[发明专利]带结构主密封剂体系的绝热玻璃装置

说明书

             相关申请的交叉参考

本申请要求1999年9月1日申请的美国临时申请No.60/152,008的利益，后者引入此供参考。

1.发明领域

本申请通常涉及绝热玻璃装置，更准确地说，涉及具有双重密封体系的绝热玻璃装置，所述体系能够给湿气渗透性提供良好的保护以及提供改善的结构完整性。

2.技术背景

绝热玻璃(IG)装置用于许多用途，如天窗、高温环境观察窗、和建筑窗户。IG装置通常用来减少热传递，如建筑物内、外间的热传递。

借助在其边缘附近通过间隔物分开的两个玻璃片而形成典型的IG装置，从而在两个玻璃片之间形成一腔。所述腔通常填充选择的绝热气体，如氩气，以便增强IG装置的绝热特性。密封剂体系用来将两个玻璃片粘结至间隔物上。所述密封剂体系预期将提供足够的结构强度，从而保持IG装置的完整性，并且还对绝热气氛从腔中泄漏出和/或IG装置外的环境湿气进入腔中提供足够的保护作用。常规的IG装置的例子披露于US4,193,236；4,464,874；5,088,258；和5,106,663；以及EP65510中，在此将其引入作为参考。

IG装置的强度和性能主要取决于密封剂体系和用来将玻璃片固定至间隔物上的密封剂的种类。现在使用的绝大多数的密封剂通常可以分成两类：(1)“结构密封剂”和(2)“低湿气传输(MVT)率密封剂”。

结构密封剂在玻璃片和间隔物之间形成共价化学键并有助于IG装置的结构完整性。结构密封剂的例子包括热固性材料，如聚硫、聚氨酯、和聚硅氧烷。这些热固性材料通常具有相对高的“模量”。正如IG装置领域中普通技术人员应当理解的那样，术语“模量”与材料的应力/应变关系有关，即将材料拉伸或伸长一定距离所需的力有关。模量通常定义为材料应力/应变曲线的斜率，并且可以根据ASTM D412进行计算。模量值越高，伸长或拉伸材料所需的力就越大，即材料更为强劲。聚氨酯、聚硫、和聚硅氧烷热固性材料的模量值通常在几百psi的范围内。在增强IG装置的结构完整性时，结构密封剂通常提供较差的MVT特性，例如10克/米²/天或更大(根据ASTM F1249进行测量)，另外还提供相对高的气体传输速率。例如，聚氨酯、聚硫、和聚硅氧烷通常分别具有约15、25、和50克/米²/天的MVT速率。因此，仅用常规结构密封剂制得的IG装置通常不能提供商业上可接受的MVT特性或气体留着性能。

另一方面，当与结构密封剂相比时，不是共价地粘结至玻璃片和/或间隔物上的低MVT密封剂将提供改善的MVT特性，例如低于10克/米²/天，和改善的气体阻挡能力；但是将提供较差的结构完整性。低MVT密封剂的例子包括热塑性材料，如热熔材料，例如聚异丁烯(PIB)。PIB材料通常具有约1.0克/米²/天或更低的MVT值。

另外，热塑性热熔密封剂通常必须在超过300°F(149℃)的温度下使用。由于更高的能量消耗并需要特定的高温设备，因此，这样的高温条件会造成增加的制备成本。此外，这些热塑性材料通常具有低于热固性材料的模量，即热塑性材料需要更小的力来拉伸或伸长并且有冷流的趋势。例如，PIB具有约30psi(2.1kg/cm²)的模量值。因此，热塑性密封剂当暴露至热中时将软化，并且当置于负载下时，将发生过度的流动或变形以释放出负载。因此，仅用常规热塑性密封剂制得的IG装置通常不能提供商业上可接受的结构特性。

对于具有常规刚性间隔物的IG装置，利用单一密封剂的问题是由于密封剂体系中密封剂的厚度差所造成的。例如，在间隔物侧和相邻玻璃片(侧区)之间密封剂的厚度(宽度)远小于位于间隔物外(外区)玻璃片之间密封剂的厚度。因此，如果其中玻璃片之一由间隔物向外移动的话，例如，由于气氛压力的改变，在侧区中较薄密封剂部分的伸长相对百分比将远大于外区中较厚密封剂部分的伸长相对百分比。这意味着，侧区中较薄密封剂部分实际上将承受密封剂体系的所有负载，这可能会使该密封剂部分开裂或过早地损坏。