熱塑性彈性體密封膠條的特點與應用

陳振偉

熱塑性彈性體密封膠條的特點與應用

陳振偉

隨著節能環保要求的不斷提高，作為能夠反復利用的環保產品—熱塑性彈性體密封膠條將會得到較大的發展和應用。本文主要通過介紹熱塑性彈性體密封膠條的特點和應用，以期為熱塑性彈性體生產研發的業內人士提供參考。

熱塑性彈性體；密封膠條；橡膠；塑料；硫化

建筑門窗密封膠條是現代建筑節能門窗主要物件之一，目前市場中常見的建筑門窗密封膠條是由塑料、橡膠及橡塑共混材料加工制成。門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，以及長期使用于各類環境下的耐候性能。由于材料的不同，導致密封膠條在某些性能上的差異。采用優異的密封材料制造出來的產品是滿足當前高節能門窗要求的前提條件。

熱塑性彈性體(Thermoplastic Elastomer-TPE)亦稱熱塑性橡膠(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用品。而近些年隨著我國節能建筑行業的迅猛發展，熱塑性彈性體在建筑門窗密封膠條的生產中也得到了積極的發展和應用。

1. 密封膠條常用的熱塑性彈性體TPE的結構及分類

世界上已工業化生產的TPE有：苯乙烯類(SEBS、SEPS)、烯烴類(TPV)、氯乙烯類(TPVC、TCPE)等。它們是由在主鏈上通過形成硬鏈段的樹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，大致可分為化學聚合和機械共混兩大類型。前者是以聚合物的形態單獨出現的，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脂的共混物，其中還有以交聯硫化出現的動態硫化膠(TPE—TPV)和互穿網絡的聚合物(TPE—IPN)。

熱塑性彈性體具有多種可能的結構，最根本的一條是需要有至少兩個互相分散的聚合物相，聚合物鏈的結構特點是由化學組成不同的樹脂(硬段)和橡膠段(軟段)構成。硬段的鏈段向作用力形成物理“交聯”，軟段則是具有較大旋轉能力的高彈性鏈段。而軟段又以適當的次序排列并以適當的方式連接起來，硬段的這種物理交聯是可逆的，即可在高溫下失去約束大分子的能力呈現塑性，降至常溫時這些“交聯”又恢復，而起類似硫化橡膠交聯的作用。

2.熱塑性彈性體密封膠條的優點

2.1 生產加工優越

一方面，由于熱塑性彈性體聚合物鏈結構特點有交聯狀態的可塑性，因而熱塑性彈性體在常溫下顯示硫化膠的彈性、強度和變形特征等物理機械性能。另一方面，在高溫下樹脂硬段會軟化或溶化，呈現可塑性流動性。所以熱塑性彈性體無需硫化即具有傳統硫化橡膠的特點；可以經特定的單螺桿擠出機直接擠出，也可進行注射成型、壓延成型、壓花加工、熱熔接等工藝；產品無毒，無刺激性氣味，對環境、設備及人員無傷害；產品尺寸精度高、質量更易于控制；低比重；可以按照客戶要求作出不同物理性能要求的產品；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品。可生產透明的產品，具有優異的耐候（光）、耐老化性，可循環利用。

2.2 物理性能優越

熱塑性彈性體密封膠條有良好的物理性能，為產品設計提供廣闊的空間； 力學性能可達到硫化橡膠的級別，但無須硫化交聯；硬度范圍寬闊，自SHORE-A 0度至SHORE-D 70度可調； 耐拉伸性能優異，抗張強度最高可達十幾個Mpa，斷裂伸長率最高可達十倍以上； 長期耐溫可超過70℃，低溫環境性能良好，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 化學性能優越

熱塑性彈性體密封膠條耐一般化學品（水、酸、堿、醇類溶劑）；可短期浸泡于溶劑或油中； 無毒無味性； 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窗密封膠條材料中比重最輕的，與軟質PVC和硫化橡膠相比可實現3成的輕量化效果。這樣既降低了整窗的重量，也使得相同斷面結構的密封膠條產品單位重量的出材率增加。

2.5 可焊接性能

隨著國家建筑節能政策要求的提高，對于建筑的外圍護結構建筑門窗的保溫性能要求越來越高，而建筑門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現角部的無縫焊接，而且操作設備簡單，生產效率高，產品角部焊接強度高。

3.熱塑性彈性體密封膠條的缺點

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械性能下降幅度較大。同時，壓縮變形、彈回性、耐候性等同橡膠密封膠條相比較差，價格上也往往高于同類的橡膠密封膠條。但總的說來，其優點仍十分突出，而缺點則在不斷改進之中，作為一種節能環保的密封膠條種類應用前景十分看好。

4.熱塑性彈性體密封膠條新產品應用

由于熱塑性彈性體的熱塑性特點，它的最高使用溫度通常被局限在120℃的使用極限，歐美國家的一些公司正在積極地開發耐高溫能夠達到150℃熱塑性彈性體材料以應用于特殊環境溫度需要的密封膠條。

美國山都坪、荷蘭的DSM等公司開發的發泡級TPV材料，優良的耐候性能，改進的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、低聲學設計，100%可回收。實現了熱塑性彈性體產品無法實現硫化橡膠發泡密封條制品的可能。同時可以與密實的熱塑性彈性體材料進行共擠出，實現兩復合或多復合制品的生產和制造。

目前我國建筑行業推拉窗的密封多采用硅化密封毛條實現密封，但是毛條易出現倒毛，導致防塵、防風變差，無法滿足目前高節能的門窗密封要求。用高滑爽的熱塑性彈性體材料可以生產出軟硬復合密封膠條。硬質部分保證推拉門窗時密封膠條的穩定性且不變形，而軟質部分采用高滑爽熱塑性彈性體材料制造，保證推拉門窗的順滑效果。用這種密封膠條能夠降低推拉門窗的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的軟硬復合密封膠條，可以用專用設備進行快速的安裝。同時實現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.結束語

在我國建筑業和汽車行業高速發展的今天，熱塑性彈性體密封膠條也得到了快速的發展和應用，不同行業的熱塑性彈性體密封條增長率不相同。汽車行業門窗密封膠條的應用增長率大于7.6%，建筑行業門窗密封膠條增長率大于2%，預計2015年熱塑性彈性體在門窗密封膠條上用量可達5%的增長率。我國也有很多廠家正在積極研發更多具有特殊附加功能的熱塑性密封膠條產品，以期滿足越來越高的門窗使用要求。

[1]錢知勉.熱塑性彈性體市場最新趨勢與新產品.中國塑料與橡膠2006.12：52－53

[2]百玉光，關穎.新型彈性體POE及其技術發展.彈性體2011.2：85－89

[3]何志才，魏剛，劉峰.微發泡彈性體的研究進展.彈性體2007.3：67－70

[4]程相坤，趙洪玲，王兆波.EPDM/ HDPE熱塑性硫化膠的結構與性能研究.彈性體2010.1：65－69

[5]岳學海，崔斌，馮命華.動態硫化PVC/CM熱塑性彈性體的制備與性能. 彈性體2010.8：22－24

（作者單位：沈陽瑞得塑膠制造有限公司）

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1671-3362（2015）12-0062-02