建筑门窗热塑性弹性体密封胶条的特点与应用

陈振伟，贺燕（沈阳瑞得塑胶制造有限公司，辽宁 沈阳 110136）

建筑门窗热塑性弹性体密封胶条的特点与应用

陈振伟，贺燕
（沈阳瑞得塑胶制造有限公司，辽宁 沈阳 110136）

门窗密封胶条用于门窗活动部件以及金属与非金属部件的连接密封。通用材料为PVC、EPDM、硅橡胶等，本文对以热塑性弹性体作为主材生产制造的密封胶条在其使用中的特点进行了概述，随着节能环保要求的不断提高作为能够反复利用的环保产品——热塑性弹性体密封胶条，将会得到较大的发展和应用。

热塑性弹性体；密封胶条；橡胶；塑料；硫化

建筑门窗密封胶条是现代建筑节能门窗主要物件之一，它是依托不同结构设计中的腔体、唇边等部位与其他材料接触后形成挤压变形，从而产生回弹力起到密封的作用，并能够防止内、外介质（雨水、空气、沙尘等）的泄露或侵入，以及机械的振动、冲击和损伤，从而达到密封、隔音和绝缘等作用的带状或棒状材料。对节能建筑门窗获得优异的保温性、气密性、水密性、隔声性能起着重要的作用。

目前市场中常见的建筑门窗密封胶条是由塑料、橡胶及橡塑共混材料加工制成。门窗密封胶条主体材料的性能直接影响到密封胶条的回弹、密封性能，以及长期使用于各类环境下的耐候性能。由于材料的不同，导致密封胶条在某些性能上的差异。采用优异的密封材料制造出来的产品是满足当前高节能门窗要求的前提条件。本文主要通过介绍热塑性弹性体密封胶条的特点和应用，以期为热塑性弹性体生产研发的业内人士提供参考。

热塑性弹性体（Thermoplastic Elastomer-TPE）亦称热塑性橡胶（Thermoplastic Rubber-TPR 或Thermoplastic Vulcanizate-TPV）。 热塑性弹性体是介于橡胶与树脂之间的一种新型高分子弹性材料，不仅可以取代部分橡胶，还能使塑料得到改性。热塑性弹性体所具有的橡胶与塑料的双重性能和宽广的特性，使之在橡胶工业中广泛用于制造胶管、胶带、胶板和胶鞋、胶布等日用制品以及永久黏性的胶黏剂等各种工业用品。而近些年随着我国节能建筑行业的迅猛发展，热塑性弹性体在建筑门窗密封胶条的生产中也得到了积极的发展和应用。

1　密封胶条常用的热塑性弹性体TPE的结构及分类

热塑性弹性体TPE如图1所示。

世界上已工业化生产的TPE有：苯乙烯类（SEBS、SEPS）、烯烃类（TPV）、氯乙烯类（TPVC、TCPE）等。它们是由在主链上通过形成硬链段的树脂相和软链段的橡胶相，相互牢固组合在一起而成的。TPE的制造方法，大致可分为化学聚合和机械共混两大类型。前者是以聚合物的形态单独出现的，有主链共聚、接技共聚和离子聚合之分。后者主要是橡胶与树脂的共混物，其中还有以交联硫化出现的动态硫化胶（TPETPV）和互穿网络的聚合物（TPE-IPN）。

图1　热塑性弹性体TPE的电子显微镜照片

热塑性弹性体具有多种可能的结构，最根本的一条是需要有至少两个互相分散的聚合物相，聚合物链的结构特点是由化学组成不同的树脂（硬段）和橡胶段（软段）构成。硬段的链段向作用力形成物理“交联”，软段则是具有较大旋转能力的高弹性链段。而软段又以适当的次序排列并以适当的方式连接起来，硬段的这种物理交联是可逆的，即可在高温下失去约束大分子的能力呈现塑性，降至常温时这些“交联”又恢复，而起类似硫化橡胶交联的作有用。

2　热塑性弹性体密封胶条的优点

2.1生产加工优越

由于热塑性弹性体聚合物链结构特点有交联状态的可塑性，因而热塑性弹性体在常温下显示硫化胶的弹性、强度和变形特征等物理机械性能。另一方面，在高温下树脂硬段会软化或熔化，呈现可塑性流动性。所以热塑性弹性体无需硫化即具有传统硫化橡胶的特点；可以经特定的单螺杆挤出机直接挤出，也可进行注射成型、压延成型、压花加工、热熔接等工艺；产品无毒，无刺激性气味，对环境、设备及人员无伤害；产品尺寸精度高、质量更易于控制；低比重；可以按照客户要求作出不同物理性能要求的产品；容易着色还可以作出不同颜色、同一胶条多种硬度等的特殊产品。可生产透明的产品。具有优异的耐候（光）、耐老化性，可循环利用。

2.2物理性能优越

热塑性弹性体密封胶条有良好的物理性能，为产品设计提供广阔的空间； 力学性能可达到硫化橡胶的级别，但无须硫化交联；硬度范围宽阔，自SHORE-A 0至SHORE-D 70可调； 耐拉伸性能优异，抗张强度最高可达十几个MPa,断裂伸长率最高可达十倍以上； 长期耐温可超过70 ℃，低温环境性能良好，在-60 ℃温度下仍能保持良好的绕曲性； 良好的电绝缘性及耐电压特性。 具有突出的防滑性能、耐候性能和抗冲击性能。

2.3化学性能优越

热塑性弹性体密封胶条耐一般化学品（水、酸、碱、醇类溶剂）；可短期浸泡于溶剂或油中；无毒无味性；良好的抗紫外线辐射及抗氧化性能。

2.4轻量化

热塑性弹性体是常用的建筑门窗密封胶条材料中比重最轻的，与软质PVC和硫化橡胶相比可实现3成的轻量化效果（如图2）。这样既降低了整窗的重量，也使得相同断面结构的密封胶条产品单位重量的出材率增加了。

2.5可焊接性能

随着国家建筑节能政策要求的提高，对于建筑的外围护结构建筑门窗的保温性能要求越来越高，而建筑门窗的密封性能与密封胶条是密不可分的特别是密封胶条在窗框上的角部处理凸显出其重要性。热塑性弹性体的可焊接性能可以完美实现角部的无缝焊接，而且操作设备简单，生产效率高，产品角部焊接强度高。

3　热塑性弹性体密封胶条的缺点

图2　密封胶条材料密度对比图

热塑性弹性体密封胶条的耐热性不如三元乙丙橡胶、硅橡胶密封胶条，随着温度上升其物理机械性能下降幅度较大。同时，压缩变形、弹回性、耐候性等同橡胶密封胶条相比较差，价格上也往往高于同类的橡胶密封胶条。但总的说来，其优点仍十分突出，而缺点则在不断改进之中，作为一种节能环保的密封胶条种类应用前景十分看好。

4　热塑性弹性体密封胶条新产品应用

由于热塑性弹性体的热塑性特点,它的最高使用温度通常被局限在120 ℃的使用极限,欧美国家的一些公司正在积极地开发耐高温能够达到150 ℃热塑性弹性体材料以应用于特殊环境温度需要密封胶条。

美国山都坪、荷兰的DSM等公司开发的发泡级TPV材料，优良的耐候性能，改进的UV和耐臭氧性，低雾化和气味，符合ROHS要求，光滑的皮革表面，低温柔性，良好的耐磨性，低收缩、低声学设计，100%可回收。实现了热塑性弹性体产品无法实现硫化橡胶发泡密封条制品的可能。同时可以与密实的热塑性弹性体材料进行共挤出，实现两复合或多复合制品的生产和制造。

目前我国建筑行业推拉窗的密封多采用硅化密封毛条实现密封，但是毛条易出现倒毛，导致防尘、防风变差，无法满足目前高节能的门窗密封要求。用高滑爽的热塑性弹性体材料可以生产出软硬复合密封胶条。硬质部分保证推拉门窗时密封胶条的稳定性且不变形，而软质部分采用高滑爽热塑性弹性体材料制造，保证推拉门窗的顺滑效果。用这种密封胶条能够降低推拉门窗的K值，提升推拉窗的整窗性能，增加了推拉窗的附加值。

另外，用热塑性弹性体生产的软硬复合密封胶条，可以用专用设备进行快速的安装。同时实现与塑料型材一体化下料、一起组框焊接保证密封胶条在整窗上的一体化，提高整窗的密封效果。

5　结束语

在我国建筑业和汽车行业高速发展的今天，热塑性弹性体密封胶条也得到了达快速的发展和应用，不同行业的热塑性弹性体密封条增长率不相同。汽车行业门窗密封胶条的应用增长率大于7.6%，建筑行业门窗密封胶条增长率大于2%，预计2015年热塑性弹性体在门窗密封胶条上用量可达5%的增长率。我国也有很多厂家正在积极研发更多具有特殊附加功能的热塑性密封胶条产品，以期满足越来越高的门窗使用要求。

[1] 钱知勉. 热塑性弹性体市场最新趋势与新产品. 中国塑料与橡胶2006，12：52～53.

[2] 百玉光，关颖. 新型弹性体POE及其技术发展. 弹性体2011，2：85～89.

[3] 何志才，魏刚，刘峰. 微发泡弹性体的研究进展. 弹性体2007，3：67～70.

[4] 程相坤，赵洪玲，王兆波. EPDM/HDPE热塑性硫化胶的结构与性能研究. 弹性体2010，1：65～69.

[5] 岳学海，崔斌，冯命华. 动态硫化PVC/CM热塑性弹性体的制备与性能. 弹性体2010，8：22～24.

Features and applications of thermoplastic elastomer sealing strip for building doors and windows

TQ317

1009-797X(2015)17-0026-03

B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2015.17.006

陈振伟（1975-），男，沈阳理工大学材料工程专业工程硕士，现任沈阳瑞得塑胶制造有限公司总工，主要从事建筑、汽车、轨道交通、桥梁、轮船、飞机等相关橡塑密封制品的研发生产。

2015-07-17