一种中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条及制备方法与流程

1.本发明涉及改性丁基胶技术领域，特别是涉及一种中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条及制备方法。


背景技术：

2.中空玻璃具有如下主要特点：
3.1、优越的节能效果：现代建筑能耗主要是空调和照明，前者占能耗的55％，后者占能耗的23％，而玻璃是建筑物外墙中最薄、最容易传热的材料。中空玻璃由于铝框上的丁基胶密封和内部的干燥剂通过铝框上面的缝隙使玻璃中空内空气长期保持干燥，所以隔温性能极好。
4.2、高度隔音：中空玻璃因为丁基的良好密封性可将噪音下降27～40分贝，即使外面80分贝的交通噪音到了室内，便只有50分贝。
5.3、消除霜露：室内外温差过大，单层玻璃会结霜。中空玻璃则由于丁基良好的密性与室内空气接触的内层玻璃受空气隔层影响，即使外层接触很低，也不会因温差在玻璃表面结露。中空玻璃露点可达-70℃(不含胶条式中空玻璃)。
6.4、抗风压强度高：幕墙主要承受风荷载，抗风压成为幕墙的主要指标。中空玻璃的抗风压强度是单片玻璃的15倍玻璃且不易自爆。
7.中空玻璃生产方法为粘结法冷加工，玻璃原片内应力不改变，四周以丁基和硅硐弹性材料密封，玻璃不易自爆且丁基胶永不干固保持永久的粘性对中空起到决定的作用。
8.目前节能中空玻璃的生产处于半人工、半设备的生产状态，德国百超机械设备最早实现中空玻璃全自动生产线(工业4.0生产线)。在工业4.0大势所趋，我国大部分设备厂商开始生产制造相关设备。但是现阶段中空玻璃需要铝条折弯、灌装分子筛、铝条封口、涂布丁基等多道工序，生产工序繁琐、工艺流程复杂。


技术实现要素：

9.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条，用于解决现有技术中现阶段中空玻璃生产工序繁琐、工艺流程复杂的问题，同时，本发明还将提供一种中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条的制备方法。上述热塑性丁基间隔条具有良好的热塑性、耐老化、耐紫外性、耐氧化性，还具有优秀的隔热性能、优秀的水蒸气透过率以及永久不固化性能。此外，中空玻璃在涂布的过程中，由原来的四道工序节省为一道工序，大大的节省了人工成本，人力成本可由原来的3～4人减为全由设备涂布。上述热塑性丁基间隔条具有非常广阔的应用前景。
10.为实现上述目的及其他相关目的，
11.本发明的第一方面，提供一种中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条，所述热塑性丁基间隔条包括重量份数的如下组分：20～60份的聚异丁烯，15～40份的半补强填料，2～20份的丁基胶，1～15份的补强填料，10～40份的增粘树脂，25～40份的吸水剂，0.5～5份的固
化剂。
12.聚异丁烯有良好的耐光性、耐热性、抗氧化性，添加至丁基胶中使得热塑性丁基间隔条在低温下有较好的柔软性，在高温时有一定的塑性。半补强填料一方面具有一定的补强作用以增加热塑性丁基间隔条的硬度，另一方面作为无机填料具有一定的吸水性从而能吸食中空玻璃中的水蒸气。补强填料一方面用于增加热塑性丁基间隔条的整体强度，另一方面补强填料具有吸收紫外线的作用从而提高热塑性丁基间隔条的防紫外性能。增粘树脂是增加热塑性丁基间隔条的整体粘度，即使在热塑性丁基间隔条中添加了半补强填料和补强填料后，整个热塑性丁基间隔条的粘性依然非常好，依然可以用于中空玻璃的生产。吸水剂能吸食中空玻璃中的水分保证中空玻璃不起雾。固化剂使得热塑性丁基间隔条在涂布后的硬度增加。
13.上述热塑性丁基间隔条通过对丁基胶进行改性从而增加丁基胶的硬度，使其代替铝条在中空玻璃支撑作用，而且因为没有了铝金属的热传导，使中空玻璃的节能性能得到了提高。将上述热塑性丁基间隔条用于中空玻璃的生产，上述热塑性丁基间隔条可以代替原铝条、分子筛和丁基胶，从而简化中空玻璃生产过程中的工序，将上述热塑性丁基间隔条用于中空玻璃全自动生产线(工业4.0生产线)可以显著提高生产效率。上述热塑性丁基间隔条解决普通丁基胶不能简单吸收中空玻璃中的水分的问题，增加丁基胶的水蒸气透过度，从而在保证中空玻璃中惰性气体的密封性的同时保证原丁基胶不老化、不固化、不氧化、防紫外的特点。
14.于本发明的一实施例中，所述半补强填料为钙粉，所述补强填料为炭黑，所述增粘树脂为碳五石油树脂和801萜烯酚醛树脂，所述吸水剂为偏硅酸钠，所述固化剂为封闭型固化剂(具体型号为sj1801)。
15.钙粉加入热塑性丁基间隔条中可以提高热塑性丁基间隔条的抗张强度、撕裂强度和耐磨性。碳五石油树脂也称为c5石油树脂，可作为增粘树脂，其疏散性较好。801萜烯酚醛树脂与丁基胶和聚异丁烯的相容性较好，也可以作为增粘树脂，其粘性较好。封闭型固化剂能使得热塑性丁基间隔条在涂布后的硬度增加。
16.于本发明的一实施例中，所述热塑性丁基间隔条包括重量份数的如下组分：30～50份的聚异丁烯，20～30份的钙粉，5～15份的丁基胶，2～10份的炭黑，10～20份的碳五石油树脂，2～10份的801萜烯酚醛树脂，20～30份的偏硅酸钠，1～3份的封闭型固化剂。
17.上述热塑性丁基间隔条采用双组份增粘树脂，使得热塑性丁基间隔条既具有碳五石油树脂中良好的疏散性，也具有801萜烯酚醛树脂中良好的相容性和粘性。
18.上述热塑性丁基间隔条具有良好的热塑性、耐老化、耐紫外性、耐氧化性，还具有优秀的隔热性能、优秀的水蒸气透过率以及永久不固化性能。采用上述热塑性丁基间隔条后，中空玻璃中的氩气在100年后依然可达到70％的保有量(原中空玻璃中的氩气在50年后保有量一般为50％)，超越原中空玻璃的节能性能。此外，中空玻璃在涂布的过程中，由原来的四道工序节省为一道工序，大大的节省了人工成本，人力成本可由原来的3～4人减为全由设备涂布。上述热塑性丁基间隔条具有非常广阔的应用前景。
19.于本发明的一实施例中，所述热塑性丁基间隔条包括重量份数的如下组分：35～45份的聚异丁烯，24～28份的钙粉，8～12份的丁基胶，5～10份的炭黑，15～18份的碳五石油树脂，4～6份的801萜烯酚醛树脂，24～28份的偏硅酸钠，1.5～2.5份的封闭型固化剂。
20.于本发明的一实施例中，所述热塑性丁基间隔条包括重量份数的如下组分：40份的聚异丁烯，26份的钙粉，10份的丁基胶，8份的炭黑，15份的碳五石油树脂，5份的801萜烯酚醛树脂，25份的偏硅酸钠，2份的封闭型固化剂。
21.于本发明的一实施例中，所述聚异丁烯的分子量为95000～120000。聚异丁烯的分子量为95000～120000，分子量太低(95000以下)达不到硬度从而起不到支撑的作用，分子量太高(12000以上)在涂布过程中的流动性太差从而降低加工效率。
22.于本发明的一实施例中，所述封闭型固化剂的固化温度为100～110℃。
23.于本发明的一实施例中，所述封闭型固化剂的固化温度为105℃。
24.本发明的第二方面，提供一种制备上述中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条的方法，包括：
25.步骤一、将丁基胶、半补强填料和1/5～1/2的聚异丁烯加入捏合机中，在温度为135～145℃下预先捏合45～90min；
26.步骤二、将补强填料、增粘树脂、吸水剂和余下的聚异丁烯再加入捏合机中，在温度为135～145℃下捏合45～90min，抽中空，即得捏合胶料；
27.步骤三、将捏合胶料冷却至105～115℃，再加入固化剂混合均匀，即得中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条。
28.上述热塑性丁基间隔条的制备过程较为简单，对温度和设备的要求较低，便于工业化大规模生产，具有非常广阔的应用前景。上述捏合温度是指物料的捏合温度。
29.于本发明的一实施例中，所述步骤一和步骤二中捏合温度为138～142℃；所述步骤三中冷却温度为108～112℃。
30.如上所述，本发明的一种中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条及制备方法，具有以下有益效果：
31.1、聚异丁烯有良好的耐光性、耐热性、抗氧化性，添加至丁基胶中使得热塑性丁基间隔条在低温下有较好的柔软性，在高温时有一定的塑性。半补强填料一方面具有一定的补强作用以增加热塑性丁基间隔条的硬度，另一方面作为无机填料具有一定的吸水性从而能吸食中空玻璃中的水蒸气。补强填料一方面用于增加热塑性丁基间隔条的整体强度，另一方面补强填料具有吸收紫外线的作用从而提高热塑性丁基间隔条的防紫外性能。增粘树脂是增加热塑性丁基间隔条的整体粘度，即使在热塑性丁基间隔条中添加了半补强填料和补强填料后，整个热塑性丁基间隔条的粘性依然非常好，依然可以用于中空玻璃的生产。吸水剂能吸食中空玻璃中的水分保证中空玻璃不起雾。固化剂使得热塑性丁基间隔条在涂布后的硬度增加。
32.2、上述热塑性丁基间隔条通过对丁基胶进行改性从而增加丁基胶的硬度，使其代替铝条在中空玻璃支撑作用，而且因为没有了铝金属的热传导，使中空玻璃的节能性能得到了提高。将上述热塑性丁基间隔条用于中空玻璃的生产，上述热塑性丁基间隔条可以代替原铝条、分子筛和丁基胶，从而简化中空玻璃生产过程中的工序，将上述热塑性丁基间隔条用于中空玻璃全自动生产线(工业4.0生产线)可以显著提高生产效率。上述热塑性丁基间隔条解决普通丁基胶不能简单吸收中空玻璃中的水分的问题，增加丁基胶的水蒸气透过度，从而在保证中空玻璃中惰性气体的密封性的同时保证原丁基胶不老化、不固化、不氧化、防紫外的特点。
33.3、上述热塑性丁基间隔条具有良好的热塑性、耐老化、耐紫外性、耐氧化性，还具有优秀的隔热性能、优秀的水蒸气透过率以及永久不固化性能。采用上述热塑性丁基间隔条后，中空玻璃中的氩气在100年后依然可达到70％的保有量(原中空玻璃中的氩气在50年后保有量一般为50％)，超越原中空玻璃的节能性能。此外，中空玻璃在涂布的过程中，由原来的四道工序节省为一道工序，大大的节省了人工成本，人力成本可由原来的3～4人减为全由设备涂布。上述热塑性丁基间隔条具有非常广阔的应用前景。
具体实施方式
34.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
35.实施例1
36.一种中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条，所述热塑性丁基间隔条包括重量份数的如下组分：25份的聚异丁烯，14份的钙粉，5份的丁基胶，2份的炭黑，9份的碳五石油树脂，1份的801萜烯酚醛树脂，25份的五水偏硅酸钠，0.8份的封闭型固化剂；
37.其中，所述聚异丁烯的分子量为95000～120000，所述封闭型固化剂的固化温度为105℃。
38.一种制备上述中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条的方法，包括：
39.步骤一、将丁基胶、半补强填料和部分的聚异丁烯加入捏合机中，在温度为135℃下预先捏合90min；
40.步骤二、将补强填料、增粘树脂、吸水剂和余下的聚异丁烯再加入捏合机中，在温度为135℃下捏合90min，抽中空，即得捏合胶料；
41.步骤三、将捏合胶料冷却至110℃，再加入固化剂混合均匀，即得中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条。
42.上述热塑性丁基间隔条使用热塑性暖过中空玻璃生产线直接涂布即可用于生产中空玻璃。
43.实施例2
44.一种中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条，所述热塑性丁基间隔条包括重量份数的如下组分：30份的聚异丁烯，20份的钙粉，5份的丁基胶，2份的炭黑，10份的碳五石油树脂，2份的801萜烯酚醛树脂，20份的五水偏硅酸钠，1份的封闭型固化剂；
45.其中，所述聚异丁烯的分子量为95000～120000，所述封闭型固化剂的固化温度为110℃。
46.一种制备上述中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条的方法，包括：
47.步骤一、将丁基胶、半补强填料和部分聚异丁烯加入捏合机中，在温度为145℃下预先捏合45min；
48.步骤二、将补强填料、增粘树脂、吸水剂和余下的聚异丁烯再加入捏合机中，在温度为145℃下捏合45min，抽中空，即得捏合胶料；
49.步骤三、将捏合胶料冷却至115℃，再加入固化剂混合均匀，即得中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条。
50.上述热塑性丁基间隔条使用热塑性暖过中空玻璃生产线直接涂布即可用于生产
中空玻璃。
51.实施例3
52.一种中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条，所述热塑性丁基间隔条包括重量份数的如下组分：50份的聚异丁烯，30份的钙粉，15份的丁基胶，10份的炭黑，20份的碳五石油树脂，10份的801萜烯酚醛树脂，30份的五水偏硅酸钠，3份的封闭型固化剂
53.其中，所述聚异丁烯的分子量为95000～120000，所述封闭型固化剂的固化温度为105℃。
54.一种制备上述中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条的方法，包括：
55.步骤一、将丁基胶、半补强填料和部分聚异丁烯加入捏合机中，在温度为140℃下预先捏合60min；
56.步骤二、将补强填料、增粘树脂、吸水剂和余下的聚异丁烯再加入捏合机中，在温度为140℃下捏合60min，抽中空，即得捏合胶料；
57.步骤三、将捏合胶料冷却至110℃，再加入固化剂混合均匀，即得中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条。
58.上述热塑性丁基间隔条使用热塑性暖过中空玻璃生产线直接涂布即可用于生产中空玻璃。
59.实施例4
60.一种中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条，所述热塑性丁基间隔条包括重量份数的如下组分：35份的聚异丁烯，24份的钙粉，8份的丁基胶，7份的炭黑，15份的碳五石油树脂，4份的801萜烯酚醛树脂，24份的偏硅酸钠，1.5份的封闭型固化剂；
61.其中，所述聚异丁烯的分子量为95000～120000，所述封闭型固化剂的固化温度为105℃。
62.一种制备上述中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条的方法，包括：
63.步骤一、将丁基胶、半补强填料和部分聚异丁烯加入捏合机中，在温度为140℃下预先捏合60min；
64.步骤二、将补强填料、增粘树脂、吸水剂和余下的聚异丁烯再加入捏合机中，在温度为140℃下捏合60min，抽中空，即得捏合胶料；
65.步骤三、将捏合胶料冷却至110℃，再加入固化剂混合均匀，即得中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条。
66.上述热塑性丁基间隔条使用热塑性暖过中空玻璃生产线直接涂布即可用于生产中空玻璃。
67.实施例5
68.一种中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条，所述热塑性丁基间隔条包括重量份数的如下组分：40份的聚异丁烯，26份的钙粉，10份的丁基胶，8份的炭黑，15份的碳五石油树脂，5份的801萜烯酚醛树脂，25份的偏硅酸钠，2份的封闭型固化剂；
69.其中，所述聚异丁烯的分子量为95000～120000，所述封闭型固化剂的固化温度为105℃。
70.一种制备上述中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条的方法，包括：
71.步骤一、将丁基胶、半补强填料和部分聚异丁烯加入捏合机中，在温度为140℃下
预先捏合60min；
72.步骤二、将补强填料、增粘树脂、吸水剂和余下的聚异丁烯再加入捏合机中，在温度为140℃下捏合60min，抽中空，即得捏合胶料；
73.步骤三、将捏合胶料冷却至110℃，再加入固化剂混合均匀，即得中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条。
74.上述热塑性丁基间隔条使用热塑性暖过中空玻璃生产线直接涂布即可用于生产中空玻璃。
75.实施例6
76.一种中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条，所述热塑性丁基间隔条包括重量份数的如下组分：40份的聚异丁烯，26份的钙粉，10份的丁基胶，9份的炭黑，15份的碳五石油树脂，5份的801萜烯酚醛树脂，24份的偏硅酸钠，1.8份的封闭型固化剂；
77.其中，所述聚异丁烯的分子量为95000～120000，所述封闭型固化剂的固化温度为100～110℃。
78.一种制备上述中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条的方法，包括：
79.步骤一、将丁基胶、半补强填料和部分聚异丁烯加入捏合机中，在温度为140℃下预先捏合60min；
80.步骤二、将补强填料、增粘树脂、吸水剂和余下的聚异丁烯再加入捏合机中，在温度为140℃下捏合60min，抽中空，即得捏合胶料；
81.步骤三、将捏合胶料冷却至110℃，再加入固化剂混合均匀，即得中空玻璃专用的热塑性丁基间隔条。
82.上述热塑性丁基间隔条使用热塑性暖过中空玻璃生产线直接涂布即可用于生产中空玻璃。
83.将实施例1～实施例6的热塑性丁基间隔条进行如下测试，测试结果如表格1所示：
84.外观：无可见颗粒的均质胶泥、颜色为黑色且胶泥细腻，即为合格。如果有明显颗粒、颜色不均或胶泥不均匀，即得不合格。
85.针入度：按照jc/t914-2014《《中空玻璃用丁基热熔密封胶》》标准中的针入度进行测试，试验方法按照gb/t4509-2010进行，测试温度为25℃。单位是1/10mm。
86.剪切强度：按照jc/t914-2014《《中空玻璃用丁基热熔密封胶》》标准中4.5节(剪切强度)提供的方法进行测试，热塑性丁基间隔条试样在标准试验条件下剪切强度。单位为mpa。
87.剪切强度变化率：热塑性丁基间隔条试样经过紫外线处理168h前后标准试验条件下剪切强度变化率。
88.热传导系数：按照gb50189-2015《《公共建筑节能设计标准》》测试得到热传导系数，单位为w/m2·
k。
89.表格1
90.[0091][0092]
从表格1中看出，实施例1～实施例6的热塑性丁基间隔条的外观均合格，其胶泥质地均匀且细腻。实施例1～实施例6的热塑性丁基间隔条的剪切强度较高，并且经过紫外线处理后变化率较小，由此可见实施例1～实施例6的热塑性丁基间隔条具有良好的防紫外效果。实施例1～实施例6的热塑性丁基间隔条的隔温节能性能均有明显提升。
[0093]
实施例1～实施例6的热塑性丁基间隔条的25℃针入度为80左右，常规中空玻璃用丁基热熔密封胶的25℃针入度一般控制在40左右。热塑性丁基间隔条的25℃针入度相较于现有的常规中空玻璃用丁基热熔密封胶，其25℃针入度显著提升。由此可见，热塑性丁基间隔条在25℃的硬度增加非常大，足以起到支撑的作用，从而在中空玻璃中能代替铅条起到支撑的作用。
[0094]
实施例1～实施例6的热塑性丁基间隔条的热传导系数为2.4～2.6w/m2·
k，一般双层low-e中空玻璃的热传导系数为2.9～3.2w/m2·
k(丁基热熔密封胶1.94～2.39w/m2·
k 铝条2.6～3.5w/m2·
k)。从热传导系数可以看出，实施例1～实施例6的热塑性丁基间隔条代替现有的丁基胶 铝条，其热传导系数显著下降，使中空玻璃的节能性能得到了提高。
[0095]
综上所述，本发明的热塑性丁基间隔条具有良好的热塑性、耐老化、耐紫外性、耐氧化性，还具有优秀的隔热性能、优秀的水蒸气透过率以及永久不固化性能。此外，中空玻璃在涂布的过程中，由原来的四道工序节省为一道工序，大大的节省了人工成本，人力成本可由原来的3～4人减为全由设备涂布。上述热塑性丁基间隔条具有非常广阔的应用前景。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0096]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。