熱塑性彈性體密封膠條的特點(diǎn)與應(yīng)用

陳振偉

熱塑性彈性體密封膠條的特點(diǎn)與應(yīng)用

陳振偉

隨著節(jié)能環(huán)保要求的不斷提高，作為能夠反復(fù)利用的環(huán)保產(chǎn)品—熱塑性彈性體密封膠條將會(huì)得到較大的發(fā)展和應(yīng)用。本文主要通過(guò)介紹熱塑性彈性體密封膠條的特點(diǎn)和應(yīng)用，以期為熱塑性彈性體生產(chǎn)研發(fā)的業(yè)內(nèi)人士提供參考。

熱塑性彈性體；密封膠條；橡膠；塑料；硫化

建筑門(mén)窗密封膠條是現(xiàn)代建筑節(jié)能門(mén)窗主要物件之一，目前市場(chǎng)中常見(jiàn)的建筑門(mén)窗密封膠條是由塑料、橡膠及橡塑共混材料加工制成。門(mén)窗密封膠條主體材料的性能直接影響到密封膠條的回彈、密封性能，以及長(zhǎng)期使用于各類(lèi)環(huán)境下的耐候性能。由于材料的不同，導(dǎo)致密封膠條在某些性能上的差異。采用優(yōu)異的密封材料制造出來(lái)的產(chǎn)品是滿足當(dāng)前高節(jié)能門(mén)窗要求的前提條件。

熱塑性彈性體(Thermoplastic Elastomer-TPE)亦稱(chēng)熱塑性橡膠(Thermoplastic Rubber-TPR或Thermoplastic Vulcanizate-TPV)。 熱塑性彈性體是介于橡膠與樹(shù)脂之間的一種新型高分子彈性材料，不僅可以取代部分橡膠，還能使塑料得到改性。熱塑性彈性體所具有的橡膠與塑料的雙重性能和寬廣的特性，使之在橡膠工業(yè)中廣泛用于制造膠管、膠帶、膠板、膠鞋、膠布等日用制品，以及永久粘性的膠粘劑等各種工業(yè)用品。而近些年隨著我國(guó)節(jié)能建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，熱塑性彈性體在建筑門(mén)窗密封膠條的生產(chǎn)中也得到了積極的發(fā)展和應(yīng)用。

1. 密封膠條常用的熱塑性彈性體TPE的結(jié)構(gòu)及分類(lèi)

世界上已工業(yè)化生產(chǎn)的TPE有：苯乙烯類(lèi)(SEBS、SEPS)、烯烴類(lèi)(TPV)、氯乙烯類(lèi)(TPVC、TCPE)等。它們是由在主鏈上通過(guò)形成硬鏈段的樹(shù)脂相和軟鏈段的橡膠相，相互牢固組合在一起而成的。TPE的制造方法，大致可分為化學(xué)聚合和機(jī)械共混兩大類(lèi)型。前者是以聚合物的形態(tài)單獨(dú)出現(xiàn)的，有主鏈共聚、接技共聚和離子聚合之分。后者主要是橡膠與樹(shù)脂的共混物，其中還有以交聯(lián)硫化出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)硫化膠(TPE—TPV)和互穿網(wǎng)絡(luò)的聚合物(TPE—IPN)。

熱塑性彈性體具有多種可能的結(jié)構(gòu)，最根本的一條是需要有至少兩個(gè)互相分散的聚合物相，聚合物鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由化學(xué)組成不同的樹(shù)脂(硬段)和橡膠段(軟段)構(gòu)成。硬段的鏈段向作用力形成物理“交聯(lián)”，軟段則是具有較大旋轉(zhuǎn)能力的高彈性鏈段。而軟段又以適當(dāng)?shù)拇涡蚺帕胁⒁赃m當(dāng)?shù)姆绞竭B接起來(lái)，硬段的這種物理交聯(lián)是可逆的，即可在高溫下失去約束大分子的能力呈現(xiàn)塑性，降至常溫時(shí)這些“交聯(lián)”又恢復(fù)，而起類(lèi)似硫化橡膠交聯(lián)的作用。

2.熱塑性彈性體密封膠條的優(yōu)點(diǎn)

2.1 生產(chǎn)加工優(yōu)越

一方面，由于熱塑性彈性體聚合物鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有交聯(lián)狀態(tài)的可塑性，因而熱塑性彈性體在常溫下顯示硫化膠的彈性、強(qiáng)度和變形特征等物理機(jī)械性能。另一方面，在高溫下樹(shù)脂硬段會(huì)軟化或溶化，呈現(xiàn)可塑性流動(dòng)性。所以熱塑性彈性體無(wú)需硫化即具有傳統(tǒng)硫化橡膠的特點(diǎn)；可以經(jīng)特定的單螺桿擠出機(jī)直接擠出，也可進(jìn)行注射成型、壓延成型、壓花加工、熱熔接等工藝；產(chǎn)品無(wú)毒，無(wú)刺激性氣味，對(duì)環(huán)境、設(shè)備及人員無(wú)傷害；產(chǎn)品尺寸精度高、質(zhì)量更易于控制；低比重；可以按照客戶(hù)要求作出不同物理性能要求的產(chǎn)品；容易著色還可以作出不同顏色、同一膠條多種硬度等的特殊產(chǎn)品?？缮a(chǎn)透明的產(chǎn)品，具有優(yōu)異的耐候（光）、耐老化性，可循環(huán)利用。

2.2 物理性能優(yōu)越

熱塑性彈性體密封膠條有良好的物理性能，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供廣闊的空間； 力學(xué)性能可達(dá)到硫化橡膠的級(jí)別，但無(wú)須硫化交聯(lián)；硬度范圍寬闊，自SHORE-A 0度至SHORE-D 70度可調(diào)； 耐拉伸性能優(yōu)異，抗張強(qiáng)度最高可達(dá)十幾個(gè)Mpa，斷裂伸長(zhǎng)率最高可達(dá)十倍以上； 長(zhǎng)期耐溫可超過(guò)70℃，低溫環(huán)境性能良好，在-60℃溫度下仍能保持良好的繞曲性； 良好的電絕緣性及耐電壓特性， 具有突出的防滑性能、耐候性能和抗沖擊性能。

2.3 化學(xué)性能優(yōu)越

熱塑性彈性體密封膠條耐一般化學(xué)品（水、酸、堿、醇類(lèi)溶劑）；可短期浸泡于溶劑或油中； 無(wú)毒無(wú)味性； 良好的抗紫外線輻射及抗氧化性能。

2.4 輕量化

熱塑性彈性體是常用的建筑門(mén)窗密封膠條材料中比重最輕的，與軟質(zhì)PVC和硫化橡膠相比可實(shí)現(xiàn)3成的輕量化效果。這樣既降低了整窗的重量，也使得相同斷面結(jié)構(gòu)的密封膠條產(chǎn)品單位重量的出材率增加。

2.5 可焊接性能

隨著國(guó)家建筑節(jié)能政策要求的提高，對(duì)于建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)建筑門(mén)窗的保溫性能要求越來(lái)越高，而建筑門(mén)窗的密封性能與密封膠條是密不可分，特別是密封膠條在窗框上的角部處理凸顯出其重要性。熱塑性彈性體的可焊接性能可以完美實(shí)現(xiàn)角部的無(wú)縫焊接，而且操作設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品角部焊接強(qiáng)度高。

3.熱塑性彈性體密封膠條的缺點(diǎn)

熱塑性彈性體密封膠條的耐熱性不如三元乙丙橡膠、硅橡膠密封膠條，隨著溫度上升其物理機(jī)械性能下降幅度較大。同時(shí)，壓縮變形、彈回性、耐候性等同橡膠密封膠條相比較差，價(jià)格上也往往高于同類(lèi)的橡膠密封膠條。但總的說(shuō)來(lái)，其優(yōu)點(diǎn)仍十分突出，而缺點(diǎn)則在不斷改進(jìn)之中，作為一種節(jié)能環(huán)保的密封膠條種類(lèi)應(yīng)用前景十分看好。

4.熱塑性彈性體密封膠條新產(chǎn)品應(yīng)用

由于熱塑性彈性體的熱塑性特點(diǎn)，它的最高使用溫度通常被局限在120℃的使用極限，歐美國(guó)家的一些公司正在積極地開(kāi)發(fā)耐高溫能夠達(dá)到150℃熱塑性彈性體材料以應(yīng)用于特殊環(huán)境溫度需要的密封膠條。

美國(guó)山都坪、荷蘭的DSM等公司開(kāi)發(fā)的發(fā)泡級(jí)TPV材料，優(yōu)良的耐候性能，改進(jìn)的UV和耐臭氧性，低霧化和氣味，符合ROHS要求，光滑的皮革表面，低溫柔性，良好的耐磨性，低收縮、低聲學(xué)設(shè)計(jì)，100%可回收。實(shí)現(xiàn)了熱塑性彈性體產(chǎn)品無(wú)法實(shí)現(xiàn)硫化橡膠發(fā)泡密封條制品的可能。同時(shí)可以與密實(shí)的熱塑性彈性體材料進(jìn)行共擠出，實(shí)現(xiàn)兩復(fù)合或多復(fù)合制品的生產(chǎn)和制造。

目前我國(guó)建筑行業(yè)推拉窗的密封多采用硅化密封毛條實(shí)現(xiàn)密封，但是毛條易出現(xiàn)倒毛，導(dǎo)致防塵、防風(fēng)變差，無(wú)法滿足目前高節(jié)能的門(mén)窗密封要求。用高滑爽的熱塑性彈性體材料可以生產(chǎn)出軟硬復(fù)合密封膠條。硬質(zhì)部分保證推拉門(mén)窗時(shí)密封膠條的穩(wěn)定性且不變形，而軟質(zhì)部分采用高滑爽熱塑性彈性體材料制造，保證推拉門(mén)窗的順滑效果。用這種密封膠條能夠降低推拉門(mén)窗的K值，提升推拉窗的整窗性能，增加了推拉窗的附加值。

另外，用熱塑性彈性體生產(chǎn)的軟硬復(fù)合密封膠條，可以用專(zhuān)用設(shè)備進(jìn)行快速的安裝。同時(shí)實(shí)現(xiàn)與塑料型材一體化下料、一起組框焊接保證密封膠條在整窗上的一體化，提高整窗的密封效果。

5.結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)建筑業(yè)和汽車(chē)行業(yè)高速發(fā)展的今天，熱塑性彈性體密封膠條也得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用，不同行業(yè)的熱塑性彈性體密封條增長(zhǎng)率不相同。汽車(chē)行業(yè)門(mén)窗密封膠條的應(yīng)用增長(zhǎng)率大于7.6%，建筑行業(yè)門(mén)窗密封膠條增長(zhǎng)率大于2%，預(yù)計(jì)2015年熱塑性彈性體在門(mén)窗密封膠條上用量可達(dá)5%的增長(zhǎng)率。我國(guó)也有很多廠家正在積極研發(fā)更多具有特殊附加功能的熱塑性密封膠條產(chǎn)品，以期滿足越來(lái)越高的門(mén)窗使用要求。

[1]錢(qián)知勉.熱塑性彈性體市場(chǎng)最新趨勢(shì)與新產(chǎn)品.中國(guó)塑料與橡膠2006.12：52－53

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（作者單位：沈陽(yáng)瑞得塑膠制造有限公司）

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1671-3362（2015）12-0062-02