm的軟化水進行清洗，如果沒有軟化水設備可采用純凈水代替[2]。

濕法夾層玻璃及EVA夾層玻璃的生產應在環境較為清潔的空間進行灌漿/合片，以避免膠水/EVA膠片在灌漿/合片環節過程中受到污染。濕法夾層玻璃還應提前關注光照情況，確保光聚合過程穩定，避免聚合過程不充分。溫度過高時，漿料在聚合過程中反應溫度超過其沸點，低沸點物會汽化產生氣泡。此外，由于低沸點物的存在，夾層玻璃在使用時，一旦使用溫度高于膠水聚合溫度，會導致中間層二次聚合，在膠片中產生氣泡。由于二次聚合的原因，一些看不見的微氣泡會逐漸變大，變為顯氣泡呈現在夾層玻璃膠結層中[3]。

PVB/離子聚合中間層夾層玻璃的膠片儲存及合片應根據不同生產商的要求嚴格控制溫濕度，避免膠片過硬或受潮，從而影響合片的質量。

4 結語

由于環境性能導致的中間層氣泡、脫膠及顏色變化或混濁都是在使用一段時間后出現的。一旦出現此類情況，重新更換玻璃的費用很高。近年來，受材料成本上漲及市場價格偏低的影響，企業利潤區間越來越低。為了能更好、更健康持續發展，夾層玻璃企業應注意各個工序間的細節把控，減少后顧之憂。