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严防假冒伪劣产品损害真空玻璃声誉
来源:中国建材网  分类:技术中心  阅读:2724  百度一下 相关内容
  真空玻璃技术进入中国已近十年。在此十年间,在节能减排巨大市场和全球化科技进步的推动下,真空玻璃技术取得很大进步,表现在:   1、LOW-E膜和支撑物技术的新进展使单LOW-E真空玻璃的K值(U值)可低到0.5~0.6Wm-2K-1,比十年前降低近一倍,厚度仅为6~8mm,双LOW-E双真空玻璃则可低到0.2~0.3 Wm-2K-1,厚度仅为9 ~12mm。这样的性能是中空玻璃难以达到的,目前最好的充氩气LOW-E中空玻璃的K值可达到约1.2 Wm-2K-1,厚度约为24-28mm[1]。  新开发的LOW-E真空玻璃不仅K值低,而且具有各种类别的遮阳功能,可供不同地区和朝向选用。   2、夹层玻璃材料和技术的进步使新立基公司和日本板硝子公司都研制成功复合夹层真空玻璃,不仅可达到高层玻璃幕墙的安全标准,而且具有防盗、隔声等多种类别可供选择。   3、近几年来,新立基公司和日本板硝子公司都先后研制成带有吸气剂的真空玻璃并申请了相关专利,产品已供应市场,使真空玻璃长寿命的问题得到解决。   4、除2005年建成的天恒大厦和2004年建成的清华大学超低能耗示范楼等十多项工程外,近年又建设了和平门小区商业住宅、北京生命科学院、国奥村微能耗幼儿园、奥运森林公园等工程,这些工程积累了真空玻璃实际应用的经验,也成为一系列优秀的节能建筑示范项目。   5、我国真空玻璃行业标准已经制定,真空玻璃产品也被列入新修订的建筑玻璃应用技术规程,从而使真空玻璃可以正式被建筑工程采用。   综上所述,经过十年的发展,真空玻璃这一新生幼苗已在中国大地扎根成活,并展现出光明的前景,当务之急是加快硬件建设,实现大规模高效低成本生产,逐步扩大市场,形成良性循环。   真空玻璃的优良性能和市场前景正在吸引越来越多的有识之士的关注,近十年来,国内外研发真空玻璃的个人和单位越来越多,申请的新专利也越来越多,这不能不说是一件“众人拾柴火焰高”的好事,但值得注意的是,有少数人急功近利,在“专利”和“成果”未经科学检测和论证的情况下就为“xx”牌真空玻璃大作广告,并开始销售,甚至把别人的样板工程图片移花接木到自己的广告中欺骗顾客,这不仅有违商业道德,而且这些假真空玻璃流入市场,也会损坏真空玻璃的声誉,严重影响真空玻璃在我国的健康发展。   最近十多年来出现的有些真空玻璃专利和广告“假”在何处呢?   把这些专利略加分析就可以看出三个共同特点:  1、从材料上看,用于把两块玻璃板周边密封和作为支撑物(或称衬垫物)的材料都是各种塑料和树脂材料,有的专利用有机玻璃,PC、ABS、LDPE(高密度聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)等,有的专利用PVB、EVA(EN)等夹层玻璃的材料。  2、加工方法都是把上述材料置于两片玻璃之间作成予制件,然后将予制件置于真空室内,在80℃—130℃温度下抽真空到8×10-2Pa后将予制件压合而成,这种工艺类似于制作夹层玻璃的某种工艺。  3、这些专利和广告中都没有列出K值的测试结果。  下图是某公司专利和广告中的真空玻璃构成图,该公司采用方格状“中间膜”在真空室中升温至100℃—130℃,真空压力低于8×10-2Pa时,压制成“真空玻璃”。   为什么这样制作的“真空玻璃”大多数是“假”的呢?可以从上述三个共同特点加以分析:   1、从使用的材料分析  1.1、从材料的渗透性分析  构成静态真空器件(如显像管、电子管、电热丝发光灯炮、真空玻璃等)的材料(包括真空腔体材料、封接材料和内置材料)必须是经严格选择的“真空材料”,如钠钙玻璃、不锈钢等就是很好的真空材料。这些材料的气体渗透率很低,制作真空玻璃的钠钙玻璃由于其结构中“微孔”很小,除空气中的氦(He)分子因分子直径小而有微量渗透外,对其余气体都不渗透,用于真空玻璃周边和封口材料的也都是融封后形成玻璃态的材料,本身气体渗透率都很低,使外界的气体不容易渗入才能保持真空度,而大多数塑料和树脂材料“微孔”都很大,各种气体的渗透率和透湿度都远远大于玻璃[2],由于气体(包括水汽)的渗入,无法保持真空玻璃内部小于0.1Pa的真空度、真空寿命很短。   1.2、从材料的放气率分析   有机材料常温下的饱和蒸气压一般在10-2Pa至10-4Pa之间,最好的可达10-7Pa,远高于玻璃本身固有的饱和蒸气压10-13Pa—10-23Pa。而且这些材料表面还吸附有各种气体,所以这些材料的放气率比玻璃大8—10个数量级(即大千万倍以上)[3]。即使如有些专利所说在8×10-2 Pa真空度下压合、由于材料的放气,这些材料构成的空间内很快就达不到真空玻璃要求的小于0.1Pa的真空度。   1.3、从材料与玻璃的结合性能分析   用于真空玻璃周边和抽气口封结的玻璃纤焊料必须和玻璃板实现“化学键结合”才能保证“焊缝”不漏气,大多数有机材料和玻璃表面只是物理粘合,很难保证结合部不渗漏和20年以上“不开胶”,所以会缩短真空玻璃使用寿命。有些材料如有机玻璃和聚乙烯虽然其饱和蒸气压较低,在10-5Pa—10-7Pa范围,但如何实现与玻璃的可靠密封及进行下述的真空排气处理也是难题。   2、从真空排气技术看   尽管如上所述钠钙玻璃材料本身的饱和蒸气压很低,但在玻璃加工过程中表层和深层吸附和溶解的各种气体(主要是水气、CO2、CO等气体)是放气的主要来源,理论和实验都说明,只有经过高温(350℃—380℃)烘烤排气才能使真空玻璃内表面充分除气,再加上吸气剂,才能保证封离后长期真空寿命。   悉尼大学和日本板硝子公司初期研制和生产的真空玻璃的排气封离温度都在200℃上下,试验证明这种产品在室温和100℃之间反复升降温后K值无明显变化[4]。但后来发现在阳光辐照后性能急剧变坏,使K值成倍增大。研究证明是紫外光激发玻璃表层中的CO2、CO等气体释放所致[5],笔者回国后在新立基公司的试验也证明此结果,所以目前两家公司都采用高温排气并置入吸气剂来确保真空度的稳定。顺带指出,在低温排气的条件下即使置入吸气剂也无济于事,因为吸气剂不可能有这样大的吸气量。因此,即使塑料和树脂材料的真空性能可行,这些专利技术中所用的低温排气方法也解决不了玻璃本身的放气问题。综合上述多种因素,压制出的“真空玻璃”内腔气压几天时间内就接近一个大气压,已无真空度可言。   3、从实际测出的K值看   这些“真空玻璃”厂商所以拿不出K值测试结果,或是没有测过,或是不说出真相。  笔者十年前在悉尼大学就制作过用高密度环氧树脂“Torr Seal”封边的真空玻璃,测出U值与单片玻璃相近。这种环氧树脂常用于动态真空系统(即真空泵不断排气的系统)密封材料,可以使系统达到10-5Pa以上的真空度,但用于真空玻璃显然无效。   2000年,新立基公司贾玉英、杨捍东两位高工也用PVB膜和EN膜作为封边材料,在温度为80—140℃和10-2Pa条件下压合。支柱选用不同材料制作,为使和玻璃的接触热导尽可能小,支柱与玻璃接触面积很小,测试结果如下表所示:   由表中数据可见,编号1-4的假“真空玻璃”的K值与编号5-7的三种K值相差甚小,比真正的真空玻璃K值大7-10倍。由表中编号2的数据可见,无真空比有真空的K值还小一点,说明差别是在测量误差范围内。所以这不是真空玻璃,也可称为负压玻璃[6],但此负压并不能长期保持。   顺便指出,在很多专利中,由于设计人未作支撑物热导计算,支撑物部分的面积设计得相当大,如上述附图中格状条形支撑,其直接的传热就足以使其K值与单片玻璃相近。   有人说,这种玻璃的隔声性能比单片好一点。这是可能的,是玻璃变厚和加了夹层造成的。由隔声学知识可知,厚玻璃隔声比薄的好,两片玻璃叠合比同厚度的单片隔声好,夹层玻璃隔声比同厚度的单片玻璃好,比如4mm玻璃平均隔声量为27dB,8mm玻璃为31 dB,两片4mm玻璃叠合为35 dB,两片6mm玻璃制成夹层玻璃可达38 dB[7],由于存在薄层空气腔,上述假真空玻璃的隔声性还达不到夹层玻璃的水平。   目前用于真空玻璃封结的玻璃钎焊料的工作温度大多在430℃—460℃之间,使真空玻璃制作能耗大,周期长,成本高。而且更为重要的是,由于钢化玻璃在此温度下会回火退钢化,所以无法直接用钢化玻璃制作成钢化真空玻璃,只能用复合的方法制成“复合夹层真空”或“复合中空+真空”来解决强度和安全问题,虽然K值和隔声等性能也更好了,但厚度、重量和成本也增加了。   为解决上述问题,国内外技术人员正在从几个途径来寻求解决之道。一是研制工作温度低于350℃的玻璃钎焊料,这方面已有一些进展,国内有的企业据称已达到390℃;二是寻求用其它材料来替代玻璃钎焊料,如英国ULSTER大学多年来一直试验用熔点156℃的金属铟(In)作封边封口材料[8],日本板硝子玻璃公司(NSG)提出用乙烯类树脂EVOH作封边封口材料[9],包括本文提到的中国许多专利,都是朝此方向探索的例子,这些用低温封边的方法还必须解决玻璃板表面排气的问题,有的提出把玻璃表面“风化层”腐蚀掉以减少玻璃的放气量,有的设想用电子束轰击来去除玻璃表层吸附的气体;三是试图用激光等加热方法把两片玻璃边缘直接烧焊在一起,其实,这种方法1987年美国人就已申请了专利并作了一些实验[10]。但以上种种方法还都停留在设想或试验室阶段,未见产品问世。   创新是永恒的主题,没有创新就没有进步。但创新需要科学的态度,需要艰苦的实验和测量工作,由此才可得出科学的结果。本文批评的是不科学、不实事求是的态度和作风,但绝无否定创新精神之意。希望在国内外科技人员共同努力下,真空玻璃技术取得更多突破性的进展。   
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