结构密封胶加速老化装置及结构密封胶加速老化方法与流程

本发明涉及化工领域，特别是涉及一种结构密封胶加速老化装置及结构密封胶加速老化方法。

背景技术：

结构密封胶是玻璃幕墙的重要组成部分，起到结构粘结建筑物主体和玻璃板的作用，特别是隐框玻璃幕墙上应用广泛。在实际使用过程中，结构胶受到外界风压、自身重量、地震、温度变化导致的基材面板的热胀冷缩反复变形的应力应变。随着使用时间的延长，结构胶会出现强度和变形能力等劣化，影响幕墙使用寿命，甚至引发安全事故，如新闻报道过高空掉落玻璃砸伤行人。所以结构密封材料长期使用过程中的安全性非常重要，评估其耐久性的方法是行业今后的重点，与之配套的人工加速老化装置更是不可或缺的重要组成部分。

结构密封胶加速老化方法，是在实验室内人为模拟气候的各类破坏因素，研究硅酮结构密封胶耐老化性能的方式。人工加速老化装置就是指在实验室内模拟这些破坏因素所需要的设备，并对这些因素给予一定的强化，以克服自然曝晒试验耗时过长的缺点。强化措施包括以高功率紫外线光代替日照、以高温高湿代替常温常湿等加速对材料的破坏，可在短期内得到结果。但人工加速老化的结果往往与自然曝晒试验的结果又不完全一致，甚至只有较小的契合度。

现有硅酮结构密封胶人工老化装置，主要是基于单因素或双因素影响下的加速老化，且基本上没有考虑应力的影响，但在实际使用过程中，硅酮结构密封胶是处于应力作用下工作，而且所受应力因风压大小变化、温差变化而持续变化，同时高分子材料在受到疲劳循环作用时老化更快，导致现有硅酮结构密封胶人工老化装置评估的准确度和精度比较低。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种能够提高评估的准确度和精度的结构密封胶加速老化装置及结构密封胶加速老化方法。

一种结构密封胶加速老化装置，包括老化模拟箱、温度检测部件、发光部件、温度调节器、拉伸部件、夹持部件以及控制器；

所述温度检测部件、所述发光部件、所述温度调节器、所述拉伸部件以及所述夹持部件均设在所述老化模拟箱内，所述夹持部件具有第一夹具以及第二夹具，所述拉伸部件具有第一拉杆、第二拉杆、拉力传感器以及拉伸驱动部件，所述第一拉杆的一端连接在所述老化模拟箱内，所述第一拉杆的另一端朝上且连接所述第一夹具，所述拉伸驱动部件连接在所述老化模拟箱上且与所述拉力传感器、所述第二拉杆、所述第二夹具串联，所述第一夹具以及所述第二夹具分别用于夹住结构密封胶测试件的两端，所述控制器电性连接于所述温度检测部件、所述发光部件、所述拉伸驱动部件以及所述拉力传感器。

在其中一个实施例中，所述第一夹具具有第一夹槽，所述第一夹槽的槽口相对的两个边缘均具有朝向槽口中部突出的限位凸块，所述第二夹具具有第二夹槽，所述第二夹槽的槽口相对的两个边缘均具有向内突出的限位凸块，所述第一夹槽的槽口与所述第二夹槽的槽口相对。

在其中一个实施例中，所述第一夹槽为通槽，所述第二夹槽为通槽。

在其中一个实施例中，所述温度检测部件为温度拉力传感器。

在其中一个实施例中，所述发光部件为uv灯。

在其中一个实施例中，所述发光部件的外部罩设有防护罩。

在其中一个实施例中，所述第一拉杆以及所述第二拉杆共轴。

在其中一个实施例中，所述老化模拟箱的侧壁具有多个通风孔。

在其中一个实施例中，所述发光部件的数量为两个，两个所述发光部件分别连接在所述老化模拟箱相对的两个内壁上，两个所述发光部件均朝向所述第一夹具与所述第二夹具之间的间隔。

一种结构密封胶加速老化方法，包括如下步骤：

将结构密封胶与两块玻璃基板按预定标准进行制样形成结构密封胶测试件，两个所述玻璃基板位于结构密封胶的两侧，所述结构密封胶测试件呈工字形；

将所述结构密封胶测试件至于老化模拟箱内，并且所述结构密封胶测试件两端的两个所述玻璃基板分别夹在第一夹具以及第二夹具上；

控制温度调节器对所述老化模拟箱内进行温度调节至预设温度，温度检测部件进行温度的实时检测，所述老化模拟箱内的温度为70℃-150℃；

开启发光部件，所述发光部件发出的光线的波长为200nm-400nm，所述发光部件的辐射强度为40w/m²-300w/m²；

控制拉伸驱动部件驱动拉力传感器移动并带动第一拉杆朝向远离第二拉杆的方向移动，所述拉伸驱动部件的拉伸强度值为0.07mpa-0.42mpa，控制所述拉伸驱动部件在预设时间内将加载应力加至预设值，并保持应力至预设时间后，卸载应力；

控制所述拉伸驱动部件重复多次加载应力和卸载应力，取出所述结构密封胶测试件，检测所述结构密封胶测试件中结构密封胶的拉伸强度。

上述结构密封胶加速老化装置利用三因素同时作用，可更好的契合密封胶实际使用的环境，可更好的模拟密封胶的老化规律，能够实现三因素共同作用。上述结构密封胶加速老化装置评估的准确度和精度均提高。上述结构密封胶加速老化装置，使用uv灯作为光源，uv灯涵盖了常规结构密封胶测试件的拉伸位移范围，避免了点光源因钢制不透光而辐射不到或辐射不均匀的问题。

上述结构密封胶加速老化装置，在发光部件外加装了防护罩，避免了结构密封胶测试件断掉弹出的碎片损坏发光部件。

上述结构密封胶加速老化方法，操作简便，且此方法可更高效的实现结构密封胶加速老化。上述结构密封胶加速老化方法利用应力循环、温度、光照三因素同时作用的人工加速老化，可更好的契合结构密封胶实际使用的环境情况。上述结构密封胶加速老化方法填补了行业缺少三因素共同作用的人工加速老化方法，且包含可设置固定应力(非固定应变)的快速机械疲劳循环老化这个关键因素。

附图说明

图1为一实施例所述的结构密封胶加速老化装置的老化模拟箱内部侧面示意图；

图2为图1所示老化模拟箱内部另一侧面示意图。

附图标记说明

10、结构密封胶加速老化装置；100、老化模拟箱；110、通风孔；200、温度检测部件；300、发光部件；410、第一拉杆；420、第二拉杆；510、第一夹具；520、第二夹具；20、结构密封胶测试件。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

参见图1、图2所示，本实施例涉及了一种结构密封胶加速老化装置10。该结构密封胶加速老化装置10包括老化模拟箱100、温度检测部件200、发光部件300、温度调节器、拉伸部件、夹持部件以及控制器。其中控制器可以是plc，最优选地控制器可以是计算机，其中，计算机中安装有拉伸循环测试软件。

老化模拟箱100满足以下条件：

1)工作腔尺寸不小于1000mm×500mm×300mm；

2)温度范围：-150℃—+500℃；

3)温度偏差：≤±1.0℃；

4)温度波动度：≤±0.5℃。例如，老化模拟箱100可以选用深圳三思纵横sgdx70-150。

进一步地，本实施例中的老化模拟箱100内还可以采用风冷式的温度调节器进行升温、降温。

温度检测部件200、发光部件300、温度调节器、拉伸部件以及夹持部件均设在老化模拟箱100内。

温度调节器的加热功率为2kw。温度调节器的温度控制方式可以是微机pid自动控制；温度调节器的电源为：ac220v，50hz。

夹持部件具有第一夹具510以及第二夹具520。

拉伸部件具有第一拉杆410、第二拉杆420、拉力传感器以及拉伸驱动部件。第一拉杆410的一端连接在老化模拟箱100的底部。第一拉杆410的另一端朝上且连接第一夹具510。拉伸驱动部件连接在老化模拟箱100上且连接于拉力传感器。拉力传感器连接于第二拉杆420的一端，第二拉杆420的另一端朝下且连接于第二夹具520。第一夹具510以及第二夹具520分别用于夹住结构密封胶测试件20的上下两端。

第一夹具510、第二夹具520均可采用304不锈钢制备，第一夹具510、第二夹具520尺寸不小于50mm×50mm×2mm。第一夹具510、第二夹具520可以采用其它尺寸或形状。

控制器电性连接于温度检测部件200、发光部件300、拉伸驱动部件以及拉力传感器。

更具体地，本实施例中，拉伸部件可以采用电子万能试验机。本实施例中的拉力传感器的相关参数如下：

1)拉力传感器承力范围：-2000n—+10000n；

2)拉力传感器承力控制精度：0.00001n；

3)拉力传感器的轴移动速度范围：0.001mm/min-500mm/min；

4)拉力传感器的大变形范围：1mm-500mm；

5)拉力传感器的大变形精度：0.01mm。

在一个实施例中，第一夹具510具有第一夹槽。第一夹槽的槽口相对的两个边缘均具有朝向槽口中部突出的限位凸块。第二夹具520具有第二夹槽。第二夹槽的槽口相对的两个边缘均具有向内突出的限位凸块，第一夹槽的槽口与第二夹槽的槽口相对。结构密封胶测试件呈h形，结构密封胶测试件与第一夹槽、第二夹槽嵌设配合。

在一个实施例中，第一夹槽为通槽，第二夹槽为通槽。

在一个实施例中，温度检测部件200为温度拉力传感器。例如温度探头或者电子温度计等。

在一个实施例中，发光部件300为uv灯。uv灯管包括但不限于氙灯、汞灯、氦灯、氪灯、氢灯。发光部件300的波长和强度可选。

优选地，发光部件300距离第一夹具510、第二夹具520的距离小于500mm。

更进一步地，在一个实施例中，发光部件300的数量为两个，两个发光部件300分别连接在老化模拟箱100相对的两个内壁上，两个发光部件300均朝向第一夹具510与第二夹具520之间的间隔。发光部件300的光源辐射方向为侧面直射。

在一个实施例中，发光部件300的外部罩设有防护罩。上述结构密封胶加速老化装置10，在发光部件300外加装了防护罩，避免了结构密封胶测试件20断掉弹出的碎片损坏发光部件300。

优选地，防护罩的材料包括但不限于钢材、钢化玻璃、铝合金，防护罩的形状包括但不限于网状、栅栏式。

在一个实施例中，第一拉杆410以及第二拉杆420共轴。

在一个实施例中，老化模拟箱100的侧壁具有多个通风孔110。

本实施例涉及的结构密封胶加速老化装置10在用于硅酮结构密封胶老化测试时，涉及一种结构密封胶加速老化方法，该结构密封胶加速老化方法包括如下步骤：

将硅酮结构密封胶与两块玻璃基板按预定标准进行制样形成结构密封胶测试件20，两个玻璃基板位于硅酮结构密封胶的两侧，结构密封胶测试件20呈工字形；

将结构密封胶测试件20至于老化模拟箱100内，并且结构密封胶测试件20两端的两个玻璃基板分别夹在第一夹具510以及第二夹具520上；

控制器控制温度调节器对老化模拟箱100内进行温度调节至预设温度，温度检测部件200进行温度的实时检测，老化模拟箱100内的温度为70℃-100℃；

控制器控制发光部件300开启，发光部件300发出的光线的波长为200nm-400nm，发光部件300的辐射强度为40w/m²-300w/m²；

控制器控制拉伸驱动部件驱动拉力传感器移动并带动第一拉杆410朝向远离第二拉杆420的方向移动，拉伸驱动部件的拉伸强度值为0.07mpa-0.42mpa，控制所述拉伸驱动部件在预设时间内将加载应力加至预设值，并保持应力至预设时间后，卸载应力；

控制所述拉伸驱动部件重复多次加载应力和卸载应力，也即循环多次，取出结构密封胶测试件20，检测结构密封胶测试件20中硅酮结构密封胶的拉伸强度。

实施例2

按照实施例1中的结构密封胶加速老化方法，将硅酮结构密封胶分别按gb16776-2005中6.8.1、6.8.2的规定进行制样形成结构密封胶测试件a，进行养护。结构密封胶测试件a的两侧为玻璃基板。

根据jgj102-2003的设计要求，硅酮结构密封胶的标准拉伸强度取值0.14mpa。本例设置拉伸驱动部件的拉伸强度值为0.14mpa。拉伸驱动部件的拉伸循环周期为8秒，也即加载应力时间为2秒，保持时间为2秒，卸载应力时间为2秒，等待2秒后开始下一循环。

温度调节器固定为70℃。选择两个紫外灯波长均为400nm和能量均为40w/m²氙灯，将同批次的结构密封胶测试件a分别循环10000、20000、30000、50000、80000、100000次，检测结构密封胶测试件a中硅酮结构密封胶的拉伸强度。

实施例3

按照实施例1中的结构密封胶加速老化方法，将硅酮结构密封胶分别按gb16776-2005中6.8.1、6.8.2的规定进行制样形成结构密封胶测试件b，进行养护。结构密封胶测试件b的两侧为玻璃基板。

根据jgj102-2003的设计要求，硅酮结构密封胶的标准拉伸强度取值0.14mpa。本例设置拉伸驱动部件的拉伸强度值为0.21mpa。拉伸驱动部件的拉伸循环周期为6秒，也即加载应力时间为2秒，保持时间为2秒，卸载应力时间为2秒，开始下一循环。

温度调节器固定为90℃。选择两个紫外灯波长均为340nm和能量均为60w/m²氙灯，将同批次的结构密封胶测试件b分别循环10000、20000、30000、50000、80000、100000次，检测结构密封胶测试件b中硅酮结构密封胶的拉伸强度。

实施例4

按照实施例1中的结构密封胶加速老化方法，将硅酮结构密封胶分别按gb16776-2005中6.8.1、6.8.2的规定进行制样形成结构密封胶测试件c，进行养护。结构密封胶测试件b的两侧为玻璃基板。

根据jgj102-2003的设计要求，硅酮结构密封胶的标准拉伸强度取值0.14mpa。本例设置拉伸驱动部件的拉伸强度值为0.28mpa。拉伸驱动部件的拉伸循环周期为6秒，也即加载应力时间为2秒，保持时间为2秒，卸载应力时间为2秒，开始下一循环。

温度调节器固定为100℃。选择两个紫外灯波长均为300nm和能量均为100w/m²氙灯，将同批次的结构密封胶测试件c分别循环10000、20000、30000、50000、80000、100000次，检测结构密封胶测试件c中硅酮结构密封胶的拉伸强度。

实施例2-4中的拉伸强度测试方法如下：取出实施例2-4中的加速老化后的试件，在标准条件(温度23℃，相对湿度50％)下放置24h，按gb16776-2005中6.8.4的规定，测试23℃时结构密封胶测试件中硅酮结构密封胶的拉伸粘结性，得到最大拉伸强度，测试结果如下表1所示。

表1：结构密封胶加速老化结果

注：“/”表示试片未能得到最大拉伸强度，在人工加速老化过程中已经断裂破坏。

上述结构密封胶加速老化装置10利用三因素同时作用，可更好的契合密封胶实际使用的环境，可更好的模拟密封胶的老化规律，能够实现三因素共同作用。，通过上述结构密封胶加速老化装置10，设置固定循环应力、温度和发光部件300的波长、强度等参数，就可以实现三因素共同作用下的人工加速老化测试。上述结构密封胶加速老化装置10评估的准确度和精度均提高。

上述结构密封胶加速老化装置10，使用uv灯作为光源，uv灯涵盖了常规结构密封胶测试件20的拉伸位移范围，避免了点光源因钢制不透光而辐射不到或辐射不均匀的问题。

上述结构密封胶加速老化方法，操作简便，且此方法可更高效的实现结构密封胶加速老化。上述结构密封胶加速老化方法利用应力循环、温度、光照三因素同时作用的人工加速老化，可更好的契合结构密封胶实际使用的环境情况。上述结构密封胶加速老化方法填补了行业缺少三因素共同作用的人工加速老化方法，且包含可设置固定应力(非固定应变)的快速机械疲劳循环老化这个关键因素。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。