Przenikalność pary wodnej i gazów dla różnych systemów klejenia szyb zespolonych
Z licznych polimerów, które zostały poznane do chwili obecnej, wyróżnić możemy cztery polimery bazowe używane w systemach do uszczelniania szyb zespolonych:
1. tzw."butyl" oparty o:
a) kauczuk butylowy
b) poliizobutylen
2. alifatyczne polisiarczki (ALIPS)
3. poliuretany (PUR)
4. polisiloksany/kauczuki silikonowe (SIR).
Butyle używane są przy produkcji szkła zespolonego jako uszczelnienie pierwotne czyli wewnętrzne.
Czasami w oparciu o bazę butylową do uszczelnienia wtórnego czyli zewnętrznego stosuje się również wysoko topliwe masy zwane potocznie hot-meltami.
Alifatyczne polisiarczki powszechnie zwane tiokolami dominują obecnie na rynku jako uszczelniacze wtórnego (zewnętrznego) stosowania.
Poliuretany mają obecnie, w zależności od specyfiki niektórych rynków narodowych, znaczenie mniejsze albo niewielkie.
Polisiloksany zwane potocznie silikonami mają bardzo ograniczone znaczenie i zwykle powinny być używane tylko do specyficznych aplikacji .
Fizykochemiczne własności wymienionych systemów polimerowych opisane zostały szczegółowo w pracy G.Ortmanns , G.Holler (1).
Z pracy tej pochodzą również dane dotyczące przenikalności pary wodnej przez warstwę masy uszczelniającej o grubości 3 mm w porównaniu do przenikalności dla sklejonego modułu szyby zespolonej , zamieszczone w tabeli 1.
Dyfuzja gazu inertnego (argonu) przez 3 mm warstwę uszczelniacza , zestawiona z szybkością utraty gazu z modułu szyby zespolonej , przedstawione w tabeli 2 , również pochodzą z podanego opracowania.
Tabela 1. Przenikalność pary wodnej (WVP) dla 3 mm filmu polimerowej masy uszczelniającej w porównaniu do przenikalności w systemie uszczelniającym na module szyby zespolonej.
| Lp. | Polimer bazowy | WVP : 3,0 mm film (g/m2.d) DIN 53122 , część 1 (klimat D) |
System szyby zespolonej (1.-3. + 4. ) DIN 52344 , % H2O |
| 1 | Polisiarczek (PS) Tiokol |
3-6 | 1,2 |
| 2 | Poliuretan (PUR) | 2-4 | 1,2 |
| 3 | Polisiloksan Silikon |
15-20 | 1,2 |
| 4 | Butyl | 0,1-0,2 |
Tabela 2. Dyfuzja gazu inertnego (argon) przez 3 mm film polimerowej masy uszczelniającej w porównaniu do utraty gazu z modułu szyby zespolonej.
| Lp. | Polimer bazowy | Dyfuzja argonu , 3,0 mm film ( ml/m2.d.bar) d- grubość |
Szybkość utraty gazu Z modułu szyby zespolonej, Uszczelnienie pierwotne i wtórne DIN 1286 , część 2 ( 10-3/a)* |
| 1 | Polisiarczek (PS) Tiokol |
40-70 | 1-8 (1-3 dla kryptonu) |
| 2 | Poliuretan (PUR) | 100-300 | 10-30 |
| 3 | Polisiloksan Silikon |
2000-4000 | Niemierzalne |
| 4 | Butyl | 5-15 |
*szybkość utraty gazu 10.10-3/a odpowiada 1% , a-powierzchnia .
Z danych zawartych w przedstawionych tabelach można wyciągnąć następujące wnioski:
- przepuszczalność pary wodnej uszczelnienia wtórnego nie przesądza o jego przydatności do produkcji szkła zespolonego; jeżeli do uszczelnienia pierwotnego użyty został butyl , o relatywnie niskiej przepuszczalności pary wodnej , to dla wszystkich systemów uszczelnienia otrzymamy podobną barierę dla wilgoci (WVP =1,2)
- bardzo istotne jest staranne wykonanie uszczelnienia pierwotnego ( ciągła wstęga butylu , klejenie narożników) ponieważ najmniejsza przerwa w tej barierze otwiera przepływ wilgoci tylko przez uszczelnienie wtórne; z tego względu bezpieczniej jest jako uszczelnieni wtórne stosować materiał również o stosunkowo niskiej WVP (PS albo PUR) ; niedopuszczalne jest klejenie szkła zespolonego wyłącznie silikonami
- ponieważ butyl nie stanowi wyraźnej bariery dla argonu , istotne są również przepuszczalności argonu dla uszczelnienia wtórnego ; systemy uszczelnienia wykazują różnice w szybkości utraty gazu inertnego z modułu szyby zespolonej
- staranność wykonania uszczelnienia pierwotnego jest istotna , a w przypadku nawet nieznacznych nieciągłości butylu znacznie bezpieczniej jest stosować uszczelnienie wtórne o jak najniższej przepuszczalności argonu ( raczej PS zamiast PUR )
- nawet przy poprawnie wykonanym zespoleniu szyby wyraźna różnica w szybkości utraty argonu z modułu szyby wskazuje na korzystniejsze stosowanie tiokoli , zwłaszcza przy dłuższych okresach użytkowania szyby
- używanie silikonów , nawet w kombinacji z butylem , jest nieskuteczne dla szkła argonowanego.
Podsumowując przedstawione wyniki badań można stwierdzić , że z punktu widzenia najlepszej bariery dla wilgoci i gazu inertnego , co skutkuje dobrą ciepłochronnością i długą żywotnością szyby zespolonej optymalnym systemem uszczelniania szyby jest:
- pierwotne uszczelnienie butylem ramki dystansowej do tafli szklanych,
- wtórne , obwodowe uszczelnienie modułu szyby masą tiokolową.
Literatura:
1) G.Ortmanns / G.Holler : "Waermeschutzglas - Funktionen , Eigenschaften , Anwendung" , Heat-Cold-Noise Report 28/1990 , strona 41 ff.
Przy przygotowaniu materiału informacyjnego posłużono się opracowaniem:
H.Lucke "ALIPS-Aliphatic Polysulfides" Monograph of an elastomer , 1994 , Huethig & Wepf