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高温硫化硅橡胶密封条在建筑上的应用

来源:浙江凌志精细化工有限公司  作者:方瑞  日期:2012-12-12
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【摘 要】:硅橡胶因其优异的耐老化性能、高弹性及弹性回复性能,在节能门窗的应用上极具优势。本文从建筑节能的角度出发,阐述了节能门窗对于密封胶条的要求,并详细介绍了硅橡胶密封条的性能及在门窗上的应用。
【关键词】:门窗 节能 硅橡胶密封条
 
  正是这种优异的耐气候性与抗老化性恰恰能够提供密封胶条稳定的物理机械性能,从而能够长期保障密封性能。众所周知,建筑幕墙长期处于严苛的室外环境之中,这样的环境要求优质材料保障密封。硅橡胶密封条适宜各种气候,即使长期暴露在紫外线和风雨的恶劣条件下,性能也不发生变化。所以硅橡胶密封条完全适宜严苛室外环境,保障其密封性。为了考察密封胶条的长期性能,我们遵照JC/T485-2007《建筑窗用弹性密封胶》测试了三组硅橡胶密封条的紫外老化性能(灯管功率300 瓦,灯管距试件250mm,紫外线辐照强度 2000~3000μW /cm2),实验时间为300h。实验结果如图2 所示。

  我国幅员辽阔,南北气候迥异,门窗既要面对严寒,也要面对酷暑,甚至一天之内就要面对气温急剧变化。作为保障门窗密封性能的关键材料——密封胶条,也必须具有优异的耐高低温性能。为此,我们考察了硅橡胶密封条的耐高低温性能。结果如图4、5 所示。

  在图中可以看出,硅橡胶无论是在100℃的热老化环境下还是在-25℃的低温老化环境下,拉伸强度、拉断伸长率硬度的变化非常小。这一点也是有机橡胶无法比拟的。

  高弹性和高回弹性是保障密封的两个非常重要的性能,这两个性能可以通过硬度的稳定性得以体现。无论怎样的老化环境,高温硫化硅橡胶都能保持稳定的硬度,因此弹性变化也非常小,总是趋于恢复到原来的几何形状,产生自动压紧的效果,保障密封作用。

  我们选取了同一时间点测试相同热老化环境下的硅橡胶与三元乙丙橡胶的性能。发现无论是拉伸强度、拉断伸长率还是硬度,三元乙丙性能变化率都远远高于硅橡胶。说明相同的环境中,三元乙丙橡胶不耐老化,硬度上升,胶条脆性增加,性能下降。而硅橡胶则依旧能维持原有的机械性能。

  图6 100℃*168h 后老化性能对比


  从图2 中可以清楚地看到经过长时间的紫外辐照,胶条的性能变化非常小。这样的变化对于硅橡胶密封条在门窗中的应用中的影响微乎其微。普通的三元乙丙橡胶耐紫外老化性能较差。从图3 中可以发现,由于紫外环境引发三元乙丙橡胶进一步的交联,橡胶的硬度上升很快,而硬度的增加会导致胶条的弹性下降。同时也能发现拉断伸长率下降的很迅速,表现为材料的脆性增加。这些都不利于保障门窗的密封性能。在图中可以看出,硅橡胶无论是在100℃的热老化环境下还是在-25℃的低温老化环境下,拉伸强度、拉断伸长率和硬度的变化非常小。这一点也是有机橡胶无法比拟的。

  高弹性和高回弹性是保障密封的两个非常重要的性能,这两个性能可以通过硬度的稳定性得以体现。无论怎样的老化环境,高温硫化硅橡胶都能保持稳定的硬度,因此弹性变化也非常小,总是趋于恢复到原来的几何形状,产生自动压紧的效果,保障密封作用。

  我们选取了同一时间点测试相同热老化环境下的硅橡胶与三元乙丙橡胶的性能。发现无论是拉伸强度、拉断伸长率还是硬度,三元乙丙性能变化率都远远高于硅橡胶。说明相同的环境中,三元乙丙橡胶不耐老化,硬度上升,胶条脆性增加,性能下降。而硅橡胶则依旧能维持原有的机械性能。同时,我们发现,小分子的挥发也是造成密封条收缩的原因之一。因此在热老化实验中,我们也测量了两种胶条的热失重。从图6 中可以看到,三元乙丙橡胶会在热老化实验中约有2% 左右的热失重。由于三元乙丙的增塑剂多为环烷烃,这部分小分子会在长期使用过程中缓慢释放,从而影响其性能。硅橡胶的热失重非常小,在1% 以下,可见其本身的热稳定性非常好,胶条的材料变化不大,因此机械性能也非常稳定。

  2.2 良好的相容性
  随着中空玻璃的普及,密封胶条与硅酮密封胶、丁基胶的相容性也是不可忽视的问题。在实际应用过程中,我们发现由于三元乙丙橡胶中小分子的挥发造成的中空玻璃流泪的现象。我们做了相关的污染性实验,实验结果如图所示。

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