解析EPDM建筑密封膠條國標、歐標、美標各項指標的物性和區別

李娜

1.前言

在門窗幕墻飛速發展的今天，密封作為其中關鍵性的一項指標，被越來越重視。密封的材質種類繁多，EPDM橡膠由于其良好的耐候性，被廣泛地運用到幕墻和門窗上。在工程中，常規都采用國標檢測數據來體現EPDM密封膠條的性能，在“一帶一路”倡議的利好政策下，國內的幕墻門窗公司承接到許多國外的工程，工程需求的密封件需要滿足的標準也多樣化，目前，主要還是美國標準和歐洲標準居多。

2. EPDM密封膠條的彈性

EPDM密封膠條之所以作為門窗幕墻組成的關鍵產品之一，主要依靠EPDM橡膠回彈性來實現門窗幕墻密封、保溫、隔音等性能。在建筑類橡膠中體現回彈性的標準主要有三組數據，分別為拉伸強度，永久壓縮變形量、拉斷伸長率（見表1）。

2.1 硬度指標

在國標中，硬度沒有一個硬性的指標規定，國內常見的有shore A 60±5，shore A 65±5，shore A 70±5，shore A 75±5，這些范圍內的硬度，常常被門窗幕墻的不同部位采用，實現特定部位特定材料的多元化，只要最終的其他項檢測結果符合國標，就可以判定其符合國標。

2.2 拉伸強度

三大標準中具有較大差別的數據是拉伸強度。國標有別于歐標和美標，國標的拉伸針對不同的使用環境設定了兩組不同指標，門窗拉伸強度≥5Mpa，幕墻≥10.3Mpa。

常規的建筑門窗密封膠條在使用中不會受到較大的拉伸，但在大型幕墻上密封膠條的形狀多變，需要完成的功能繁多。例如在機場幕墻部分位置需要較大的拉伸量（風琴板密封膠條），在這項標準數據上國標制定時更加貼合實際。

2.3 壓縮永久變形量

壓縮永久變形量是決定密封的重要指標之一，由于EPDM密封膠條的工作環境經常存在長時間的受壓，會導致膠條產生一定的形變。在撤掉持續一定時間的壓力后，膠條回彈越接近原來的尺寸，密封性能越佳。在這項數據上，美標要比國標和歐標的要求高5%。

壓縮永久變形量的體現，不僅限于原材料配比上，不同的生產工藝也會導致壓縮永久變形量數據上的變化。國內現行的多以微波硫化為主，歐洲基本采用過氧化物鹽浴硫化。

過氧化物鹽浴硫化密封膠條，在初始的壓縮永久變形量并不比微波的好很多。但在加熱老化后，再去測試壓縮永久變形量時，這時候的數據的差異化就會非常明顯。微波硫化的EPDM壓縮永久變形量數值會有較大幅度的增加，大概在10%到15%之間，過氧化物鹽浴硫化EPDM的壓縮永久變形量變化不大，基本控制在2%左右。

表1 不同標準的回彈性數據對比

3. EPDM密封膠條使用耐久性

3.1 硬度變化指標

EPDM密封膠條在實際使用中，硬度會逐漸變硬，國家標準對熱老化后的EPDM密封膠條硬度變化范圍規定了數值，確保符合標準的產品在后續的使用中，能保證膠條的密封性能。

3.2 拉伸強度變化率和拉斷伸長變化率

在熱老化后，EPDM膠中的化學鍵之間鍵能降低，EPDM膠會出現拉伸強度減小，拉斷伸長尺寸縮短等現象，這兩個變化率直接影響到密封膠條使用的持久性，所以在國標、歐標、美標中都做了具體數據要求。

這三個數據在表格中看似數據基本相似，但是三個標準的檢測環境不同，時間和溫度上國標的要求明顯高于歐標和美標。

3.3 加熱失重比

EPDM密封膠條是屬于高分子產品，其屬性與鋁型材、玻璃、五金等組件有較大的區別，EPFM密封膠條在生產完畢后和后續使用中會發生持續的變化。在實際使用中體現為部分品質不太好的的EPDM密封膠條隨著年限的推移長度會明顯縮短，密封條橫截面也相應縮小。體現這個數據的是國標老化實驗檢測標準中的加熱失重比。國家對于熱空氣老化后的失重比給出了更加嚴格的指標，但這個數據在歐標和美標里面卻沒有做相應的要求。但加熱失重比對于密封膠條是否具有持久的密封效果起到決定性的意義（見表2）。

3.4 加熱失重比不良的密封膠條會出現的狀況（見圖1、圖2）

圖1 長度變短

圖2 接角和密封膠條脫膠開口

如何規避加熱失重？在前期設計和后續安裝階段都可以彌補部分這項數據。以系統窗為例，首先系統窗的密封膠條斷面都比較大，在失去一定的體積后還是能有較好的密封效果。其次系統窗的密封部件多且安裝密封膠條的工藝也較復雜，主要體現在以下幾點：

安裝部位：都是以大槽口為主，膠條的槽口安裝尺寸大于型材的卡口尺寸，安裝完畢后非常穩固，不會因為加熱失重導致脫離槽口等現象。

功能部位：密封膠條功能部位設計的過盈搭接量上較大，不會因為加熱失重導致關鍵密封處產生漏縫的現象。

安裝長度：在固定長度的型材上擠壓進去超過型材長度的密封膠條，在失去一定加熱失重后還是能大于等于型材長度。

通過這些改善措施，EPDM密封膠條在門窗上的功能使用性更加持久。

4. EPDM的可遷移性和相容性

4.1 EPDM的可遷移性和改善措施

EPDM屬于高分子產品，在接觸到塑鋼型材時會發生一定的分子遷移現象，導致塑鋼型材出現發黃和黑印等問題，嚴重影響了門窗的整體美觀。這項檢測國標和美標做了要求，歐標沒有檢測需求。

表2 不同標準的熱空氣老化數據對比

表3 不同標準的可遷移性要求比較

減少分子遷移到塑鋼窗上的方法之一是使用低乙烯含量的EPDM密封膠條，手感柔軟，結晶度小，使體系中的細料有較好的相容性（見表3）。

4.2EPDM的相容性和改善措施

普通硫化EPDM產品和硅酮膠接觸會發生反應，導致硅酮膠黃變，開裂。這一個檢測項目在三個標準中不是必檢測項目。但實際使用中，還是有不少部位的EPDM密封膠條會接觸到硅酮膠，如何改善EPDM的屬性，使得他們兩者之間不會發生黃變反應。國內有研發一款特殊配方，簡稱EPDM-S。這款特殊材料不會和硅酮膠發生化學反應，能和硅酮膠配合使用（見表4）。

5. EPDM的耐候性

EPDM生膠是由乙烯、丙烯，并有少量第三單體共聚而成，分子結構飽和，具有優異的化學穩定性，在應用中主要體現在耐臭氧、耐熱老化等方面，長期使用過程中不會出現明顯變軟或發硬等現象，仍能保持較好的彈性，從而實現密封條的密封性能。三大檢測標準中體現EPDM耐候性的數據有耐臭氧老化定伸、脆化溫度，下表是各標準耐候性數據對比（見表5、表6）。

6. 總結

通過上文的敘述，基本分析對比了各個標準對EPDM密封膠條的物性要求。現在國內的中大型橡膠制品公司基本上都會給出比較常用的標準檢測報告，包括國標、美標、歐標、英標、澳標等；未來的建筑市場越來越規范化操作，設計師和采購人員讀懂并挑選合適的膠料是一項不可缺少的技能，檢測報告是工程中必不可少一個通行證，更是提升門窗幕墻整體密封的有力依據。

（作者單位：寧波新安東密封保溫系統有限公司）

表4 不同標準的相容性要求比較

表5 不同標準的耐臭氧老化定伸對比

表6 不同標準的脆化溫度對比