中空玻璃没有干燥剂（浅谈中空玻璃用干燥剂）

硅胶是一种具有孔道结构的高活性吸附材料；主要成分是无定形二氧化硅，属非晶态物质，其形状透明不规则球体，其化学分子式为mSiO2·nH2O。通常是用硅酸钠和硫酸反应，并经老化、酸泡等一系列后处理过程而制得。

硅胶的化学组份和物理结构，决定了它具有许多其它同类材料难以取代的特点：吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。硅胶干燥剂的内部为极细的毛孔网状结构，这些毛细孔能够吸收水分，并通过其物理吸引力将水分保留住，作为干燥剂被广泛应用到航空部件、计算机器件、电子产品、皮革制品、医药、食品等行业的干燥防潮。即使将硅胶干燥剂全部浸入水中，它也不会软化或液化。它具有无毒、无味、无腐蚀、无污染的特性，故可以与任何物品直接接触。

粘土干燥剂（蒙脱石）

粘土干燥剂，外观形状为灰色小球，最适宜在50摄氏度以下的环境中吸湿。当温度高于50摄氏度，粘土的“放水”程度便大于“吸水”程度。粘土干燥剂的显著优势在于价格便宜。

蒙脱石粘土干燥剂自20世纪80年代由德国南方化学公司发现并使用在干燥剂领域，因其低廉的价格，良好的吸附效果逐渐成为国际主流的矿物干燥剂原料之一。蒙脱石干燥剂也称膨润土干燥剂、陶土干燥剂。颜色有：紫色、灰色、紫红。其特点有：①环保性。以纯天然蒙脱石干燥剂为原料，干燥活化制成，不含任何添加剂和易溶物，是一种无腐蚀、无毒、无公害的绿色环保产品，使用后可作为一般废弃物处理，不会污染环境，可自然降解。②适应性。在各种温度的环境下，吸湿性能都能保持稳定。③防潮性。吸湿性能良好，饱和吸湿率为自身重的50%以上，是传统干燥剂的1.5倍。

矿物干燥剂（凹凸棒土）

凹土干燥剂，是采用纯天然矿物原料凹凸棒土经过活化处理精炼而成，绿色环保，无毒无味，对人体无损害。在室温及一般湿度下具有良好的吸附活性，可以用于静态减湿和异味去除及脱色等功效。广泛应用于不能采用油封、气相封存的产品中，诸如：光学仪器、电子产品、医学保健、食品包装及军工产品和民用产品的干燥空气封存。其特点有：①高湿下吸湿能力好；②高温下吸湿能力比蒙脱石好。

分子筛干燥剂

分子筛干燥剂，它是一种人工合成且对水分子有较强吸附性的干燥剂产品，结晶型铝硅酸盐化合物，其晶体结构中有规整而均匀的孔道，孔径为分子大小的数量级，它只允许直径比孔径小的分子进入，因此能将混合物中的分子按大小加以筛分，故称分子筛。其孔径大小可通过加工工艺的不同来控制，除了吸附水气，它还可以吸附其他气体。在230摄氏度以上的高温情况下，仍能很好的容纳水分子。

各种干燥剂的分析

对于中空玻璃用干燥剂来说，它通过对中空玻璃内部密封空气层的深度干燥作用来实现其功能：吸附中空玻璃密封腔内空气中的水分；吸附后期通过密封胶向中空玻璃内部不断渗透的水分；与其他特种分子筛联合使用，吸附中空玻璃密封胶所释放的挥发物质。

同时中空玻璃用干燥剂还必须符合如下要求（一高一强二合四低）：

1．超低的成品含水量，能保证干燥剂具有较强的吸水性能。

2．超强的深度吸附能力，能保证玻璃夹层内的水分被充分吸收。

3．超低的落粉度，保证中空玻璃的美观透光性能。

4．超低的氮气吸附能力，保证中空玻璃在不同的温度变化条件下，不发生凹凸变形。

5．合格的堆积密度，保证干燥剂的灌装使用量控制在最经济、最合理的范围之内。

6．合理的酸碱性，保证中空玻璃间隔条不易被腐蚀，出现盐析等现象。

7．较高的抗压碎强度，减少因强度不够在灌装中破碎，形成渣、粉尘，污染玻璃。

8．低静电，保证在机器填充时干燥剂吸附在管道壁上，堵塞管道。

综上所述，各种干燥剂的特点和中空玻璃干燥剂的要求都已列出，下面我们就对各种干燥剂是否适用于中空玻璃分析如下：

氯化钙干燥剂 氯化钙干燥剂能在-5摄氏度至90摄氏度的环境温度下使用，其活性成分稳定性好，除水之外难以和其他物质发生反应，可以用在几乎所有的环境中。由于其化学吸附特性，吸附的水和氯化钙一般发生如下反应CaCl2 2H2O= CaCl2·2H2O，不过在不同温度下可以形成不同的结晶水化合物（可以1、2、3、6个结晶水）。含水氯化钙能够和中空玻璃的铝条形成电化学反应，从而腐蚀铝条，同时破坏密封胶，从而影响中空玻璃的使用寿命。因此它不适合用于中空玻璃干燥剂。

硅胶干燥剂 虽然它是物理吸附，但是硅胶干燥剂最适合的吸湿环境为室温（20摄氏度至32摄氏度）、高温（60摄氏度至90摄氏度），它不能够满足中空玻璃的使用环境，而且硅胶干燥剂的吸附深度较低，达不到中空玻璃对露点的要求，因此也不适合用于中空玻璃干燥剂。

蒙脱石粘土干燥剂 它也是物理吸附，有许多优良的特性，早期曾用作中空玻璃干燥剂，但由于其吸附深度达不到要求，在恶劣的环境下中空玻璃起雾，使用寿命低等原因已基本退出中空玻璃干燥剂市场。

凹凸棒土干燥剂 比蒙脱石干燥剂在低吸附条件下吸附容量大，在高湿度条件下吸水较多，但在中空玻璃实际工况环境中湿度较低时，吸附量会很低，这样就会影响中空玻璃的露点，难以保证中空玻璃的使用寿命。

分子筛干燥剂 它有3A、4A、5A等一些类别，但并不是每种分子筛都适合作为中空玻璃干燥剂。目前市场上有一些中空玻璃生产企业使用4A分子筛作为干燥剂，4A分子筛晶格孔道约为4埃，4A分子筛虽然对水具有很强的吸附力，但是同时也会吸附空气中部分的氮气和其他惰性气体，并且随着环境温度的升降，会对氮气进行吸附和脱附；当温度略微降低，4A分子筛会将中空玻璃内的空气吸附，导致真空状态；当温度升高时，分子筛又把空气释放到中空玻璃间隔层中，导致中空玻璃内空气膨胀。随着昼夜温差与季节更替的变换，中空玻璃极易因膨胀和收缩而扭曲破碎，寿命缩短；中空玻璃的突然破碎可能会导致重大的安全事故。因此4A分子筛是不可以作为中空玻璃干燥剂的。

我们再看看3A型分子筛，一般用3A型分子筛原粉和粘土成型为球形颗粒，经过高温焙烧做成3A型中空玻璃专用干燥剂，也就是《JC/T2072-2011中空玻璃用干燥剂》中的A类干燥剂。它的晶格孔道约为3埃（1Å=0.1nm）左右，与水的亲和力极高，只吸附水分子，不吸附大于3Å的其他分子。部分常见气体分子直径分别是：He（氦）0.26 nm，H2（氢）0.289 nm，CO2（二氧化碳）0.33 nm，Ar (氩)0.34 nm，O2（氧）0.346 nm，N2（氮）0.364 nm，CO（一氧化碳）0.376 nm，CH4（甲烷）0.38 nm，HCHO（甲醛）0.45 nm，水分子为 0.28 nm。

市场上还有一种含有氯化钙干燥剂的凹土干燥剂，生产厂家认为其属于行业标准《中空玻璃用干燥剂》（JC/T 2072-2011）中的B类干燥剂。依据行业标准，根据材料和生产工艺的不同，中空玻璃用干燥剂分为两类：A类干燥剂（3A分子筛），B类干燥剂（以凹凸棒土为主体的球形干燥材料）。中空玻璃用干燥剂应符合表1要求：

B类干燥剂是以凹凸棒土为主体材料制成的球形干燥剂，作为中空玻璃用的干燥剂，凹凸棒土本身的吸水性能往往无法满足中空玻璃干燥剂的要求。因此，在制备过程中通过添加价格低廉、效果显著的氯化钙，制成凹凸棒土和氯化钙混合的复合型干燥剂，即氯化钙弥补了环境干燥时凹凸棒土的低吸水性，凹凸棒土也可以凝结氯化钙潮解时的液体，听起来这两种材料性能互补，但是凹凸棒土对潮解液体的吸附是物理吸附，根本无法改变这些液体是氯化钙电解质溶液的本质，这些粘附了氯化钙溶液的凹凸棒土仍然具有电化学腐蚀作用，但这种材料目前被很多中空玻璃厂家使用，大大削减了中空玻璃的使用寿命。为了降低氯化钙电解质的腐蚀作用可以少加氯化钙，但氯化钙太少了达不到行业标准《中空玻璃用干燥剂》中对B类干燥剂的要求，只能增加氯化钙的加入数量。这种产品虽然各项指标都能符合标准要求，但由于氯化钙的过量加入就会加重破坏丁基胶，造成丁基胶挥发，挥发物在玻璃表面上形成彩虹现象，同时会破坏中空玻璃的边部密封系统。氯化钙的过量加入还有一定的粉化迁移作用，在迁移过程中不断地粉化，从中空玻璃铝条的小孔当中渗出，对中空玻璃有腐蚀性，并污浊中空玻璃，破坏美观性。

再者，此类B类干燥剂在湿度环境较低时，吸附量会很低，这样就会影响中空玻璃的露点，使中空玻璃极易发生起雾现象。这类干燥剂虽然各项指标在检测中符合行业标准对B类干燥剂的要求，但由于有较多氯化钙的存在，在吸附中空玻璃中的水时一般发生如下反应CaCl₂ 2H₂O= CaCl₂·2H₂O，不过在不同温度下可以形成不同的结晶水化合物（可以1、2、4、6个结晶水）。含水氯化钙能够和中空玻璃的铝条形成电化学反应，从而腐蚀铝条或其他间隔条，破坏密封胶，影响中空玻璃的使用寿命。综上所述B类干燥剂也不是中空玻璃干燥剂的优质选择。

结论

3A型分子筛是常用分子筛当中孔道最小的，当其与空气进行接触时，只能吸收空气中气态的水分子，不能吸收空气中其他成份（空气中的氦气和氢气含量仅仅大约占比0.007%左右，可以忽略不计）。由于制作过程的特殊工艺，使它具有了中空玻璃干燥剂所需要的各种特性，能够满足中空玻璃干燥剂的八大要求（一高一强二合四低）。目前国际中空玻璃行业最先进的欧洲中空玻璃标准EN1279也是以3A分子筛为参考对象来评价干燥剂的吸附性能，并且经过国外中空玻璃行业50年的实践，已经证明选用3A分子筛作为中空玻璃的干燥剂能够为中空玻璃提供可靠的质量保证，使中空玻璃具备50年以上的长使用寿命。因此可以得出这样一个结论：3A分子筛是中空玻璃用干燥剂最理想的选择。（张坤 沈家万 邵珠峰）

责编：孔文雄 安晓光

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