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解析EPDM建筑密封胶条国标、欧标、美标各项指标的物性和区别
类别:标准规范  日期:2018-6-21  来源:中国建筑金属结构杂志  点击率:5076  打印 关闭



1.前言


在门窗幕墙飞速发展的今天,密封作为其中关键性的一项指标,被越来越重视。密封的材质种类繁多,EPDM橡胶由于其良好的耐候性,被广泛地运用到幕墙和门窗上。在工程中,常规都采用国标检测数据来体现EPDM密封胶条的性能,在“一带一路”倡议的利好政策下,国内的幕墙门窗公司承接到许多国外的工程,工程需求的密封件需要满足的标准也多样化,目前,主要还是美国标准和欧洲标准居多。


2. EPDM密封胶条的弹性


EPDM密封胶条之所以作为门窗幕墙组成的关键产品之一,主要依靠EPDM橡胶回弹性来实现门窗幕墙密封、保温、隔音等性能。在建筑类橡胶中体现回弹性的标准主要有三组数据,分别为拉伸强度,永久压缩变形量、拉断伸长率(见表1)。

1.1 硬度指标

在国标中,硬度没有一个硬性的指标规定,国内常见的有shore A 60±5,shore A  65±5,shore A  70±5,shore A  75±5,这些范围内的硬度,常常被门窗幕墙的不同部位采用,实现特定部位特定材料的多元化,只要最终的其他项检测结果符合国标,就可以判定其符合国标。


2.2拉伸强度

三大标准中具有较大差别的数据是拉伸强度。国标有别于欧标和美标,国标的拉伸针对不同的使用环境设定了两组不同指标,门窗拉伸强度≥5Mpa,幕墙≥10.3Mpa。

常规的建筑门窗密封胶条在使用中不会受到较大的拉伸,但在大型幕墙上密封胶条的形状多变,需要完成的功能繁多。例如在机场幕墙部分位置需要较大的拉伸量(风琴板密封胶条),在这项标准数据上国标制定时更加贴合实际。


2.3压缩永久变形量

压缩永久变形量是决定密封的重要指标之一,由于EPDM密封胶条的工作环境经常存在长时间的受压,会导致胶条产生一定的形变。在撤掉持续一定时间的压力后,胶条回弹越接近原来的尺寸,密封性能越佳。在这项数据上,美标要比国标和欧标的要求高5%。

压缩永久变形量的体现,不仅限于原材料配比上,不同的生产工艺也会导致压缩永久变形量数据上的变化。国内现行的多以微波硫化为主,欧洲基本采用过氧化物盐浴硫化。

过氧化物盐浴硫化密封胶条,在初始的压缩永久变形量并不比微波的好很多。但在加热老化后,再去测试压缩永久变形量时,这时候的数据的差异化就会非常明显。微波硫化的EPDM压缩永久变形量数值会有较大幅度的增加,大概在10%到15%之间,过氧化物盐浴硫化EPDM的压缩永久变形量变化不大,基本控制在2%左右。

                 


3. EPDM密封胶条使用耐久性


3.1 硬度变化指标

EPDM密封胶条在实际使用中,硬度会逐渐变硬,国家标准对热老化后的EPDM密封胶条硬度变化范围规定了数值,确保符合标准的产品在后续的使用中,能保证胶条的密封性能。


3.2拉伸强度变化率和拉断伸长变化率

在热老化后,EPDM胶中的化学键之间键能降低,EPDM胶会出现拉伸强度减小,拉断伸长尺寸缩短等现象,这两个变化率直接影响到密封胶条使用的持久性,所以在国标、欧标、美标中都做了具体数据要求。

这三个数据在表格中看似数据基本相似,但是三个标准的检测环境不同,时间和温度上国标的要求明显高于欧标和美标。


3.3加热失重比

EPDM密封胶条是属于高分子产品,其属性与铝型材、玻璃、五金等组件有较大的区别,EPFM密封胶条在生产完毕后和后续使用中会发生持续的变化。在实际使用中体现为部分品质不太好的的EPDM密封胶条随着年限的推移长度会明显缩短,密封条横截面也相应缩小。体现这个数据的是国标老化实验检测标准中的加热失重比。国家对于热空气老化后的失重比给出了更加严格的指标,但这个数据在欧标和美标里面却没有做相应的要求。但加热失重比对于密封胶条是否具有持久的密封效果起到决定性的意义(见表2)。


3.4加热失重比不良的密封胶条会出现的状况(见图1、图2)

图1 长短对比

图2 接角和密封胶条脱胶开口


何规避加热失重?在前期设计和后续安装阶段都可以弥补部分这项数据。以系统窗为例,首先系统窗的密封胶条断面都比较大,在失去一定的体积后还是能有较好的密封效果。其次系统窗的密封部件多且安装密封胶条的工艺也较复杂,主要体现在以下几点:

安装部位:都是以大槽口为主,胶条的槽口安装尺寸大于型材的卡口尺寸,安装完毕后非常稳固,不会因为加热失重导致脱离槽口等现象。

功能部位:密封胶条功能部位设计的过盈搭接量上较大,不会因为加热失重导致关键密封处产生漏缝的现象。

安装长度:在固定长度的型材上挤压进去超过型材长度的密封胶条,在失去一定加热失重后还是能大于等于型材长度。

通过这些改善措施,EPDM密封胶条在门窗上的功能使用性更加持久。


4. EPDM的可迁移性和相容性


4.1 EPDM的可迁移性和改善措施

EPDM属于高分子产品,在接触到塑钢型材时会发生一定的分子迁移现象,导致塑钢型材出现发黄和黑印等问题,严重影响了门窗的整体美观。这项检测国标和美标做了要求,欧标没有检测需求。

减少分子迁移到塑钢窗上的方法之一是使用低乙烯含量的EPDM密封胶条,手感柔软,结晶度小,使体系中的细料有较好的相容性(见表3)。

4.2EPDM的相容性和改善措施

普通硫化EPDM产品和硅酮胶接触会发生反应,导致硅酮胶黄变,开裂。这一个检测项目在三个标准中不是必检测项目。但实际使用中,还是有不少部位的EPDM密封胶条会接触到硅酮胶,如何改善EPDM的属性,使得他们两者之间不会发生黄变反应。国内有研发一款特殊配方,简称EPDM-S。这款特殊材料不会和硅酮胶发生化学反应,能和硅酮胶配合使用(见表4)。

5. EPDM的耐候性


EPDM生胶是由乙烯、丙烯,并有少量第三单体共聚而成,分子结构饱和,具有优异的化学稳定性,在应用中主要体现在耐臭氧、耐热老化等方面,长期使用过程中不会出现明显变软或发硬等现象,仍能保持较好的弹性,从而实现密封条的密封性能。三大检测标准中体现EPDM耐候性的数据有耐臭氧老化定伸、脆化温度,下表是各标准耐候性数据对比(见表5、表6)。

6. 总结


通过上文的叙述,基本分析对比了各个标准对EPDM密封胶条的物性要求。现在国内的中大型橡胶制品公司基本上都会给出比较常用的标准检测报告,包括国标、美标、欧标、英标、澳标等;未来的建筑市场越来越规范化操作,设计师和采购人员读懂并挑选合适的胶料是一项不可缺少的技能,检测报告是工程中必不可少一个通行证,更是提升门窗幕墙整体密封的有力依据。


(作者单位:宁波新安东密封保温系统有限公司)



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