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中空玻璃乾燥劑

英文名：Insulating Glass Desiccant

中空玻璃是美國人1865年發明的一種節能、隔熱、隔音的玻璃制品，主要材料是玻璃、鋁間隔條、彎角栓、丁基橡膠、聚硫膠、乾燥劑。其結構是用兩片或者三片玻璃通過密封膠均勻裝在含有乾燥劑的鋁合金框架上，玻璃中間充有乾燥的空氣或者惰性氣體。中空玻璃和雙層玻璃不同，前者需嚴格密封，後者則不需要。

中空玻璃中的乾燥劑非常重要，直接決定着中空玻璃的美觀和使用壽命。中空玻璃乾燥劑作用如下：

1）吸附掉生產時密封于中空玻璃空氣層內的水分；

2）在中空玻璃壽命期內連續吸附進入空氣層內的水分，以保持中空玻璃內的低露點（至少-40℃）；

3）吸附掉生產時密封于空氣層內的揮發性有機溶質，以及中空玻璃壽命期內進入空氣層內的有機溶質。

乾燥劑種類很多，例如3A, 4A, 5A, 13X分子篩、活性氧化鋁、硅膠、中空玻璃乾燥劑等等。用在中空玻璃上最好的是3A分子篩和中空玻璃乾燥劑，它們各有優缺點。中空玻璃乾燥劑由凹凸棒粘土經過特殊工藝製成，是專門為中空玻璃研製的，考慮了中空玻璃使用過程中各種情況，具有無可比擬的優點：

1）自身的含水量低，遠影公司包裝水含量控制在1.0%以內，遠低於行業內1.5%的平均水平。

2）深度吸附能力強，能充分吸收玻璃夾層中的水分，保証中空玻璃的低露點。

當RH=10%, 25℃時，3A分子篩靜態水吸附量為13%~16%，凹凸棒石粘土乾燥劑則為10%~11%。我國中空玻璃乾燥劑的露點是-40℃，經檢測，凹凸棒石粘土乾燥劑吸濕量為10%就可以保証露點-40℃；遠影中空玻璃乾燥劑在凹凸棒粘土乾燥劑上進行改良，性能更加優越，可以保証中空玻璃露點在-60℃以下。

3）基本不吸附氧氣、氮氣和惰性氣體，保証中空玻璃不發生內撓和外撓，延長中空玻璃使用壽命。

空氣主要組成N2分子直徑為3.6A，O2分子直徑為3.5A，H2O分子直徑為2.6A，Ar分子直徑為3.4A，六氟化硫是4.56A。3A分子篩由於孔徑只有3A，以上物質中只吸附水；凹凸棒石孔徑（0.37x0.63nm）雖然大於氮分子，但其具有選擇性吸附能力，它的表面有大量的負電性OH-，呈極性，對極性分子H2O極易吸附，對非極性分子的惰性氣體、N2、O2不吸附，其吸附能力依次為：水>醇>醛>酮>正烯>中性脂>芳烴>環烷烴>烷烴。經上海化工研究院檢測，用納米凹凸棒石粘土生產的遠影中空玻璃乾燥劑氮氣吸附量<0.53mg/g，3A分子篩氮氣吸附量<2mg/g。如果用4A分子篩做中空玻璃乾燥劑，在吸附水氣的同時還吸附氮氣、氧氣和惰性氣體，會引起玻璃夾層負壓，從引起玻璃內撓；若溫度升高，4A分子篩又會解吸，釋放出氣體，引起玻璃夾層正壓，導致玻璃外撓。這樣內撓外撓不斷交替作用，會使密封膠失效，中空玻璃就失去了作用。

4）強度好，不開裂；粉塵少，不落粉。

乾燥劑的強度、粉塵和磨耗率是相互關聯的。強度高，粉塵、磨耗率就低。分子篩原粉無粘結性，需要添加粘結劑製造顆粒，燒結后強度低，容易產生粉塵，磨耗率高；凹凸棒石則具有較高的粘結性，燒結后強度高，磨耗低，粉塵低。

5）對鋁合金框架和密封條無腐蝕作用。

石灰、氯化鈣和五氧化二磷吸水后物理性狀會發生變化，其生成物一般為帶有腐蝕性的強酸、強碱、鹽類結晶或者溶液；硅膠、活性氧化鋁、中空玻璃乾燥劑和分子篩吸水后沒有腐蝕性。

6）能吸附玻璃夾層內的揮發性有機溶質。

中空玻璃密封膠、機械油和油漆含有少量的揮發性有機溶質，其壽命期內有機溶質也會進入空氣層內。常見溶質有甲苯和丁酮（MEK），這些有機溶質如果不被吸收，會產生有機霧影響玻璃美觀和視線。3A分子篩不能吸附這些有機溶質，所以3A分子篩會和13X分子篩一起使用，13X主要是用來吸附有機溶劑，也有用硅膠代替13X的。後來發現製作3A分子篩的粘結劑凹凸棒石粘土也具有吸附有機溶質的功能，因此3A裡面加入適量的凹凸棒石粘土即可解決問題。凹凸棒石纖維狀會部分搭成少量較大的孔道，再加上凹凸棒石對有機物的選擇性吸附能力強，因此能吸掉密封膠中含有的少量揮發性有機溶劑。幾年來的實踐証明，使用遠影牌中空玻璃乾燥劑生產的中空玻璃還沒有出現有機霧的現象。

7）靜態水初始吸附速度慢。

3A分子篩靜態水初始吸附速度快，很快趨於平衡。凹凸棒石粘土經過改性，陽離子交換，比表面積增大，吸附能力增強。凹凸棒石晶型呈棒狀、針狀、纖維狀，長約0.5-1.0μm，孔道長，吸附速度就慢。經測試，在開始的幾個小時，中空玻璃乾燥劑平均靜態水吸附速度是3A分子篩的2/5。這種情況對中空玻璃是有利的，初始吸附量小，剩餘吸附量就大，可以延長中空玻璃使用壽命。

8）溫升大，溫升放氣量小。

乾燥劑吸水會放熱，放熱就會升溫，而且孔隙越小放熱越多，溫升越高。3A分子篩和中空玻璃乾燥劑溫升均》30℃。不同的是3A分子篩初始升溫快，而後減至平衡；中空玻璃乾燥劑則升溫趨勢一直是平衡的，這種性質使得凹凸棒石更有優勢。一般來說，如果放氣量合格，溫升越高，表明乾燥劑越好。