技术资料

随着现在建筑工业的蓬勃发展,建筑门窗市场已由传统的木窗,钢窗转向更具装饰和技能功能的铝合金门窗和塑料门窗。钢门窗、铝合金门窗及塑料门窗逐已呈鼎足之势。

 

建筑工程使用的门窗,除要求其整体具有良好的装饰效果外,还需要具有优异的隔热、隔音、防尘、密封性能等特点。作为门窗的附件之一,弹性门缝胶条是使其获得上述优异性能的重要保证。

 

在过去的使用过程中,由于建筑门窗用密封胶条选用不当,出现很多质量问题,主要表现在:

 

密封胶条使用不久,变硬变脆,死去了弹性和密封功能

密封胶条安装后,短时间内收缩脱落,导致返工

受太阳光照射或受热后,密封胶条发粘,附着在窗体和玻璃上,有时还会出现“渗油”现象,污染了门窗,影响了门窗的密封功能和关照

因结构原因照成密封胶条的“虚假”安装或根本没有密封功能

由此可见,选用性能优异的密封材料以及合理的设计结构是解决上述问题的关键。

 

 

建筑门窗密封胶条概述

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建筑门窗密封胶条的定义

建筑门窗密封胶条一般是指用在建筑门窗构件,如玻璃和压条、玻璃和扇、框与扇以及扇与扇等结合部位上,能够防止内、外介质(雨水、空气、沙尘等)泄露或侵入或者能防止机械的振动、冲击和损伤,从而达密封、隔音、绝热和绝缘等作用的带状或棒状材料(图1、图2)

 

密封胶条的分类

密封胶条按材质可分为橡胶密封条、橡塑密封条;按材质结构可分为实心密封条、海绵密封条、空心密封条、复合密封条(海绵与实心橡胶、海绵纯胶与金属嵌件、橡胶金属嵌件和海绵加皮革、纤维实体等)、静电植绒密封胶条以及表面涂层密封胶条;按加工工艺可分为硫化型密封胶条和非硫化型密封胶条;按其特殊功能可分为耐热密封胶条、耐寒密封胶条、耐油密封胶条、抗磨密封胶条;按其用在门窗中的不同部位可分为玻璃密封胶条、框(扇)密封胶条、纱扇用密封胶条等。按其是否透明还可分为透明密封胶条和非透明密封胶条;按其装饰效果又可分为不同颜色的密封胶条。

 

建筑门窗密封胶条的定义

建筑门窗密封胶条主要是利用本体结构中唇空腔凸缘(见图1)等部位的弹性与组装的装饰件(玻璃、金属件或非金属件)等接触物体的表面产生接触压力而起到密封作用,一般在-50 ~ 70℃范围内使用。

 

 

建筑门窗用密封胶条种类

目前,适于制做建筑门窗密封胶条的材料主要有三大类:橡胶、塑料和橡胶塑料共混材料。国外主要以橡胶材料为主,分别有氯丁橡胶(CR)、丁腈橡膠(NBR)、硅橡胶(SiR)和三元乙丙橡胶(EPDM);国内主要以改性塑料材料为主,主要有增塑聚氯乙烯(PVC)、增塑聚丙烯(PP)。另外,橡胶塑料共混材料在国内、外也都有使用。下面分别就各种密封胶材料性能作一简单介绍,以便于大家可以加餐了。

 

橡胶系材料

天然橡胶

具有很好的耐磨性,很高的弹性和力学性能。缺点是在空气中易老化,遇热变粘,在矿物油中易膨胀和溶解,耐碱但不耐强酸。使用温度范围为-55℃~+80℃。

 

丁腈橡胶

主要特点是耐油、耐溶剂,但不耐酮、酯和氯化烃等介质。硫化物永久变形小,弹性和力学性能都很好。缺点是在臭氧和氧中易老化龟裂,耐寒性较差。使用温度范围为-30℃~120℃。

 

氯丁橡胶

氯丁橡胶英文名为CHLOROPRENE RUBBER,其缩写为CR。

氯丁橡胶同聚氯乙烯塑料的分子中有氯原子,它们都有突出的阻燃性。氯丁橡胶在火中能缓慢燃烧,一旦隔离火焰烧着的氯丁橡胶会自行熄灭。在高温作用下,可以分解出
       氯化氢气体而使火焰自然熄灭。

氯丁橡胶的耐压缩变形性能优秀,在阿克隆磨耗试验机上走1英里才损耗0.15cm3

氯丁橡胶的耐压缩变形性能优秀,因为橡胶具有良好的弹性,即使在长时间的压缩变形状态下仍具有很大的夹紧力。

硅橡胶

硅橡胶的英文名为SILICONE RUBBER,其缩写为SR。硅橡胶是有机硅单体的聚合物。硅橡胶工作温度范围广宽,能适应在-100℃~+300℃工作。

硅橡胶的抗臭性优秀,在含臭氧150pphm的空气中试验数月仍不龟裂。

 硅橡胶的电绝缘性优秀,体积电阻为(2-10)X1014Ω·cm。 即使受潮、遇水或温度升高时,电绝缘性仍然良好。即使被燃烧后,灰烬是二氧化硅,仍为绝缘体。这就能避
       免因电气短路而导致事故扩大。

硅橡胶耐压缩变形性能优秀。因为橡胶具有良好的弹性,即使在长时间的压缩变形状态下仍具有很大的夹紧力。

硅橡胶的仓存期可以长达20年。

聚氨酯橡胶

具有优异的弹性和耐磨性,良好的不透气性,较高的阻尼减振性能,此外还有中等耐油性,耐氧及耐臭氧老化特性。缺点是不耐酸、碱和水。使用温度范围为-30℃~+80℃。

 

由三元乙丙橡胶与硅像胶共混而成,同时兼具了三元乙丙橡胶与硅橡胶其良好的耐候性、耐化学药品性、耐高、低温等性能。使用温度范围为-95℃~+200℃。

 

由氯丁橡胶与硅橡胶共混而成,既具有氯丁橡胶耐臭氧性能、耐天候、耐燃性;更具有硅橡胶突出的耐高低温特性,耐臭氧及耐天候老化、有极好的疏水性和适当的透气
        性、具有无与伦比的绝缘性能。与一般氯丁像胶不同的是更有效解决氯丁橡胶与硅橡胶的相容性能。使用温度范围为-50℃~+150℃。

 

 

塑料系材料

天然橡胶

聚氯乙烯塑料的英文是POLYVINYL CHLORIDE,基缩写为PVC。聚氯乙烯塑料是氯乙烯的聚物。

聚氯乙烯塑料最突出的性能是阻燃性。聚氯乙烯塑料在火中能缓慢燃烧,一旦隔断火焰烧着的聚氯乙塑料会自行熄灭。

聚氯乙烯塑料机械性能很高,扯断强度可达1.5~15Mpa,扯断伸长率可达100~500%

硅橡胶耐压缩变形性能优秀。因为橡胶具有良好的弹性,即使在长时间的压缩变形状态下仍具有很大的夹紧力。

聚氯乙烯塑料体积电阻可达1011~1015Ω.com

聚氯乙烯塑料的耐水性能优秀,在水中浸泡24小时,吸水率为0.15%~0.75%

增塑聚丙烯树脂

性能与增塑聚氯乙烯基本相似,通常用来制做透明制品。

 

橡塑共混材料

目前,用来制做橡胶塑料密封条的橡胶共混材料主要有以下几种:

 

丁腈橡胶/ 聚氯乙烯并用体系,是橡塑并用技术的先驱

乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA) /聚氯乙烯并用体系

三元乙丙橡胶 / 聚氯乙烯并用体系

聚氨酯橡胶/聚氯乙烯并用体系

三元乙丙像胶/聚丙烯并用体系,采用动态硫化方式进行

顺丁橡胶/丁腈橡胶/聚氯乙烯并用体系

 

建筑门窗用密封胶条种类

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优异的耐臭氧性和耐氧化性

EPDM的分子结构中的主链不含双链(图3),能够完全抵抗空气中臭氧的进攻,在臭氧浓度为100PPHM的环境中,2430小时不出现龟裂(丁基橡胶500小时龟裂,氯丁橡胶40小时龟裂);在50PPHM、静拉伸30%的条件下,150小时不龟裂(丁基橡胶2小时出现龟裂)。常与二烯弹性体并用,以改善其耐臭氧性和抗氧化性(NR、SBR等遇到臭氧时会引起应力开开裂、落片和所有物理性能劣化)。

 

热塑性弹性体

热塑性弹性体(TPE)以塑料树脂为基体,以化学或物理方式掺入橡胶组分,从而形成具有橡胶的柔性和弹性,以及塑料的高温可塑性,是性能范围很宽的材料。热塑性弹性体(TPE)的最大特点是无需硫化工艺,而采用热塑性塑料成型方法进行加工,即可大大缩短成型周期,而且废料还可以回收,并再次利用,有利于节资与节能,是一种很有发展前信得途的材料,可作为硫化橡胶的代用品。热塑性弹性体(TPE)主要有苯乙烯系TPE,即TPS;烯烃系TPE,即TPO;聚氨酯系TPE,即烯烃系TPE,主要有美国杜邦公司生产的Elvalog741,742;固特异公司生产的Chemigum P83以及德国拜耳公司生产的Levapren。改性后的聚氯乙烯密封条具有良好的耐压缩永久变形性。

 

热塑性弹性体(TPE)具有优秀的耐磨性,与汽车轮胎胎面的耐磨性相近;具有优秀的耐水性能,在100℃的水中浸泡166小时后体积膨胀率只有2%;具有优秀的抗候性,在氙气灯候化实验2000小时后,抗老化系数102%,伸长老化系数94%,定伸模数老化系数106%,其耐候性与三元乙丙橡胶相当;具有耐起燃和耐火焰蔓延性,热塑性橡胶在空气中可心燃烧但速度很慢,符合FMVSS302要求,按照U.L.94H.B作燃实验慢速燃烧材料。

 

优异的耐候性

EPDM的分子结构中的主链不含双链(图3),能够完全抵抗空气中臭氧的进攻,在臭氧浓度为100PPHM的环境中,2430小时不出现龟裂(丁基橡胶500小时龟裂,氯丁橡胶40小时龟裂);在50PPHM、静拉伸30%的条件下,150小时不龟裂(丁基橡胶2小时出现龟裂)。常与二烯弹性体并用,以改善其耐臭氧性和抗氧化性(NR、SBR等遇到臭氧时会引起应力开开裂、落片和所有物理性能劣化)。

 

优异的耐热性

EPDM可在120℃条件下长期使用,最高使用温度150℃,高于150℃时开始分解,当加入适宜的防老化剂或过氧化物、醌硫化体第,基间歇耐温高达315℃。这一特性是由其饱和的主链结构所决定的。

 

优异的低温特性

聚甲撑主链的屈挠性提供了良好的低温特性,其玻璃化温度在-30℃~65℃之间,大多数硫化制品在-50℃条件下还是柔软的即在低温下具有较好的弹性和较少的压缩永久变形,从而使其在寒冷的地区不会因环境温度过低而降低其密封性能,使在寒冷地区的冬季施工更加容易。

 

 耐化学药品性能

EPDM耐多种极性溶质,如刹车油、强酸、强碱、酒精等;耐非极性溶质性能较差,如汽油等烃类溶质等,通过采用超高分子油填充情况下可获得中等耐油性。

 

高填充性(填料和油)

EPDM比任何其它弹性体的填充量都要高得多(可高达200份以上),弥补了价格高于一般通用橡胶(约比SBR、IR、NR高60%)的不足之处。采用超高分子量充油乙丙橡胶,不但可进一步增加填充性,降低混合加工成本,而且还可获得突出的拉伸强度和定伸强度。

 

EPDM几乎是所有合成橡胶中比重最轻的一种(也低于增逆聚氯乙烯),所以其成品就有较轻的米重。这点也决定了其有广泛的应用前景。

 

EPDM除具有上述诸多优点(表1),而且EPDM密度小,具有优良的电性能,良好的应力-应变特性、良好的耐磨性、优异的耐潮湿性和耐水蒸气性。

 

 

纵观近年来国外建筑门窗密封条的生产和应用,可心看到有以下特点值得a8体育注意:

 

正确选用密封条已成为建筑门窗产品制作过程中必须考虑并解决的重要关键。现在,已经不是密封条出了质量问题后再采取补救措施,而是已经深深地渗透到产品制作过程
       中。

要解决建筑门窗的“密封”问题,单靠优异的材料或合理的结构都是不能解决问题的。“结构”、“材料”、“施工”、“试验”四个方面,是密不可分的。靠老的、传统的选择观念,
       随处从市场上购买几种密封条,是不能真正解决建筑门窗的“密封”问题的。

研究和推广高性能的密封条已成为当务之急。高性能密封胶条保证了其与高质量门窗同步发展。近年来建筑门窗工程上出现的质量问题大部分是由低性能、质量差的密封条
       造成的。

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胶条技术指标

《建筑门窗用密封胶条》标准(JG/T187-2006)现已发布并出版,已于2007年6月1日起正式实施。为了方便门窗生产企业、房地产用户、开发商等了解门窗密封条的标准要求,正确选用合格产品,以保证门窗密封性能来保障建筑物的整体节能要求得以实现,现对《建筑门窗用密封胶条》标准中有关物料及制品的主要性能指标作一介绍:

 

要求

   5.1   外观应光滑、无扭曲变形,表面无裂纹、无气泡、无明显杂质及其它缺陷,颜色均匀一致。

   5.2  尺寸公差:密封条截面尺寸公差按GB/T3672.1-2000中表2执行,其中装配尺寸按E1级,非装配尺寸按E2级。密封条几何公差按GB/T3672.1-2000中N级执行。

   5.3  性能
        5.3.1  材料的物理性能:硫化橡胶类密封胶条所用的材料的物理性能应符合(表1)的规定,热塑性弹性体类密封胶条所用的材料的物理性能应符合(表2)的规定。
                  注:常用的热塑性弹性体类胶条:热塑性硫化胶(TPV)、聚氨酯热塑性弹性体(TPU)、增塑聚氛乙烯(Prvc)胶条等。
        5.3.2 密封胶条制品的性能
        5.3.2.1 回弹恢复
                    密封胶条制品的回弹恢复(Dr)分级:
                    1级:30%    2级:40%     3级:5lr <=60%     4级:60%    5级:70%     6级:80%    7级:90%
        5.3.2.2 加热收缩率:密封胶条制品的长度收缩率应小于2%
        5.3.2.3 污染及相容性试验后在型材、玻璃上允许留有胶条试样浅黄色的污染轮廓,不允许留有深色轮廓或实
        5.3.2.4 老化性能
        5.3.2.4.1 耐臭氧老化性能耐臭氧老化试验158h后,试样表面不出现龟裂。
        5.3.2.4.2 光老化性能光老化试验4000h后,试样
                      a)外观:表面不出现龟裂,颜色按GB250-1495灰卡等级进行评定,不应小于3级

 

表1塑料门窗用三元乙丙橡胶、塑料系密封条材质物理性能比较

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