• 技術資料

    随着現在建築工業的蓬勃發展,建築門窗市場已由傳統的木窗,鋼窗轉向更具裝飾和技能功能的鋁合金門窗和塑料門窗。鋼門窗、鋁合金門窗及塑料門窗逐已呈鼎足之勢。

     

    建築工程使用的門窗,除要求其整體具有良好的裝飾效果外,還需要具有優異的隔熱、隔音、防塵、密封性能等特點。作爲門窗的附件之一,彈性門縫膠條是使其獲得上述優異性能的重要保證。

     

    在過去的使用過程中,由于建築門窗用密封膠條選用不當,出現很多質量問題,主要表現在:

     

    密封膠條使用不久,變硬變脆,死去了彈性和密封功能

    密封膠條安裝後,短時間内收縮脫落,導緻返工

    受太陽光照射或受熱後,密封膠條發粘,附着在窗體和玻璃上,有時還會出現“滲油”現象,污染了門窗,影響了門窗的密封功能和關照

    因結構原因照成密封膠條的“虛假”安裝或根本沒有密封功能

    由此可見,選用性能優異的密封材料以及合理的設計結構是解決上述問題的關鍵。

     

     

    建築門窗密封膠條概述

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    建築門窗密封膠條的定義

    建築門窗密封膠條一般是指用在建築門窗構件,如玻璃和壓條、玻璃和扇、框與扇以及扇與扇等結合部位上,能夠防止内、外介質(雨水、空氣、沙塵等)洩露或侵入或者能防止機械的振動、沖擊和損傷,從而達密封、隔音、絕熱和絕緣等作用的帶狀或棒狀材料(圖1、圖2)

     

    密封膠條的分類

    密封膠條按材質可分爲橡膠密封條、橡塑密封條;按材質結構可分爲實心密封條、海綿密封條、空心密封條、複合密封條(海綿與實心橡膠、海綿純膠與金屬嵌件、橡膠金屬嵌件和海綿加皮革、纖維實體等)、靜電植絨密封膠條以及表面塗層密封膠條;按加工工藝可分爲硫化型密封膠條和非硫化型密封膠條;按其特殊功能可分爲耐熱密封膠條、耐寒密封膠條、耐油密封膠條、抗磨密封膠條;按其用在門窗中的不同部位可分爲玻璃密封膠條、框(扇)密封膠條、紗扇用密封膠條等。按其是否透明還可分爲透明密封膠條和非透明密封膠條;按其裝飾效果又可分爲不同顔色的密封膠條。

     

    建築門窗密封膠條的定義

    建築門窗密封膠條主要是利用本體結構中唇空腔凸緣(見圖1)等部位的彈性與組裝的裝飾件(玻璃、金屬件或非金屬件)等接觸物體的表面産生接觸壓力而起到密封作用,一般在-50 ~ 70℃範圍内使用。

     

     

    建築門窗用密封膠條種類

    目前,适于制做建築門窗密封膠條的材料主要有三大類:橡膠、塑料和橡膠塑料共混材料。國外主要以橡膠材料爲主,分别有氯丁橡膠(CR)、丁腈橡膠(NBR)、矽橡膠(SiR)和三元乙丙橡膠(EPDM);國内主要以改性塑料材料爲主,主要有增塑聚氯乙烯(PVC)、增塑聚丙烯(PP)。另外,橡膠塑料共混材料在國内、外也都有使用。下面分别就各種密封膠材料性能作一簡單介紹,以便于大家可以加餐了。

     

    橡膠系材料

    天然橡膠

    具有很好的耐磨性,很高的彈性和力學性能。缺點是在空氣中易老化,遇熱變粘,在礦物油中易膨脹和溶解,耐堿但不耐強酸。使用溫度範圍爲-55℃~+80℃。

     

    丁腈橡膠

    主要特點是耐油、耐溶劑,但不耐酮、酯和氯化烴等介質。硫化物永久變形小,彈性和力學性能都很好。缺點是在臭氧和氧中易老化龜裂,耐寒性較差。使用溫度範圍爲-30℃~120℃。

     

    氯丁橡膠

    氯丁橡膠英文名爲CHLOROPRENE RUBBER,其縮寫爲CR。

    氯丁橡膠同聚氯乙烯塑料的分子中有氯原子,它們都有突出的阻燃性。氯丁橡膠在火中能緩慢燃燒,一旦隔離火焰燒着的氯丁橡膠會自行熄滅。在高溫作用下,可以分解出
         氯化氫氣體而使火焰自然熄滅。。

    氯丁橡膠的耐壓縮變形性能優秀,在阿克隆磨耗試驗機上走1英裏才損耗0.15cm3

    氯丁橡膠的耐壓縮變形性能優秀,因爲橡膠具有良好的彈性,即使在長時間的壓縮變形狀态下仍具有很大的夾緊力。

    矽橡膠

    矽橡膠的英文名爲SILICONE RUBBER,其縮寫爲SR。矽橡膠是有機矽單體的聚合物。矽橡膠工作溫度範圍廣寬,能适應在-100℃~+300℃工作。

    矽橡膠的抗臭性優秀,在含臭氧150pphm的空氣中試驗數月仍不龜裂。

    矽橡膠的電絕緣性優秀,體積電阻爲(2-10)X1014Ω·cm。 即使受潮、遇水或溫度升高時,電絕緣性仍然良好。即使被燃燒後,灰燼是二氧化矽,仍爲絕緣體。這就能避
         免因電氣短路而導緻事故擴大。

    矽橡膠耐壓縮變形性能優秀。因爲橡膠具有良好的彈性,即使在長時間的壓縮變形狀态下仍具有很大的夾緊力。

    矽橡膠的倉存期可以長達20年。

    聚氨酯橡膠

    具有優異的彈性和耐磨性,良好的不透氣性,較高的阻尼減振性能,此外還有中等耐油性,耐氧及耐臭氧老化特性。缺點是不耐酸、堿和水。使用溫度範圍爲-30℃~+80℃。

     

    由三元乙丙橡膠與矽像膠共混而成,同時兼具了三元乙丙橡膠與矽橡膠其良好的耐候性、耐化學藥品性、耐高、低溫等性能。使用溫度範圍爲-95℃~+200℃。

     

    由氯丁橡膠與矽橡膠共混而成,既具有氯丁橡膠耐臭氧性能、耐天候、耐燃性;更具有矽橡膠突出的耐高低溫特性,耐臭氧及耐天候老化、有極好的疏水性和适當的透氣
         性、具有無與倫比的絕緣性能。與一般氯丁像膠不同的是更有效解決氯丁橡膠與矽橡膠的相容性能。使用溫度範圍爲-50℃~+150℃。

     

    塑料系材料

    天然橡膠

    聚氯乙烯塑料的英文是POLYVINYL CHLORIDE,基縮寫爲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緩慢燃燒,一旦隔斷火焰燒着的聚氯乙塑料會自行熄滅。

    聚氯乙烯塑料機械性能很高,扯斷強度可達1.5~15Mpa,扯斷伸長率可達100~500%

    矽橡膠耐壓縮變形性能優秀。因爲橡膠具有良好的彈性,即使在長時間的壓縮變形狀态下仍具有很大的夾緊力。

    聚氯乙烯塑料體積電阻可達1011~1015Ω.com

    聚氯乙烯塑料的耐水性能優秀,在水中浸泡24小時,吸水率爲0.15%~0.75%

    增塑聚丙烯樹脂

    性能與增塑聚氯乙烯基本相似,通常用來制做透明制品。

     

    橡塑共混材料

    目前,用來制做橡膠塑料密封條的橡膠共混材料主要有以下幾種:

     

    丁腈橡膠/ 聚氯乙烯并用體系,是橡塑并用技術的先驅

    乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA) /聚氯乙烯并用體系

    三元乙丙橡膠 / 聚氯乙烯并用體系

    聚氨酯橡膠/聚氯乙烯并用體系

    三元乙丙像膠/聚丙烯并用體系,采用動态硫化方式進行

    順丁橡膠/丁腈橡膠/聚氯乙烯并用體系

     

    建築門窗用密封膠條種類

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    優異的耐臭氧性和耐氧化性

    EPDM的分子結構中的主鏈不含雙鏈(圖3),能夠完全抵抗空氣中臭氧的進攻,在臭氧濃度爲100PPHM的環境中,2430小時不出現龜裂(丁基橡膠500小時龜裂,氯丁橡膠40小時龜裂);在50PPHM、靜拉伸30%的條件下,150小時不龜裂(丁基橡膠2小時出現龜裂)。常與二烯彈性體并用,以改善其耐臭氧性和抗氧化性(NR、SBR等遇到臭氧時會引起應力開開裂、落片和所有物理性能劣化)。

     

    熱塑性彈性體

    熱塑性彈性體(TPE)以塑料樹脂爲基體,以化學或物理方式摻入橡膠組分,從而形成具有橡膠的柔性和彈性,以及塑料的高溫可塑性,是性能範圍很寬的材料。熱塑性彈性體(TPE)的最大特點是無需硫化工藝,而采用熱塑性塑料成型方法進行加工,即可大大縮短成型周期,而且廢料還可以回收,并再次利用,有利于節資與節能,是一種很有發展前信得途的材料,可作爲硫化橡膠的代用品。熱塑性彈性體(TPE)主要有苯乙烯系TPE,即TPS;烯烴系TPE,即TPO;聚氨酯系TPE,即烯烴系TPE,主要有美國杜邦公司生産的Elvalog741,742;固特異公司生産的Chemigum P83以及德國拜耳公司生産的Levapren。改性後的聚氯乙烯密封條具有良好的耐壓縮永久變形性。

     

    熱塑性彈性體(TPE)具有優秀的耐磨性,與汽車輪胎胎面的耐磨性相近;具有優秀的耐水性能,在100℃的水中浸泡166小時後體積膨脹率隻有2%;具有優秀的抗候性,在氙氣燈候化實驗2000小時後,抗老化系數102%,伸長老化系數94%,定伸模數老化系數106%,其耐候性與三元乙丙橡膠相當;具有耐起燃和耐火焰蔓延性,熱塑性橡膠在空氣中可心燃燒但速度很慢,符合FMVSS302要求,按照U.L.94H.B作燃實驗慢速燃燒材料。

     

    優異的耐候性

    EPDM的分子結構中的主鏈不含雙鏈(圖3),能夠完全抵抗空氣中臭氧的進攻,在臭氧濃度爲100PPHM的環境中,2430小時不出現龜裂(丁基橡膠500小時龜裂,氯丁橡膠40小時龜裂);在50PPHM、靜拉伸30%的條件下,150小時不龜裂(丁基橡膠2小時出現龜裂)。常與二烯彈性體并用,以改善其耐臭氧性和抗氧化性(NR、SBR等遇到臭氧時會引起應力開開裂、落片和所有物理性能劣化)。

     

    優異的耐熱性

    EPDM可在120℃條件下長期使用,最高使用溫度150℃,高于150℃時開始分解,當加入适宜的防老化劑或過氧化物、醌硫化體第,基間歇耐溫高達315℃。這一特性是由其飽和的主鏈結構所決定的。

     

    優異的低溫特性

    聚甲撐主鏈的屈撓性提供了良好的低溫特性,其玻璃化溫度在-30℃~65℃之間,大多數硫化制品在-50℃條件下還是柔軟的即在低溫下具有較好的彈性和較少的壓縮永久變形,從而使其在寒冷的地區不會因環境溫度過低而降低其密封性能,使在寒冷地區的冬季施工更加容易。

     

     耐化學藥品性能

    EPDM耐多種極性溶質,如刹車油、強酸、強堿、酒精等;耐非極性溶質性能較差,如汽油等烴類溶質等,通過采用超高分子油填充情況下可獲得中等耐油性。

     

    高填充性(填料和油)

    EPDM比任何其它彈性體的填充量都要高得多(可高達200份以上),彌補了價格高于一般通用橡膠(約比SBR、IR、NR高60%)的不足之處。采用超高分子量充油乙丙橡膠,不但可進一步增加填充性,降低混合加工成本,而且還可獲得突出的拉伸強度和定伸強度。

     

    EPDM幾乎是所有合成橡膠中比重最輕的一種(也低于增逆聚氯乙烯),所以其成品就有較輕的米重。這點也決定了其有廣泛的應用前景。

     

    EPDM除具有上述諸多優點(表1),而且EPDM密度小,具有優良的電性能,良好的應力-應變特性、良好的耐磨性、優異的耐潮濕性和耐水蒸氣性。

     

     

    縱觀近年來國外建築門窗密封條的生産和應用,可心看到有以下特點值得我們注意:

     

    正确選用密封條已成爲建築門窗産品制作過程中必須考慮并解決的重要關鍵?,F在,已經不是密封條出了質量問題後再采取補救措施,而是已經深深地滲透到産品制作過程中。

    要解決建築門窗的“密封”問題,單靠優異的材料或合理的結構都是不能解決問題的?!敖Y構”、“材料”、“施工”、“試驗”四個方面,是密不可分的??坷系?、傳統的選擇觀念, 随處從市場上購買幾種密封條,是不能真正解決建築門窗的“密封”問題的。

    研究和推廣高性能的密封條已成爲當務之急。高性能密封膠條保證了其與高質量門窗同步發展。近年來建築門窗工程上出現的質量問題大部分是由低性能、質量差的密封條 造成的。

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    膠條技術指标

    《建築門窗用密封膠條》标準(JG/T187-2006)現已發布并出版,已于2007年6月1日起正式實施。爲了方便門窗生産企業、房地産用戶、開發商等了解門窗密封條的标準要求,正确選用合格産品,以保證門窗密封性能來保障建築物的整體節能要求得以實現,現對《建築門窗用密封膠條》标準中有關物料及制品的主要性能指标作一介紹:

     

    要求

       5.1   外觀應光滑、無扭曲變形,表面無裂紋、無氣泡、無明顯雜質及其它缺陷,顔色均勻一緻。

       5.2  尺寸公差:密封條截面尺寸公差按GB/T3672.1-2000中表2執行,其中裝配尺寸按E1級,非裝配尺寸按E2級。密封條幾何公差按GB/T3672.1-2000中N級執行。

       5.3  性能
            5.3.1  材料的物理性能:硫化橡膠類密封膠條所用的材料的物理性能應符合(表1)的規定,熱塑性彈性體類密封膠條所用的材料的物理性能應符合(表2)的規定。
                      注:常用的熱塑性彈性體類膠條:熱塑性硫化膠(TPV)、聚氨酯熱塑性彈性體(TPU)、增塑聚氛乙烯(Prvc)膠條等。
            5.3.2 密封膠條制品的性能
            5.3.2.1 回彈恢複
                        密封膠條制品的回彈恢複(Dr)分級:
                        1級:30%    2級:40%     3級:5lr <=60%     4級:60%    5級:70%     6級:80%    7級:90%
            5.3.2.2 加熱收縮率:密封膠條制品的長度收縮率應小于2%
            5.3.2.3 污染及相容性試驗後在型材、玻璃上允許留有膠條試樣淺黃色的污染輪廓,不允許留有深色輪廓或實
            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試驗158h後,試樣表面不出現龜裂。
            5.3.2.4.2 光老化性能光老化試驗4000h後,試樣
                          a)外觀:表面不出現龜裂,顔色按GB250-1495灰卡等級進行評定,不應小于3級

     

    表1塑料門窗用三元乙丙橡膠、塑料系密封條材質物理性能比較

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