2011年第2期
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现代建筑门窗密封条的介绍(一)
河北亿安精密塑胶制品有限公司
http://www.kingan.com.cn
王鸿安
未来社会的发展将是人与大自然共生共存的社会袁随着不可再生能源的逐渐枯竭袁人类必将在未来世纪中
在追求节约能源的道路上奋力奔跑下去袁建筑门窗密封条虽然只占门窗总成本的1%左右袁但是它却能够节约能源12%袁过去不关注门窗中小配件例如密封条袁五金件质量的国内最终用户袁现在也开始关心小小的密封条是否能够保温袁使用寿命有多久袁外观是否漂亮袁是否环保袁是否有污染等等问题.但是现实情况是即使密封条出现问题袁目前国内门窗制造商的商业习惯还做不到主动上门替用户更换密封条袁用户自己也没有这样的能力袁密封条一旦装上门窗袁几乎是终生与门窗相伴袁即使质量不好袁用户也只能望"条"兴叹浴因此选择性能良好的密封条不仅仅是广大门窗制造商信誉的考验袁也是对最终用户负责任的行为袁目前国内市场上密封条厂家大约120余家袁质量良莠不齐袁那么怎么能够选择到性能良好的密封条呢钥袁首先了解密封条的材料和材料性能是关键袁知己知彼袁心里有底袁其次袁选择一个适合自己的标准袁用标准当做尺子袁好坏分明袁以下是目前流行的密封条材料
遥
密封条材料分类
分类
品种
结构及特点
PVC类袁硬质PVC价格低袁18~25元/KG,适用于一般场合袁产品颜色不受限制袁可以做到环保袁满
足ROSH要求
(三元乙丙EPDM价格适中袁18~25元/KG,适用于对耐老)
化90益性能要求高及环境温度在-30益~橡胶
久变形低的场合的场合袁同时也适用于要求压缩永袁产品颜色常见黑色袁橡胶类
我们可以生产彩色EPDM产品价格较高袁45~50元/KG袁高弹性袁适合需要经常开关动作的动态密封场合及
硅橡胶
环境温度在-50益~120益场合袁产品颜色丰富袁外观手感非常好袁不适合需要高撕裂强度的地方
苯乙烯类,烯价格适中袁30~40元/KG袁高弹性袁适合
热塑性烃类,氨脂类环境温度在-30益~90益TPE酯类,PU有机氟类),场合袁产品颜色弹性体(包括丰富袁多数情况是应用在门窗静止密封类部位及对压缩永久变形没有太高要求
类袁酰胺类袁
的场合
PVC材料及性能介绍院
PVC材料门窗密封条
我们通常所指的PVC产品袁并非是由纯的PVC树脂组成的遥纯的PVC树脂袁如果不添加增塑剂尧填充剂尧热稳定剂尧光稳定剂等这些辅助材料是无法用于工业生产中的遥因此袁我们常见的PVC产品袁大都是由PVC树脂再添加以上各种不同功能的辅助材料袁经过混合后挤出或注塑尧压延等加工流程而获得不同的产品例如挤出生产的密封条袁门窗异型材袁管材袁注塑生产的电子电器零部件袁各种塑料玩具袁塑料日用品袁压延生产的各种片材袁卷材等遥以上各种材料的解释和功能袁可以参见聚合物术语遥PVC类密封条根据增塑剂含量的多少袁可以分为软质尧半硬质尧硬质三种类型遥增塑剂的含量越多袁密封条表现出的硬度越低袁手感越柔软遥反之袁增塑剂含量越少袁表现出密封条硬度越高袁刚性越强袁脆性增加袁甚至像PVC门窗型材不含有增塑剂袁以便为了达到高的耐热性和低收缩率以及高强度袁由于PVC树脂是由聚乙烯单体聚合而成袁因此袁含有氯元素的PVC产品比其他塑料具有天然的阻燃效果袁在火焰上燃烧后能够离火自熄PVC遥配方中添加阻燃剂后袁可以达到阻燃Ul-V0级遥是说材料与其他塑料相比袁通过添加或变换不同的辅助材料袁可以容易的实现改性尧助剂可以达到袁也就不同的效果DOP渊料渊C邻苯二早酸二辛酯遥例如院添加增塑剂冤袁DOS要比普通增塑剂裂尧耐低温等性能上有重要影响aCO3冤含量的多或少袁对最终密封条在回弹性具有更好的耐低温效果袁填遥配方中是否添加紫外尧抗撕线吸收剂和抗氧剂或者所用以上助剂质量的好与坏都
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将影响密封条的抗变色尧褪色尧迁移性能遥
随着目前环保意识的增强和对生命健康的重视袁以往作为通用塑料的PVC材料也要求达到欧洲环保标准以及要求具有抗菌尧防霉功能遥要实现这些功能除了添加无毒环保的抗菌剂外袁更重要的是PVC配方中袁除了PVC树脂以外的所有添加的辅料尧助剂均要求是环保无
&
毒袁并且在生产中的各个环节得到有效尧严格的管理和监控遥
KINGAN早在2005年已经实现了所有产品的环保尧无毒化袁可以给每个客户提供有安全保证的密封条遥目前袁KINGAN采用比普通PVC树脂聚合度高1~2倍的高弹性树脂袁来获得性能优异的密封条袁这类PVC材料被称为TPVC袁其在回弹性尧耐低温尧抗撕裂尧使用寿命等方面是可以与热塑性弹性体TPE渊ThermoplasticE鄄lastomers冤尧三元乙丙渊EPDM冤橡胶尧硅胶材料媲美袁是一般普通PVC密封条不可比的遥
我们曾经模拟密封条在实际使用中的状况袁做过往复50万次的开尧关门试验袁密封条从试验台取下后袁依然保持良好的弹性遥经过这样试验的密封条袁相当于使用寿命至少可以达到25年以上遥
除了通过以上选择高弹性树脂来获得优异的密封条袁还可以通过与其他性能优异的材料共混改变普通PVC材料的性能袁这类材料被称为改性PVC遥例如院目前被广泛使用的粉末丁腈橡胶改性PVC渊PVC/NBR冤袁可以获得各方面性能优良的密封条遥只不过袁由于进口NBR粉末橡胶价格昂贵袁限制了它的使用范围袁使它仅被用于高档密封条生产中遥
KINGAN基于多年使用NBR改性的经验袁已经为许多欧美客户提供了性能优异的密封条袁这些密封条被广泛使用在各种场合和环境下的门窗中袁受到了最终客户的喜爱遥当然袁除了用NBR外袁还有EVA尧CPE尧ABS等材料改性PVC以获得不同功能的PVC密封条遥
图1PVC软质密封条挤出制造示意图性能介绍院
如何判断一个PVC密封条是否能满足您的需要呢钥产品的性能是最关键的一点遥当然袁这取决于密封条应用的地方遥对密封条使用寿命尧颜色尧环保尧迁移等等方面有较高要求的门窗袁当然应该选择高性能材料的密封条袁否则袁密封条过早的失效将会影响门窗的密封尧保暖尧防尘尧隔音等等功能遥对于普通环境下使用的密封条袁可以选择普通性的PVC密封条遥
但是袁不论什么场合下使用的密封条袁都不应该过早出现裂纹尧变色尧褪色尧断裂尧有深色液体析出袁污染门窗的现象遥这些现象都与制造商在PVC树脂的选择尧增塑剂质量的好与坏尧填充料渊CaCO3尧矿物质冤含量的多与少袁配方中是否含有紫外线吸收剂和抗氧化剂袁都有重要关系遥任何一个负责任的制造商都不应该将低劣的产品提供给社会遥
KINGAN
至始至终坚持从众多国际知名品牌供应商采购原材料袁多年来给客户提供了性能优异袁质量可靠的产品遥以下是优质密封条与劣质密封条的区别院
优质密封条
寿命
普通性能院5~10年有效高性能院25年有效色泽纯正袁长期光照尧日晒环境中不变色尧褪色
劣质密封条过早出现裂纹尧断裂袁导致门窗密封尧保温尧防尘尧隔音功能失效过早变色尧褪色
颜色
回弹性
迅速回弹袁频繁多次使用手感僵硬袁不能迅速恢复后袁能恢复到原来形状在炎热的夏季保持尺寸尧形
到原来的形状
夏季中严重下垂尧变软曰冬季僵硬袁致使门窗闭合力增加袁噪音增大遥
荫普通PVC密封条--普通PVC树脂+辅料尧助剂荫TPVC密封条--高弹性渊高级聚合度冤PVC树脂+辅料尧助剂
荫改性PVC密封条--普通PVC或高弹性PVC树脂与NBR尧EVA尧CPE尧ABS等材料共混PVC材料的突出优点是难燃烧尧耐磨性抗化学腐蚀性遥此外袁综合机械性能尧透明性尧电绝缘性也好袁相对于其他塑料而言袁价格便宜袁是目前性能价格比最为优越的通用型材料遥
耐高尧低温
状稳定袁不会下垂尧过分柔软曰冬季仍然保持良好的弹性袁不僵硬遥
与浅色门窗长期接触中袁无
污染性颜料液体析出袁仅留有轻微
痕迹
使浅色门窗被污染袁表面有较深颜色痕迹和液体遥
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以下是PVC材料制造的软质密封条典型性能
硬度
拉伸
扯断伸撕裂压缩变形强度
长率%伸长度
强度
亿安普通PVC649.0Mpa367.2%3.4Mpa24KN/M
0低温性76%-300C亿安高弹性64
13.1Mpa486.2%4.5Mpa29.5KN/M
42%
-600C
以上数据来自KINGAN实验室检测结果袁仅供参考遥
从以上数据可以看出高性能PVC材料的密封条袁在KINGAN各种性能上都有突出表现遥用以上材料制造特点密封条袁具有了优异的性能和特点遥
的荫院荫优异的机械性能
荫低温性能好袁-60无味荫低压缩永久变形0袁70C下仍能保持它的回弹性0C伊22h下袁变形率45%遥遥遥
满足欧盟Rosh环保标准袁对人体尧环境无害尧荫EPDM颜色牢固袁EPDM材料介绍及性能无变形尧褪色现象遥三元乙丙橡胶
院概述院
我们经常见到的三元乙丙橡胶渊英文缩写EPDM冤密封条与PVC产品一样袁都不是由单纯的EPDM生胶制造的遥它同样需要在EPDM生胶中加入补强材料渊碳黑尧陶土等冤尧加工油渊石蜡油尧环烷油等冤尧硫化剂尧助剂等材料袁经过混炼尧挤出硫化后得到最终的密封条产品遥由于袁三元乙丙橡胶特殊的分子结构赋予了它比过去经常采用的其他橡胶NBR氧尧耐紫外线丁腈橡胶尧尧CR袁耐辐射等老化性能氯丁橡胶如院NR天然橡胶袁更加优异的耐日光尧SBR丁苯橡胶袁以及良好的机械性尧耐臭尧能袁使其迅速在密封渊尤其应用在汽车密封系统冤领域内袁取代了以上材料袁并且得到广泛的应用遥
自从1955年袁由德国化学家齐格勒渊K.Ziegler冤和
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意大利化学家纳塔渊G.Natla冤共同发明乙丙橡胶以来袁乙丙橡胶的合成尧加工尧应用技术日趋完善袁应用领域非常广泛遥目前袁按总消耗量排列袁乙丙橡胶已成为继丁苯橡胶和顺丁橡胶之后第三种最重要的合成橡胶袁三元乙丙橡胶甚至成为汽车密封条的标准材料遥
结构院乙丙橡胶渊EPR冤是以乙烯和丙烯为基础袁由其单体共聚而成的一类合成橡胶的统称遥乙丙橡胶包括两种类型袁见下表院
乙丙橡胶渊EPR冤分类
名称
分类
结构及特点
乙烯和丙烯的共聚物袁完全饱和的直链型结二元乙丙二元乙丙橡胶构袁比三元乙丙更加优异的耐老化性能遥但橡胶
渊EPM冤是袁因为不能用硫磺硫化袁使其加工和应用受到很大限制袁在密封领域内很少采用遥
亚乙基降冰片烯三元乙丙橡胶渊ENB-乙烯一丙烯一非共轭二烯袁三种单体共聚而三元乙丙双环戊二烯三
成袁分子主链是饱和的袁但侧链上含有少量
的不饱和双键渊由非共轭二烯引入产生冤遥因
橡胶元乙丙橡胶
此袁可以用硫磺促进剂等多种普通硫化体系
渊DCPD-加工袁从而得到了更为广泛的应用遥目前袁密
封领域内一并橡胶消耗量中袁绝大部分是三
元乙丙橡胶遥
元乙丙橡胶
性能院由于二元乙丙橡胶在密封领域内不常采用袁因此袁在这里我们更多地介绍被广泛应用的三元乙丙橡胶遥与其他通用橡胶相比袁三元乙丙橡胶由于分子链的饱和度高尧化学结构稳定及高度柔顺性遥因此袁无论在静态和动态下EPDM备优良的回弹性不仅表现出优异的耐臭氧性袁三元乙丙橡胶不易与空气中的氧发生反应尧耐低温性能尧合理的耐热性尧耐老化性袁所以遥袁但是同时还具袁每一种材料都不可能满足所有性能的要求遥乙丙橡胶分子结构的高饱和性带来了耐老化性尧回弹性尧耐低温等诸多以上优点遥同时袁也带来了其他方面的缺点袁以下是乙丙橡胶的优缺点和其他通用橡胶综合性能比较遥
三元乙丙橡胶优尧缺点
优点
缺点
荫达荫优异的耐老化性荫耐低温性25年使用寿命
袁-60尧耐臭氧尧耐候性袁可0C保持弹性遥
品长期卷压或受力状态下低压缩永久变形袁最低可达荫是黑色颜色单一变形袁不产生永久15%袁产料影响硫化速度及程度遥其原因是浅色产品中补强填充遥大部分三元乙丙橡胶产品荫耐热性袁受力消失后能恢复原位袁连续工作温度可达遥
150程中易变色袁在高温硫化过荫荫高性价比
0荫非极性粘连性差袁产品机械性能下降遥
却剂不好荫耐化学介质尧洗涤剂尧强碱等化学介质袁可以抵抗刹车液尧C遥水尧冷乙丙产品表面予处理袁为了提高粘接性袁使得三元乙丙其他材料粘接性遥由于分子结构高饱和性和袁往往需要对三元10优异的电绝缘性能15三元乙丙橡胶占据了橡胶类电气绝缘制~1016窑cm袁由于具备以上优点袁体积电阻值高达遥
袁因此袁荫耐油性尧阻燃性和气密性差遥
遥
品的主导地位遥
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三元乙丙橡胶与其他通用橡胶性能比较性能NRSBRBRIIRCREPDM
耐热性渊连续需使用温度冤耐低温性渊允许使用低温冤-48耐臭氧渊50UL/L袁38裂纹时间袁h
耐候性渊出现裂纹时间冤150d5d>2a
拉伸长度Mpa~30~207~208~157~258~25压缩永久变形%极优优优好优优硬度拉伸强度伸长率%定律撕裂强度压缩永久
耐低温性
变形
&
硅橡胶材料及性能
:
硅橡胶高温硫化密封条
分子结构:硅橡胶材料是有机硅高分子材料的一
种袁分子结构中主要由聚有机硅氧烷组成袁由聚有有机硅氧烷形成的产品袁主要以硅油尧硅橡胶尧硅树脂形式出现袁因其分子主链由si-o-si链组成袁因此袁硅橡胶比普通橡胶具有许多独特的性能袁最显著的特点是优异的耐热性袁同时袁还具备耐低温尧耐候尧电气绝缘尧环保等性能遥除了聚有机硅氧烷外袁还有其他有机硅高分子材料袁例如院硅烷尧硅杂链聚合物袁有机高分子材料遥如果按以上分子结构分类可以总结如下院
以上数据根据KINGAN典型EPDM密封条配方测试得来的袁仅供参考遥
影响密封条性能的因素院以上性能代表了某种配方下的性能袁由于最终产品由三元乙丙生胶尧补强剂尧加工油尧硫化剂等组成袁因此袁选择不同的生胶牌号尧含胶量渊三元乙丙生胶占产品的质量比例冤的多少袁炭黑尧加工油的品种和质量好坏尧硫化体系是否合理都将影响最终产品的性能遥例如院对密封条至关重要的压缩永久变形性能来说袁选择高分子量渊门尼黏度高冤袁乙烯含量中等渊50%~60%冤的三元乙丙生胶袁用中补强或低补强炭黑做填充剂袁采用高闪点尧低挥发性的石蜡油作为加工油袁以低硫磺渊0.5份左右冤高促进剂硫化体系或过氧化物硫化体系袁经过充分的硫化过程后将会得到高回弹性袁低压缩永久变形渊掖25%冤性能优异的密封条产品遥否则袁密封条的回弹性差袁压缩永久变形大袁老化寿命短袁这将意味密封条被门窗挤压后袁将无法恢复到原位袁从而袁失去防风尧防雨尧防尘尧降噪隔音尧保温的功能袁甚至当从制造商交付到客户手中安装使用前袁密封条已产生卷曲尧变形尧断裂等现象遥从而袁造成无法使用尧过
其中硅橡胶按硫化温度可以分为院
量填充填充剂渊CaCO3尧陶土等冤袁使用低闪点劣质加工油是造成密封条失效的主要原因遥虽然袁这样做可以节约成本袁但是带给最终用户的失望和麻烦将是无法弥补的遥
以下是优质与劣质三元乙丙密封条的区别及原因院
项目寿命
优质有效期内不会出现断裂尧弹性
迅速回弹尧长期运输尧仓储过程中不发生不可恢复变形20年以上不会出现龟裂尧断裂表面光滑尧细致尧无杂质尧划痕尧麻点等现象袁色泽哑光尧气闻中略带有乙丙橡胶特有的香味遥
性能和特点:
密封条所用的高温硫化硅橡胶是最重要的有机硅产品之一袁这里所指的硅橡胶其实都是由硅橡胶生胶渊siliconegum冤尧补强填充料尧交联剂渊起硫化交联作用冤尧催化剂尧改性添加剂等组成袁将所有原料经过混炼尧硫化渊或称硬化尧固化或交联冤形成最终产品袁硫化过程
回弹性耐候性尧耐老化性能外观
优质与劣质三元乙丙橡胶密封条的区别劣质原因过早出现龟裂袁断裂尧失去弹性尧迁荫填充剂多少
缓慢回弹袁在6~12天的运输或仓荫硫化加工工艺是否合理袁例如院过快的生产速度使产品硫化不充分袁导致变形严重遥储中已发生不可恢复变形荫填充剂多或少袁过量填充显然可以降低成本袁但是袁将导致产品严重变形尧丧失弹性遥
在户外尧自然光照环境中1~3年内
荫使用了低点的加工油袁易导致早期老化遥
出现龟裂尧断裂尧丧失弹性等现象遥
表面粗糙尧划痕尧杂质多袁有时因为
荫过多填充填充剂
加入劣质助剂袁使得气味中带有臭
荫使用了劣质加工油或助剂
味遥
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优质
弹性
劣质
高低温环境下袁仍然保持良高低温下袁弹性差袁不能迅速回好的弹性复遥长期使用中变形小袁能长期保证密封效果袁即使苛刻的包装尧运输方式也不会产生永久变形遥
长期使用中袁容易产生永久变形袁从而丧失密封功能袁不能胜任高尧低温环境下密封作用袁甚至包装尧运输过程中易产生变形遥
实际上是指将混合好的高粘态半固体渊液态冤硅橡胶材料袁在一定温度尧压力条件下袁固化成具有弹性的固体产品袁这个过程中分子结构因硫化剂的作用形成网状结构袁从而使高粘态的硅橡胶变为最终能使用的高弹性产品遥其加工流程如下院
变形
外观
表面光滑尧细致尧无杂质尧无表面粗糙尧夹带杂质袁剖面无光发白渊喷霜冤现象袁颜色产品泽袁二次硫化工艺不当时袁表面发颜色纯正遥白遥
硅橡胶最为显著的特点是耐热性好袁这个特点使得
硅橡胶被大量应用于有高温要求的场合袁而普通橡胶是无法胜任这一点遥
优点院
荫优异的耐高温性能-能轻松适应有较高温度的环境袁在2000C下长期放心使用遥
轻松拉伸到原来长度的2~
仅能拉伸到原来长度的1~2倍袁
伸长率8倍袁并且能够迅速回复原
只能慢慢回复遥
位遥
热塑性弹性体-TPE渊Thermoplastictomers冤
Elas鄄
荫耐臭氧尧耐老化性能-长期置于室外暴晒袁风吹雨淋环境中袁性能不改变袁是密封条理想的材料之一遥
荫良好的电性能-被大量应用于电子尧电力行业遥荫优良的耐低温性能-即便在-600C环境中袁还能发挥作用袁而一般普通橡胶在-500C中已经发脆而不能
使用遥
荫安全尧环保尧颜色丰富-纯净的硅胶产品无色尧无味尧无毒袁可以安心用于医疗尧食品尧婴幼儿用品中遥
荫优异的弹性尧舒适的手感尧细致表面-在手机尧人体填充材料尧密封条尧密封垫行业中大显身手遥
荫极低的压缩永久变形-压缩永久变形是衡量材料受压变形后袁弹性回复大小的重要指标袁所以硅橡胶特别适用于做密封条类密封产品遥
缺点院荫价格较高-比普通橡胶高出100%~700%
荫对加工环境尧加工工艺要求高-需要严格控制和洁净的环境袁才能生产出合格产品遥
硅橡胶与几种通用橡胶性能比较
性能拉伸强度Mpa撕裂强度断裂伸长率硬度渊邵氏A冤压缩永久变形
硅橡胶4.9~13.710~40100~80020~908~12%
天然橡胶9.8~27.55470020~10025~45%
丁苯橡胶9.8~27.545300~70040~10025~40%
三元乙丙8~1520~40250~60050~9025~35%
TPV(白色)与PP(黑色)共挤出密封条
软TPV与硬TPV共挤
概述院
热塑性弹性体是近30多年来袁研究并开发成功的一种具有热塑性塑料的加工性能和硫化橡胶性能的新型材料遥由于TPE具有很高的冲击强度和很好的弹性袁因此袁它在发展的最初阶段袁曾被用来取代热塑性塑料遥但是袁TPE具有高商业价值的第一个应用是被用来代替硫化橡胶遥因为它不需要像传统硫化橡胶那样与炭黑尧陶土尧石蜡油尧硫化剂等进行复杂的配合和混炼袁又省去了后期的硫化过程袁比传统橡胶流程缩短了1/2袁加工费节省50%袁生产出的产品在某些性能上袁又可以与传统硫化橡胶媲美遥因此袁TPE得到了飞速发展遥目前袁TPE占橡胶总市场的12%袁占非轮胎用橡胶市场的20%遥在橡胶专业术语中袁硫化是一个受热后固化的过程袁速度比较慢袁而且是不可逆的过程遥也就是说袁橡胶一旦硫化后即使放置一段时间再次加热袁它还是有弹性的固体遥而TPE和热塑性塑料却会再次加热后由弹性或刚性固体变为粘流态半固体遥但是TPE在常温下的某些性能渊强度尧韧性尧弹性尧耐高低温尧耐老化冤却要优于普通的热塑性塑料遥
与传统的硫化橡胶相比袁可以说TPE是可以像塑
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料那样加工的橡胶遥但是袁并不能说TPE就没有缺点遥对于较软的TPE来说袁压缩永久变形渊尤其是较高温度下冤尧耐高温性尧耐溶剂型尧耐油性等性能不及传统硫化橡胶遥因此袁在一些要求密封条反复压缩后仍能保持良好形状的地方袁例如院经常开关的门窗以及外界环境温度较高的地方袁TPE就不如传统EPDM袁硅橡胶密封条性能好袁但是袁在一些对上述性能要求不高的地方袁如静态门窗密封尧汽车密封条外装饰层尧电线绝缘层尧汽车开关尧把手等方面袁TPE完全可以取代传统的橡胶尧塑料材料遥因此袁目前TPE正在发挥积极的作用遥为了便于更好地理解塑料尧TPE尧橡胶三者之间的关系袁请参阅下图院
&
酰胺类尧聚丙烯酸脂类尧离聚体型等等热塑性弹性体袁见表4-1袁制法不同袁但是袁目前工业化生产被选择作为建筑门窗密封条材料的四种TPE渊苯乙烯类尧聚烯烃类尧聚氨脂类尧氯乙烯类冤遥所以袁在下面的篇幅中主要介绍这四种TPE材料袁其他材料的性能及应用比如聚氨酯类袁酰胺类袁有机氟类将在以后的篇幅中介绍遥
苯乙烯类院SBS是丁二烯或异戊二烯与苯乙烯段型共聚物遥目前袁全球TPS生产能力为2000kt/a袁SBS具有良好的拉伸强度和弹性尧耐磨擦和疲劳强度优异袁且价廉物美袁是以上四种渊SEBS尧TPO尧TPV尧TPU冤TPE中价格较低的一种TPE袁应用于胶鞋尧改性沥青尧合成树脂改性剂和粘合剂等方面袁80%左右消费量应用于制鞋业遥近年来袁SEBS是苯乙烯类TPE发展最快的一个品种遥由于是在原有的SBS上饱和加氢得到的袁因此袁SEBS在抗冲强度尧耐热老化性尧耐候性上要比SBS有显著提高遥它在原有的SBS应用领域内已经逐渐取代SBS遥SEBS还是工程塑料类聚酰胺PA尧聚碳酸酯PC合金的增容剂遥近年来袁SEBS的应用逐渐成熟袁市场需求增长稳定遥目前袁国内外新品种的开发袁主要集中在新型茂金属聚合物尧医用无毒透明产品等方面遥SEBS用于门窗密封条是近几年来才出现的新材料遥虽然袁国外早有应用于门窗密封条的先例袁但是并没有形成规模化的产量遥近几年来袁由于全球各国对环境保护的重视以及SEBS在低温弹性尧拉伸强度尧疲劳强度尧耐热老化方面都要优于传统的PVC密封条遥因此袁SBES近几年内逐渐取代一部分
分子组成
制法化学聚合法化学聚合法化学聚合法化学聚合法机械共混机械共混机械共混机械共混机械共混化学聚合化学聚合天然聚合接枝聚合聚合机械共混聚合或共混化学聚合化学聚合化学聚合化学聚合
应用渊通用类尧工程类冤通用通用
通用尧工程通用尧工程通用通用通用通用通用通用通用通用通用通用通用通用通用尧工程工程工程
通用尧工程
TPE的分类:
虽然很多热塑性弹性体的材料都被称为TPE袁但是袁由于各种不同材料的分子结构不同袁它们还是表现出了较大的差异袁分清不同材料的TPE袁对以后正确选择合适的TPE材料是非常重要的遥
如果从最早的热塑性被开发成功开始算起渊50年代开发的聚氨酯弹性体冤袁人类已经陆续成功开发出了聚氨脂类尧苯乙烯类尧聚烯烃类尧含卤聚烯烃类尧动态硫化橡胶尧热塑性塑料动态硫化共混物质类尧聚醚脂类尧聚
种类
苯乙烯类渊TPE-TPS冤院
分类
热塑性弹性体的种类与组成
SISSEBS荫聚苯乙烯渊ps冤+异戊二烯橡胶IR荫聚苯乙烯渊ps冤+氢化顺丁橡胶BR烯烃类渊TPE-TPO/TPV冤院
TPV-PP/EPDMTPV-PP/NBRTPV-PP/NR双烯类渊TPE-TPB/TPI冤院
TPI渊反式1袁4-IR冤T-NR渊反式1,4-NR冤PVC改性TPUTPEETPAETPF
荫聚丙烯渊PP冤+EPDM渊三元乙丙橡胶冤+硫化剂动态硫化
荫聚丙烯PP+NBR丁腈橡胶+硫化剂动态硫化荫聚丙烯PP+天然橡胶NR+硫化剂动态硫化荫聚反式1,4-异戊二烯荫聚反式1,4-异戊二烯
高聚合度PVC
聚氯乙烯PVC+NBR氯化聚乙烯CPE氨脂结构酯结构酰胺类
氟树脂+氟橡胶
氯乙烯类TCPE冤院
渊TPE-TPVC/
氨脂类渊TPE-TPU冤院酯类渊TPE-TPEE冤院酰胺类渊TPE-TPAE冤院有机氟类渊TPF冤院
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特殊结构袁因此袁在压缩永久变形尧耐热性尧弹性尧强度等方面袁都要比SEBS渊苯乙烯类冤弹性体有显著的提高遥因此袁TPO在早期的TPE材料中得到了迅速发展遥
自从AES渊美国高级弹性体公司冤采用完全动态硫化工艺成功开发了动态硫化的TPO-TPV以后袁开创了烯烃类弹性体发展的里程碑遥TPV和TPO最重要的区别在于前者分子之间存在大量橡胶粒子之间的交联作用要比改有交联作用的TPO有明显的区别遥目前袁绝大部渊硫化冤遥因此袁TPV在压缩永久变形尧强度尧耐热性方面更分的TPV都是选择EPPM/PP的橡胶和塑料相的组合袁EPDM橡胶天然具备的优异耐老性能尧弹性尧耐热性与聚丙烯渊PP冤高强度尧高弹性的优势组合袁使TPV特别适合TPV产品又可以采用一般的塑料生产工艺生产颜色丰富多彩的产品袁而不必像传统硫化橡胶那样在昂贵的线
PVC类密封条的市场和地位遥尽管目前还没有准确数据说明SEBS占整个建筑门窗密封条的市场份额袁但是从我们接触的客户来看袁选择SEBS作为密封条的越来越多袁尤其是欧洲尧日本地区的客户遥尽管SBS/SEBS有以上诸多优点袁但是袁它是由化学聚合而形成的较单纯的化学结构以及后来的合成技术不宽广遥所以袁该类TPE在耐容剂性差尧热稳定性差尧压缩永久变形大等方面还存在缺点袁限制了它的应用范围袁多被用于制鞋业尧胶布尧胶辊等民用消费品行业遥与其80年代兴起的经过机械混合法制成的多相复杂交联结构的TPV相比还有较大差距遥所以袁此类材料较少应用在航天尧航空尧汽车等要求较高的产品上遥
在建筑门窗中袁我们认为同样不宜用于经常处于动态重复压缩状态的产品上和对密封条有较高环境和性能要求的场合遥
聚烯烃类渊TPO/TPV冤
聚烯烃类弹性体渊TPO/TPV冤袁由橡胶和聚烯烃构成袁经过机械共混法制成遥通常橡胶成分为三元乙丙渊EPDM冤尧丁腈橡胶渊NBR冤和丁基橡胶渊IIR冤曰聚烯烃成有TPO和TPV两种类型弹性体遥
早期的烯烃类弹性体产品主要是TPO遥通常运用耐老化性能优异的EPDM由橡胶和PP经过机械共混形成一种少量的塑料连续相中分散着大量橡胶粒子的复杂结构高分子材料遥这类材料由于分子结构的复杂性及分主要为聚丙烯渊PP冤和聚乙烯渊PE冤袁其中代表性产品
被造做密封产品的材料袁又由于分子之间存在塑料相袁
上生产遥因此袁加工成本上更比传统橡胶有突出的优势遥
以上诸多优点渊良好的性能尧低廉的加工费尧灵活选择的颜色冤使TPV成为在汽车尧家电尧建筑密封尧电线电缆等行业里得到迅速的发展袁更是这些行业里可替代塑料和橡胶的长远弹性体材料袁更成为目前市场上烯烃类弹性的主流产品袁是全部TPE弹性体世界中增长最快的一个品种遥
如何选择适合您的密封条1.根据使用环境选择您的密封条2.根据材料对比选择
根据使用环境选择您的密封条
choiceyoursealingstripaccordingapplication
Applicationcondition
使用环境
工作温度产品价格元/kg含税
EPDM三元乙丙橡胶
SiliconRubber硅橡胶
6.60~13.2045~90
5.87~8.840~60
4.40~5.8730~40
TPV(EPDM/PP)聚烯烃类弹性体
SEBS
苯乙烯类弹性体
FlexiblePVC
软PVC或改性软PVC
3.67~5.1325~35
2.64~3.6718~25
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新产品新技术
NewproductsTechnology
根据材料对比选择
音Perfectphysicalproperty
音Highperformanceonlowtemperature,uptoupto-50益音Resistancetoweather袁theservicelifeupto30years
EPDM音Lowcompressset,from20%~30%渊三元乙丙橡胶冤高机械性能
低温性能好,可以达到-50益
良好的耐候性,可以达到30年使用寿命低压缩永久变形袁可以达到20%~30%
音Highelastomer
音Highperformanceonlowtemperature,uptoupto-50益音Resistancetoweather袁theservicelifeupto30years音Lowcompressset,from20%~30%
音EasytogetdifferentColorandsmoothfinish高弹性
低温性能好,可以达到-50益
良好的耐候性,可以达到30年使用寿命低压缩永久变形袁可以达到20%~30%多种多样的颜色可以选择袁制品表面光滑
&
音Noweld
音Highproducecost
音Diffcultlygetothercolorexceptblack不能回收不能焊接生产成本高
颜色单一袁通常是黑色音Noreclaim音Noweld
音Highproducecost音Lowtearstrength不能回收不能焊接生产成本高撕裂强度低
setfom30%~50%袁high鄄ercomparewithEPDM音Middlescalephysicalproperty
音ExpensivethanEPDM,PVC,SEBS
中等水平压缩永久变形袁达到30%~50%袁比EPDM大
中等机械性能
与EPDM,PVC,SEBS相比价格高
音Middlescalecompresssetfom30%~50%袁high鄄ercomparewithEPDM音Middlescalephysicalproperty
音Generallevelofresis鄄tancetoweather
中等水平压缩永久变形袁达到30%~50%袁比EPDM大
中等机械性能耐候性一般
音Outdoorsideofyourdoorandwindows
Needdynamicsealplace门窗面对户外的一侧
需要经常开关动作的动态密封场合
andwindows
音Needdynamicsealplacofyourdoorandwindowse音Nosuitfortheplacewhichneedhightearstrength门窗面对户外的一侧
需要经常开关动作的动态密封场合
不适合需要高撕裂强度的场合
SiliconRubber渊硅橡胶冤
音Lowgravityfrom0.9~1.0g/cm3,EPDMis1.2~1.3g/cm3音Canreclaim
音Easyproduce袁lowproductcostthanEPDM袁reduce50%~60%
音Middlescaleperformanceonlowtemperature,upto-TPV(EPDM/PP)30益
聚烯烃类弹性体音EasytogetdifferentColor袁matteandsmoothfinish
比重轻0.9~1.0g/cm3袁EPDM1.2~1.3g/cm3可以回收
容易加工袁制造成本比EPDM低50%~60%中等级别耐低温性能袁可以达到-30益
多种多样的颜色可以选择袁可以获得哑光滑爽的表面33音Canreclaim
音Easyproduce袁lowproductcostthanEPDM袁reduce50%~60%
音EasytogetdifferentColor
音CheapcomparethanTPV,EPDM,SILICON袁butexpensive
SEBSthanPVC
苯乙烯类弹性体音GoodelastomercomparewithPVC,EPDM
比重轻0.9~1.0g/cm3袁EPDM1.2~1.3g/cm3可以回收
容易加工袁制造成本比EPDM低50%~60%多种多样的颜色可以选择
与TPV,EPDM,SILICON相比价格便宜袁比PVC贵与PVC,EPDM相比具有更好的弹性
音Massappliedinstaticsit鄄uationandnohighcompresssetrequiresituation
多数情况是应用在门窗静止密封部位及对压缩永久变形没有太高要求的场合
Massappliedinstaticsitua鄄tionandnohighcompresssetrequiresituation
多数情况是应用在门窗静止密封部位及对压缩永久变形没有太高要求的场合
音CheapestcomparewithEPDM,SILICON,TPV音Lowphysicalproperty音Canreclaim音Migrationofplasticiz鄄音Easyproduce袁lowproductcostthanEPDM袁reduce50%~ingagent
FlexiblePVCor
60%音PoorresistanttowetherMassappliedincommondoor
ModifyFlexible
音EasytogetdifferentColorexceptmodifyflexiblePVC&window
PVC(软PVC或
与TPV,EPDM,SILICON相比价格最便宜机械性能低多数应用在普通门窗上
改性软PVC)
可以回收增塑剂迁移容易加工袁制造成本比EPDM低50%~60%耐候性一般袁改性软PVC多种多样的颜色可以选择除外
在本文章渊一冤中只介绍了部分材料的性能和优缺点遥其他更为先进的特殊材料的性能和优缺点以及有关密封
条的国际国内标准将在以后的篇幅中详细说明遥KINGAN为我公司注册商标遥
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2011年第2期
新产品新技术
NewproductsTechnology
现代建筑门窗密封条的介绍(一)
河北亿安精密塑胶制品有限公司
http://www.kingan.com.cn
王鸿安
未来社会的发展将是人与大自然共生共存的社会袁随着不可再生能源的逐渐枯竭袁人类必将在未来世纪中
在追求节约能源的道路上奋力奔跑下去袁建筑门窗密封条虽然只占门窗总成本的1%左右袁但是它却能够节约能源12%袁过去不关注门窗中小配件例如密封条袁五金件质量的国内最终用户袁现在也开始关心小小的密封条是否能够保温袁使用寿命有多久袁外观是否漂亮袁是否环保袁是否有污染等等问题.但是现实情况是即使密封条出现问题袁目前国内门窗制造商的商业习惯还做不到主动上门替用户更换密封条袁用户自己也没有这样的能力袁密封条一旦装上门窗袁几乎是终生与门窗相伴袁即使质量不好袁用户也只能望"条"兴叹浴因此选择性能良好的密封条不仅仅是广大门窗制造商信誉的考验袁也是对最终用户负责任的行为袁目前国内市场上密封条厂家大约120余家袁质量良莠不齐袁那么怎么能够选择到性能良好的密封条呢钥袁首先了解密封条的材料和材料性能是关键袁知己知彼袁心里有底袁其次袁选择一个适合自己的标准袁用标准当做尺子袁好坏分明袁以下是目前流行的密封条材料
遥
密封条材料分类
分类
品种
结构及特点
PVC类袁硬质PVC价格低袁18~25元/KG,适用于一般场合袁产品颜色不受限制袁可以做到环保袁满
足ROSH要求
(三元乙丙EPDM价格适中袁18~25元/KG,适用于对耐老)
化90益性能要求高及环境温度在-30益~橡胶
久变形低的场合的场合袁同时也适用于要求压缩永袁产品颜色常见黑色袁橡胶类
我们可以生产彩色EPDM产品价格较高袁45~50元/KG袁高弹性袁适合需要经常开关动作的动态密封场合及
硅橡胶
环境温度在-50益~120益场合袁产品颜色丰富袁外观手感非常好袁不适合需要高撕裂强度的地方
苯乙烯类,烯价格适中袁30~40元/KG袁高弹性袁适合
热塑性烃类,氨脂类环境温度在-30益~90益TPE酯类,PU有机氟类),场合袁产品颜色弹性体(包括丰富袁多数情况是应用在门窗静止密封类部位及对压缩永久变形没有太高要求
类袁酰胺类袁
的场合
PVC材料及性能介绍院
PVC材料门窗密封条
我们通常所指的PVC产品袁并非是由纯的PVC树脂组成的遥纯的PVC树脂袁如果不添加增塑剂尧填充剂尧热稳定剂尧光稳定剂等这些辅助材料是无法用于工业生产中的遥因此袁我们常见的PVC产品袁大都是由PVC树脂再添加以上各种不同功能的辅助材料袁经过混合后挤出或注塑尧压延等加工流程而获得不同的产品例如挤出生产的密封条袁门窗异型材袁管材袁注塑生产的电子电器零部件袁各种塑料玩具袁塑料日用品袁压延生产的各种片材袁卷材等遥以上各种材料的解释和功能袁可以参见聚合物术语遥PVC类密封条根据增塑剂含量的多少袁可以分为软质尧半硬质尧硬质三种类型遥增塑剂的含量越多袁密封条表现出的硬度越低袁手感越柔软遥反之袁增塑剂含量越少袁表现出密封条硬度越高袁刚性越强袁脆性增加袁甚至像PVC门窗型材不含有增塑剂袁以便为了达到高的耐热性和低收缩率以及高强度袁由于PVC树脂是由聚乙烯单体聚合而成袁因此袁含有氯元素的PVC产品比其他塑料具有天然的阻燃效果袁在火焰上燃烧后能够离火自熄PVC遥配方中添加阻燃剂后袁可以达到阻燃Ul-V0级遥是说材料与其他塑料相比袁通过添加或变换不同的辅助材料袁可以容易的实现改性尧助剂可以达到袁也就不同的效果DOP渊料渊C邻苯二早酸二辛酯遥例如院添加增塑剂冤袁DOS要比普通增塑剂裂尧耐低温等性能上有重要影响aCO3冤含量的多或少袁对最终密封条在回弹性具有更好的耐低温效果袁填遥配方中是否添加紫外尧抗撕线吸收剂和抗氧剂或者所用以上助剂质量的好与坏都
39
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NewproductsTechnology
将影响密封条的抗变色尧褪色尧迁移性能遥
随着目前环保意识的增强和对生命健康的重视袁以往作为通用塑料的PVC材料也要求达到欧洲环保标准以及要求具有抗菌尧防霉功能遥要实现这些功能除了添加无毒环保的抗菌剂外袁更重要的是PVC配方中袁除了PVC树脂以外的所有添加的辅料尧助剂均要求是环保无
&
毒袁并且在生产中的各个环节得到有效尧严格的管理和监控遥
KINGAN早在2005年已经实现了所有产品的环保尧无毒化袁可以给每个客户提供有安全保证的密封条遥目前袁KINGAN采用比普通PVC树脂聚合度高1~2倍的高弹性树脂袁来获得性能优异的密封条袁这类PVC材料被称为TPVC袁其在回弹性尧耐低温尧抗撕裂尧使用寿命等方面是可以与热塑性弹性体TPE渊ThermoplasticE鄄lastomers冤尧三元乙丙渊EPDM冤橡胶尧硅胶材料媲美袁是一般普通PVC密封条不可比的遥
我们曾经模拟密封条在实际使用中的状况袁做过往复50万次的开尧关门试验袁密封条从试验台取下后袁依然保持良好的弹性遥经过这样试验的密封条袁相当于使用寿命至少可以达到25年以上遥
除了通过以上选择高弹性树脂来获得优异的密封条袁还可以通过与其他性能优异的材料共混改变普通PVC材料的性能袁这类材料被称为改性PVC遥例如院目前被广泛使用的粉末丁腈橡胶改性PVC渊PVC/NBR冤袁可以获得各方面性能优良的密封条遥只不过袁由于进口NBR粉末橡胶价格昂贵袁限制了它的使用范围袁使它仅被用于高档密封条生产中遥
KINGAN基于多年使用NBR改性的经验袁已经为许多欧美客户提供了性能优异的密封条袁这些密封条被广泛使用在各种场合和环境下的门窗中袁受到了最终客户的喜爱遥当然袁除了用NBR外袁还有EVA尧CPE尧ABS等材料改性PVC以获得不同功能的PVC密封条遥
图1PVC软质密封条挤出制造示意图性能介绍院
如何判断一个PVC密封条是否能满足您的需要呢钥产品的性能是最关键的一点遥当然袁这取决于密封条应用的地方遥对密封条使用寿命尧颜色尧环保尧迁移等等方面有较高要求的门窗袁当然应该选择高性能材料的密封条袁否则袁密封条过早的失效将会影响门窗的密封尧保暖尧防尘尧隔音等等功能遥对于普通环境下使用的密封条袁可以选择普通性的PVC密封条遥
但是袁不论什么场合下使用的密封条袁都不应该过早出现裂纹尧变色尧褪色尧断裂尧有深色液体析出袁污染门窗的现象遥这些现象都与制造商在PVC树脂的选择尧增塑剂质量的好与坏尧填充料渊CaCO3尧矿物质冤含量的多与少袁配方中是否含有紫外线吸收剂和抗氧化剂袁都有重要关系遥任何一个负责任的制造商都不应该将低劣的产品提供给社会遥
KINGAN
至始至终坚持从众多国际知名品牌供应商采购原材料袁多年来给客户提供了性能优异袁质量可靠的产品遥以下是优质密封条与劣质密封条的区别院
优质密封条
寿命
普通性能院5~10年有效高性能院25年有效色泽纯正袁长期光照尧日晒环境中不变色尧褪色
劣质密封条过早出现裂纹尧断裂袁导致门窗密封尧保温尧防尘尧隔音功能失效过早变色尧褪色
颜色
回弹性
迅速回弹袁频繁多次使用手感僵硬袁不能迅速恢复后袁能恢复到原来形状在炎热的夏季保持尺寸尧形
到原来的形状
夏季中严重下垂尧变软曰冬季僵硬袁致使门窗闭合力增加袁噪音增大遥
荫普通PVC密封条--普通PVC树脂+辅料尧助剂荫TPVC密封条--高弹性渊高级聚合度冤PVC树脂+辅料尧助剂
荫改性PVC密封条--普通PVC或高弹性PVC树脂与NBR尧EVA尧CPE尧ABS等材料共混PVC材料的突出优点是难燃烧尧耐磨性抗化学腐蚀性遥此外袁综合机械性能尧透明性尧电绝缘性也好袁相对于其他塑料而言袁价格便宜袁是目前性能价格比最为优越的通用型材料遥
耐高尧低温
状稳定袁不会下垂尧过分柔软曰冬季仍然保持良好的弹性袁不僵硬遥
与浅色门窗长期接触中袁无
污染性颜料液体析出袁仅留有轻微
痕迹
使浅色门窗被污染袁表面有较深颜色痕迹和液体遥
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2011年第2期
以下是PVC材料制造的软质密封条典型性能
硬度
拉伸
扯断伸撕裂压缩变形强度
长率%伸长度
强度
亿安普通PVC649.0Mpa367.2%3.4Mpa24KN/M
0低温性76%-300C亿安高弹性64
13.1Mpa486.2%4.5Mpa29.5KN/M
42%
-600C
以上数据来自KINGAN实验室检测结果袁仅供参考遥
从以上数据可以看出高性能PVC材料的密封条袁在KINGAN各种性能上都有突出表现遥用以上材料制造特点密封条袁具有了优异的性能和特点遥
的荫院荫优异的机械性能
荫低温性能好袁-60无味荫低压缩永久变形0袁70C下仍能保持它的回弹性0C伊22h下袁变形率45%遥遥遥
满足欧盟Rosh环保标准袁对人体尧环境无害尧荫EPDM颜色牢固袁EPDM材料介绍及性能无变形尧褪色现象遥三元乙丙橡胶
院概述院
我们经常见到的三元乙丙橡胶渊英文缩写EPDM冤密封条与PVC产品一样袁都不是由单纯的EPDM生胶制造的遥它同样需要在EPDM生胶中加入补强材料渊碳黑尧陶土等冤尧加工油渊石蜡油尧环烷油等冤尧硫化剂尧助剂等材料袁经过混炼尧挤出硫化后得到最终的密封条产品遥由于袁三元乙丙橡胶特殊的分子结构赋予了它比过去经常采用的其他橡胶NBR氧尧耐紫外线丁腈橡胶尧尧CR袁耐辐射等老化性能氯丁橡胶如院NR天然橡胶袁更加优异的耐日光尧SBR丁苯橡胶袁以及良好的机械性尧耐臭尧能袁使其迅速在密封渊尤其应用在汽车密封系统冤领域内袁取代了以上材料袁并且得到广泛的应用遥
自从1955年袁由德国化学家齐格勒渊K.Ziegler冤和
Newproducts新产品新技术
Technology
意大利化学家纳塔渊G.Natla冤共同发明乙丙橡胶以来袁乙丙橡胶的合成尧加工尧应用技术日趋完善袁应用领域非常广泛遥目前袁按总消耗量排列袁乙丙橡胶已成为继丁苯橡胶和顺丁橡胶之后第三种最重要的合成橡胶袁三元乙丙橡胶甚至成为汽车密封条的标准材料遥
结构院乙丙橡胶渊EPR冤是以乙烯和丙烯为基础袁由其单体共聚而成的一类合成橡胶的统称遥乙丙橡胶包括两种类型袁见下表院
乙丙橡胶渊EPR冤分类
名称
分类
结构及特点
乙烯和丙烯的共聚物袁完全饱和的直链型结二元乙丙二元乙丙橡胶构袁比三元乙丙更加优异的耐老化性能遥但橡胶
渊EPM冤是袁因为不能用硫磺硫化袁使其加工和应用受到很大限制袁在密封领域内很少采用遥
亚乙基降冰片烯三元乙丙橡胶渊ENB-乙烯一丙烯一非共轭二烯袁三种单体共聚而三元乙丙双环戊二烯三
成袁分子主链是饱和的袁但侧链上含有少量
的不饱和双键渊由非共轭二烯引入产生冤遥因
橡胶元乙丙橡胶
此袁可以用硫磺促进剂等多种普通硫化体系
渊DCPD-加工袁从而得到了更为广泛的应用遥目前袁密
封领域内一并橡胶消耗量中袁绝大部分是三
元乙丙橡胶遥
元乙丙橡胶
性能院由于二元乙丙橡胶在密封领域内不常采用袁因此袁在这里我们更多地介绍被广泛应用的三元乙丙橡胶遥与其他通用橡胶相比袁三元乙丙橡胶由于分子链的饱和度高尧化学结构稳定及高度柔顺性遥因此袁无论在静态和动态下EPDM备优良的回弹性不仅表现出优异的耐臭氧性袁三元乙丙橡胶不易与空气中的氧发生反应尧耐低温性能尧合理的耐热性尧耐老化性袁所以遥袁但是同时还具袁每一种材料都不可能满足所有性能的要求遥乙丙橡胶分子结构的高饱和性带来了耐老化性尧回弹性尧耐低温等诸多以上优点遥同时袁也带来了其他方面的缺点袁以下是乙丙橡胶的优缺点和其他通用橡胶综合性能比较遥
三元乙丙橡胶优尧缺点
优点
缺点
荫达荫优异的耐老化性荫耐低温性25年使用寿命
袁-60尧耐臭氧尧耐候性袁可0C保持弹性遥
品长期卷压或受力状态下低压缩永久变形袁最低可达荫是黑色颜色单一变形袁不产生永久15%袁产料影响硫化速度及程度遥其原因是浅色产品中补强填充遥大部分三元乙丙橡胶产品荫耐热性袁受力消失后能恢复原位袁连续工作温度可达遥
150程中易变色袁在高温硫化过荫荫高性价比
0荫非极性粘连性差袁产品机械性能下降遥
却剂不好荫耐化学介质尧洗涤剂尧强碱等化学介质袁可以抵抗刹车液尧C遥水尧冷乙丙产品表面予处理袁为了提高粘接性袁使得三元乙丙其他材料粘接性遥由于分子结构高饱和性和袁往往需要对三元10优异的电绝缘性能15三元乙丙橡胶占据了橡胶类电气绝缘制~1016窑cm袁由于具备以上优点袁体积电阻值高达遥
袁因此袁荫耐油性尧阻燃性和气密性差遥
遥
品的主导地位遥
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三元乙丙橡胶与其他通用橡胶性能比较性能NRSBRBRIIRCREPDM
耐热性渊连续需使用温度冤耐低温性渊允许使用低温冤-48耐臭氧渊50UL/L袁38裂纹时间袁h
耐候性渊出现裂纹时间冤150d5d>2a
拉伸长度Mpa~30~207~208~157~258~25压缩永久变形%极优优优好优优硬度拉伸强度伸长率%定律撕裂强度压缩永久
耐低温性
变形
&
硅橡胶材料及性能
:
硅橡胶高温硫化密封条
分子结构:硅橡胶材料是有机硅高分子材料的一
种袁分子结构中主要由聚有机硅氧烷组成袁由聚有有机硅氧烷形成的产品袁主要以硅油尧硅橡胶尧硅树脂形式出现袁因其分子主链由si-o-si链组成袁因此袁硅橡胶比普通橡胶具有许多独特的性能袁最显著的特点是优异的耐热性袁同时袁还具备耐低温尧耐候尧电气绝缘尧环保等性能遥除了聚有机硅氧烷外袁还有其他有机硅高分子材料袁例如院硅烷尧硅杂链聚合物袁有机高分子材料遥如果按以上分子结构分类可以总结如下院
以上数据根据KINGAN典型EPDM密封条配方测试得来的袁仅供参考遥
影响密封条性能的因素院以上性能代表了某种配方下的性能袁由于最终产品由三元乙丙生胶尧补强剂尧加工油尧硫化剂等组成袁因此袁选择不同的生胶牌号尧含胶量渊三元乙丙生胶占产品的质量比例冤的多少袁炭黑尧加工油的品种和质量好坏尧硫化体系是否合理都将影响最终产品的性能遥例如院对密封条至关重要的压缩永久变形性能来说袁选择高分子量渊门尼黏度高冤袁乙烯含量中等渊50%~60%冤的三元乙丙生胶袁用中补强或低补强炭黑做填充剂袁采用高闪点尧低挥发性的石蜡油作为加工油袁以低硫磺渊0.5份左右冤高促进剂硫化体系或过氧化物硫化体系袁经过充分的硫化过程后将会得到高回弹性袁低压缩永久变形渊掖25%冤性能优异的密封条产品遥否则袁密封条的回弹性差袁压缩永久变形大袁老化寿命短袁这将意味密封条被门窗挤压后袁将无法恢复到原位袁从而袁失去防风尧防雨尧防尘尧降噪隔音尧保温的功能袁甚至当从制造商交付到客户手中安装使用前袁密封条已产生卷曲尧变形尧断裂等现象遥从而袁造成无法使用尧过
其中硅橡胶按硫化温度可以分为院
量填充填充剂渊CaCO3尧陶土等冤袁使用低闪点劣质加工油是造成密封条失效的主要原因遥虽然袁这样做可以节约成本袁但是带给最终用户的失望和麻烦将是无法弥补的遥
以下是优质与劣质三元乙丙密封条的区别及原因院
项目寿命
优质有效期内不会出现断裂尧弹性
迅速回弹尧长期运输尧仓储过程中不发生不可恢复变形20年以上不会出现龟裂尧断裂表面光滑尧细致尧无杂质尧划痕尧麻点等现象袁色泽哑光尧气闻中略带有乙丙橡胶特有的香味遥
性能和特点:
密封条所用的高温硫化硅橡胶是最重要的有机硅产品之一袁这里所指的硅橡胶其实都是由硅橡胶生胶渊siliconegum冤尧补强填充料尧交联剂渊起硫化交联作用冤尧催化剂尧改性添加剂等组成袁将所有原料经过混炼尧硫化渊或称硬化尧固化或交联冤形成最终产品袁硫化过程
回弹性耐候性尧耐老化性能外观
优质与劣质三元乙丙橡胶密封条的区别劣质原因过早出现龟裂袁断裂尧失去弹性尧迁荫填充剂多少
缓慢回弹袁在6~12天的运输或仓荫硫化加工工艺是否合理袁例如院过快的生产速度使产品硫化不充分袁导致变形严重遥储中已发生不可恢复变形荫填充剂多或少袁过量填充显然可以降低成本袁但是袁将导致产品严重变形尧丧失弹性遥
在户外尧自然光照环境中1~3年内
荫使用了低点的加工油袁易导致早期老化遥
出现龟裂尧断裂尧丧失弹性等现象遥
表面粗糙尧划痕尧杂质多袁有时因为
荫过多填充填充剂
加入劣质助剂袁使得气味中带有臭
荫使用了劣质加工油或助剂
味遥
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优质
弹性
劣质
高低温环境下袁仍然保持良高低温下袁弹性差袁不能迅速回好的弹性复遥长期使用中变形小袁能长期保证密封效果袁即使苛刻的包装尧运输方式也不会产生永久变形遥
长期使用中袁容易产生永久变形袁从而丧失密封功能袁不能胜任高尧低温环境下密封作用袁甚至包装尧运输过程中易产生变形遥
实际上是指将混合好的高粘态半固体渊液态冤硅橡胶材料袁在一定温度尧压力条件下袁固化成具有弹性的固体产品袁这个过程中分子结构因硫化剂的作用形成网状结构袁从而使高粘态的硅橡胶变为最终能使用的高弹性产品遥其加工流程如下院
变形
外观
表面光滑尧细致尧无杂质尧无表面粗糙尧夹带杂质袁剖面无光发白渊喷霜冤现象袁颜色产品泽袁二次硫化工艺不当时袁表面发颜色纯正遥白遥
硅橡胶最为显著的特点是耐热性好袁这个特点使得
硅橡胶被大量应用于有高温要求的场合袁而普通橡胶是无法胜任这一点遥
优点院
荫优异的耐高温性能-能轻松适应有较高温度的环境袁在2000C下长期放心使用遥
轻松拉伸到原来长度的2~
仅能拉伸到原来长度的1~2倍袁
伸长率8倍袁并且能够迅速回复原
只能慢慢回复遥
位遥
热塑性弹性体-TPE渊Thermoplastictomers冤
Elas鄄
荫耐臭氧尧耐老化性能-长期置于室外暴晒袁风吹雨淋环境中袁性能不改变袁是密封条理想的材料之一遥
荫良好的电性能-被大量应用于电子尧电力行业遥荫优良的耐低温性能-即便在-600C环境中袁还能发挥作用袁而一般普通橡胶在-500C中已经发脆而不能
使用遥
荫安全尧环保尧颜色丰富-纯净的硅胶产品无色尧无味尧无毒袁可以安心用于医疗尧食品尧婴幼儿用品中遥
荫优异的弹性尧舒适的手感尧细致表面-在手机尧人体填充材料尧密封条尧密封垫行业中大显身手遥
荫极低的压缩永久变形-压缩永久变形是衡量材料受压变形后袁弹性回复大小的重要指标袁所以硅橡胶特别适用于做密封条类密封产品遥
缺点院荫价格较高-比普通橡胶高出100%~700%
荫对加工环境尧加工工艺要求高-需要严格控制和洁净的环境袁才能生产出合格产品遥
硅橡胶与几种通用橡胶性能比较
性能拉伸强度Mpa撕裂强度断裂伸长率硬度渊邵氏A冤压缩永久变形
硅橡胶4.9~13.710~40100~80020~908~12%
天然橡胶9.8~27.55470020~10025~45%
丁苯橡胶9.8~27.545300~70040~10025~40%
三元乙丙8~1520~40250~60050~9025~35%
TPV(白色)与PP(黑色)共挤出密封条
软TPV与硬TPV共挤
概述院
热塑性弹性体是近30多年来袁研究并开发成功的一种具有热塑性塑料的加工性能和硫化橡胶性能的新型材料遥由于TPE具有很高的冲击强度和很好的弹性袁因此袁它在发展的最初阶段袁曾被用来取代热塑性塑料遥但是袁TPE具有高商业价值的第一个应用是被用来代替硫化橡胶遥因为它不需要像传统硫化橡胶那样与炭黑尧陶土尧石蜡油尧硫化剂等进行复杂的配合和混炼袁又省去了后期的硫化过程袁比传统橡胶流程缩短了1/2袁加工费节省50%袁生产出的产品在某些性能上袁又可以与传统硫化橡胶媲美遥因此袁TPE得到了飞速发展遥目前袁TPE占橡胶总市场的12%袁占非轮胎用橡胶市场的20%遥在橡胶专业术语中袁硫化是一个受热后固化的过程袁速度比较慢袁而且是不可逆的过程遥也就是说袁橡胶一旦硫化后即使放置一段时间再次加热袁它还是有弹性的固体遥而TPE和热塑性塑料却会再次加热后由弹性或刚性固体变为粘流态半固体遥但是TPE在常温下的某些性能渊强度尧韧性尧弹性尧耐高低温尧耐老化冤却要优于普通的热塑性塑料遥
与传统的硫化橡胶相比袁可以说TPE是可以像塑
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料那样加工的橡胶遥但是袁并不能说TPE就没有缺点遥对于较软的TPE来说袁压缩永久变形渊尤其是较高温度下冤尧耐高温性尧耐溶剂型尧耐油性等性能不及传统硫化橡胶遥因此袁在一些要求密封条反复压缩后仍能保持良好形状的地方袁例如院经常开关的门窗以及外界环境温度较高的地方袁TPE就不如传统EPDM袁硅橡胶密封条性能好袁但是袁在一些对上述性能要求不高的地方袁如静态门窗密封尧汽车密封条外装饰层尧电线绝缘层尧汽车开关尧把手等方面袁TPE完全可以取代传统的橡胶尧塑料材料遥因此袁目前TPE正在发挥积极的作用遥为了便于更好地理解塑料尧TPE尧橡胶三者之间的关系袁请参阅下图院
&
酰胺类尧聚丙烯酸脂类尧离聚体型等等热塑性弹性体袁见表4-1袁制法不同袁但是袁目前工业化生产被选择作为建筑门窗密封条材料的四种TPE渊苯乙烯类尧聚烯烃类尧聚氨脂类尧氯乙烯类冤遥所以袁在下面的篇幅中主要介绍这四种TPE材料袁其他材料的性能及应用比如聚氨酯类袁酰胺类袁有机氟类将在以后的篇幅中介绍遥
苯乙烯类院SBS是丁二烯或异戊二烯与苯乙烯段型共聚物遥目前袁全球TPS生产能力为2000kt/a袁SBS具有良好的拉伸强度和弹性尧耐磨擦和疲劳强度优异袁且价廉物美袁是以上四种渊SEBS尧TPO尧TPV尧TPU冤TPE中价格较低的一种TPE袁应用于胶鞋尧改性沥青尧合成树脂改性剂和粘合剂等方面袁80%左右消费量应用于制鞋业遥近年来袁SEBS是苯乙烯类TPE发展最快的一个品种遥由于是在原有的SBS上饱和加氢得到的袁因此袁SEBS在抗冲强度尧耐热老化性尧耐候性上要比SBS有显著提高遥它在原有的SBS应用领域内已经逐渐取代SBS遥SEBS还是工程塑料类聚酰胺PA尧聚碳酸酯PC合金的增容剂遥近年来袁SEBS的应用逐渐成熟袁市场需求增长稳定遥目前袁国内外新品种的开发袁主要集中在新型茂金属聚合物尧医用无毒透明产品等方面遥SEBS用于门窗密封条是近几年来才出现的新材料遥虽然袁国外早有应用于门窗密封条的先例袁但是并没有形成规模化的产量遥近几年来袁由于全球各国对环境保护的重视以及SEBS在低温弹性尧拉伸强度尧疲劳强度尧耐热老化方面都要优于传统的PVC密封条遥因此袁SBES近几年内逐渐取代一部分
分子组成
制法化学聚合法化学聚合法化学聚合法化学聚合法机械共混机械共混机械共混机械共混机械共混化学聚合化学聚合天然聚合接枝聚合聚合机械共混聚合或共混化学聚合化学聚合化学聚合化学聚合
应用渊通用类尧工程类冤通用通用
通用尧工程通用尧工程通用通用通用通用通用通用通用通用通用通用通用通用通用尧工程工程工程
通用尧工程
TPE的分类:
虽然很多热塑性弹性体的材料都被称为TPE袁但是袁由于各种不同材料的分子结构不同袁它们还是表现出了较大的差异袁分清不同材料的TPE袁对以后正确选择合适的TPE材料是非常重要的遥
如果从最早的热塑性被开发成功开始算起渊50年代开发的聚氨酯弹性体冤袁人类已经陆续成功开发出了聚氨脂类尧苯乙烯类尧聚烯烃类尧含卤聚烯烃类尧动态硫化橡胶尧热塑性塑料动态硫化共混物质类尧聚醚脂类尧聚
种类
苯乙烯类渊TPE-TPS冤院
分类
热塑性弹性体的种类与组成
SISSEBS荫聚苯乙烯渊ps冤+异戊二烯橡胶IR荫聚苯乙烯渊ps冤+氢化顺丁橡胶BR烯烃类渊TPE-TPO/TPV冤院
TPV-PP/EPDMTPV-PP/NBRTPV-PP/NR双烯类渊TPE-TPB/TPI冤院
TPI渊反式1袁4-IR冤T-NR渊反式1,4-NR冤PVC改性TPUTPEETPAETPF
荫聚丙烯渊PP冤+EPDM渊三元乙丙橡胶冤+硫化剂动态硫化
荫聚丙烯PP+NBR丁腈橡胶+硫化剂动态硫化荫聚丙烯PP+天然橡胶NR+硫化剂动态硫化荫聚反式1,4-异戊二烯荫聚反式1,4-异戊二烯
高聚合度PVC
聚氯乙烯PVC+NBR氯化聚乙烯CPE氨脂结构酯结构酰胺类
氟树脂+氟橡胶
氯乙烯类TCPE冤院
渊TPE-TPVC/
氨脂类渊TPE-TPU冤院酯类渊TPE-TPEE冤院酰胺类渊TPE-TPAE冤院有机氟类渊TPF冤院
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2011年第2期
新产品新技术
NewproductsTechnology
特殊结构袁因此袁在压缩永久变形尧耐热性尧弹性尧强度等方面袁都要比SEBS渊苯乙烯类冤弹性体有显著的提高遥因此袁TPO在早期的TPE材料中得到了迅速发展遥
自从AES渊美国高级弹性体公司冤采用完全动态硫化工艺成功开发了动态硫化的TPO-TPV以后袁开创了烯烃类弹性体发展的里程碑遥TPV和TPO最重要的区别在于前者分子之间存在大量橡胶粒子之间的交联作用要比改有交联作用的TPO有明显的区别遥目前袁绝大部渊硫化冤遥因此袁TPV在压缩永久变形尧强度尧耐热性方面更分的TPV都是选择EPPM/PP的橡胶和塑料相的组合袁EPDM橡胶天然具备的优异耐老性能尧弹性尧耐热性与聚丙烯渊PP冤高强度尧高弹性的优势组合袁使TPV特别适合TPV产品又可以采用一般的塑料生产工艺生产颜色丰富多彩的产品袁而不必像传统硫化橡胶那样在昂贵的线
PVC类密封条的市场和地位遥尽管目前还没有准确数据说明SEBS占整个建筑门窗密封条的市场份额袁但是从我们接触的客户来看袁选择SEBS作为密封条的越来越多袁尤其是欧洲尧日本地区的客户遥尽管SBS/SEBS有以上诸多优点袁但是袁它是由化学聚合而形成的较单纯的化学结构以及后来的合成技术不宽广遥所以袁该类TPE在耐容剂性差尧热稳定性差尧压缩永久变形大等方面还存在缺点袁限制了它的应用范围袁多被用于制鞋业尧胶布尧胶辊等民用消费品行业遥与其80年代兴起的经过机械混合法制成的多相复杂交联结构的TPV相比还有较大差距遥所以袁此类材料较少应用在航天尧航空尧汽车等要求较高的产品上遥
在建筑门窗中袁我们认为同样不宜用于经常处于动态重复压缩状态的产品上和对密封条有较高环境和性能要求的场合遥
聚烯烃类渊TPO/TPV冤
聚烯烃类弹性体渊TPO/TPV冤袁由橡胶和聚烯烃构成袁经过机械共混法制成遥通常橡胶成分为三元乙丙渊EPDM冤尧丁腈橡胶渊NBR冤和丁基橡胶渊IIR冤曰聚烯烃成有TPO和TPV两种类型弹性体遥
早期的烯烃类弹性体产品主要是TPO遥通常运用耐老化性能优异的EPDM由橡胶和PP经过机械共混形成一种少量的塑料连续相中分散着大量橡胶粒子的复杂结构高分子材料遥这类材料由于分子结构的复杂性及分主要为聚丙烯渊PP冤和聚乙烯渊PE冤袁其中代表性产品
被造做密封产品的材料袁又由于分子之间存在塑料相袁
上生产遥因此袁加工成本上更比传统橡胶有突出的优势遥
以上诸多优点渊良好的性能尧低廉的加工费尧灵活选择的颜色冤使TPV成为在汽车尧家电尧建筑密封尧电线电缆等行业里得到迅速的发展袁更是这些行业里可替代塑料和橡胶的长远弹性体材料袁更成为目前市场上烯烃类弹性的主流产品袁是全部TPE弹性体世界中增长最快的一个品种遥
如何选择适合您的密封条1.根据使用环境选择您的密封条2.根据材料对比选择
根据使用环境选择您的密封条
choiceyoursealingstripaccordingapplication
Applicationcondition
使用环境
工作温度产品价格元/kg含税
EPDM三元乙丙橡胶
SiliconRubber硅橡胶
6.60~13.2045~90
5.87~8.840~60
4.40~5.8730~40
TPV(EPDM/PP)聚烯烃类弹性体
SEBS
苯乙烯类弹性体
FlexiblePVC
软PVC或改性软PVC
3.67~5.1325~35
2.64~3.6718~25
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新产品新技术
NewproductsTechnology
根据材料对比选择
音Perfectphysicalproperty
音Highperformanceonlowtemperature,uptoupto-50益音Resistancetoweather袁theservicelifeupto30years
EPDM音Lowcompressset,from20%~30%渊三元乙丙橡胶冤高机械性能
低温性能好,可以达到-50益
良好的耐候性,可以达到30年使用寿命低压缩永久变形袁可以达到20%~30%
音Highelastomer
音Highperformanceonlowtemperature,uptoupto-50益音Resistancetoweather袁theservicelifeupto30years音Lowcompressset,from20%~30%
音EasytogetdifferentColorandsmoothfinish高弹性
低温性能好,可以达到-50益
良好的耐候性,可以达到30年使用寿命低压缩永久变形袁可以达到20%~30%多种多样的颜色可以选择袁制品表面光滑
&
音Noweld
音Highproducecost
音Diffcultlygetothercolorexceptblack不能回收不能焊接生产成本高
颜色单一袁通常是黑色音Noreclaim音Noweld
音Highproducecost音Lowtearstrength不能回收不能焊接生产成本高撕裂强度低
setfom30%~50%袁high鄄ercomparewithEPDM音Middlescalephysicalproperty
音ExpensivethanEPDM,PVC,SEBS
中等水平压缩永久变形袁达到30%~50%袁比EPDM大
中等机械性能
与EPDM,PVC,SEBS相比价格高
音Middlescalecompresssetfom30%~50%袁high鄄ercomparewithEPDM音Middlescalephysicalproperty
音Generallevelofresis鄄tancetoweather
中等水平压缩永久变形袁达到30%~50%袁比EPDM大
中等机械性能耐候性一般
音Outdoorsideofyourdoorandwindows
Needdynamicsealplace门窗面对户外的一侧
需要经常开关动作的动态密封场合
andwindows
音Needdynamicsealplacofyourdoorandwindowse音Nosuitfortheplacewhichneedhightearstrength门窗面对户外的一侧
需要经常开关动作的动态密封场合
不适合需要高撕裂强度的场合
SiliconRubber渊硅橡胶冤
音Lowgravityfrom0.9~1.0g/cm3,EPDMis1.2~1.3g/cm3音Canreclaim
音Easyproduce袁lowproductcostthanEPDM袁reduce50%~60%
音Middlescaleperformanceonlowtemperature,upto-TPV(EPDM/PP)30益
聚烯烃类弹性体音EasytogetdifferentColor袁matteandsmoothfinish
比重轻0.9~1.0g/cm3袁EPDM1.2~1.3g/cm3可以回收
容易加工袁制造成本比EPDM低50%~60%中等级别耐低温性能袁可以达到-30益
多种多样的颜色可以选择袁可以获得哑光滑爽的表面33音Canreclaim
音Easyproduce袁lowproductcostthanEPDM袁reduce50%~60%
音EasytogetdifferentColor
音CheapcomparethanTPV,EPDM,SILICON袁butexpensive
SEBSthanPVC
苯乙烯类弹性体音GoodelastomercomparewithPVC,EPDM
比重轻0.9~1.0g/cm3袁EPDM1.2~1.3g/cm3可以回收
容易加工袁制造成本比EPDM低50%~60%多种多样的颜色可以选择
与TPV,EPDM,SILICON相比价格便宜袁比PVC贵与PVC,EPDM相比具有更好的弹性
音Massappliedinstaticsit鄄uationandnohighcompresssetrequiresituation
多数情况是应用在门窗静止密封部位及对压缩永久变形没有太高要求的场合
Massappliedinstaticsitua鄄tionandnohighcompresssetrequiresituation
多数情况是应用在门窗静止密封部位及对压缩永久变形没有太高要求的场合
音CheapestcomparewithEPDM,SILICON,TPV音Lowphysicalproperty音Canreclaim音Migrationofplasticiz鄄音Easyproduce袁lowproductcostthanEPDM袁reduce50%~ingagent
FlexiblePVCor
60%音PoorresistanttowetherMassappliedincommondoor
ModifyFlexible
音EasytogetdifferentColorexceptmodifyflexiblePVC&window
PVC(软PVC或
与TPV,EPDM,SILICON相比价格最便宜机械性能低多数应用在普通门窗上
改性软PVC)
可以回收增塑剂迁移容易加工袁制造成本比EPDM低50%~60%耐候性一般袁改性软PVC多种多样的颜色可以选择除外
在本文章渊一冤中只介绍了部分材料的性能和优缺点遥其他更为先进的特殊材料的性能和优缺点以及有关密封
条的国际国内标准将在以后的篇幅中详细说明遥KINGAN为我公司注册商标遥
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