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1 前言
在門窗幕墻飛速發(fā)展的今天，密封作為其中關(guān)鍵性的一項(xiàng)指標(biāo)，被越來越重視。密封的材質(zhì)種類繁多，EPDM（詞條“EPDM”由行業(yè)大百科提供）橡膠由于其良好的耐候性，被廣泛的運(yùn)用到幕墻和門窗上。在工程中，常規(guī)的都采用國標(biāo)檢測數(shù)據(jù)來體現(xiàn)EPDM密封膠條的性能，在一帶一路的利好政策下，國內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)也多樣化，目前，主要還是美國標(biāo)準(zhǔn)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)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(guān)鍵產(chǎn)品之一，主要依靠EPDM橡膠回彈性來實(shí)現(xiàn)門窗幕墻密封、保溫、隔音等性能。在建筑類橡膠中體現(xiàn)回彈性的標(biāo)準(zhǔn)主要有三組數(shù)據(jù)，分別為拉伸強(qiáng)度，永久壓縮變形量、拉斷伸長率。見表1：
表1不同標(biāo)準(zhǔn)的回彈性數(shù)據(jù)對比
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序號 |
測試項(xiàng)目 |
國標(biāo)
(GB/T 24498-2009) |
歐標(biāo)
（EN12365-2003） |
美標(biāo)
（ASTMC864-05）2011 |
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國家指標(biāo) |
歐洲指標(biāo) |
美國指標(biāo) |
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1 |
硬度(邵A）,shore A |
/ |
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2 |
拉伸強(qiáng)度 , Mpa |
≥5 |
≥10.3 |
≥11.0 |
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3 |
拉斷伸長率，% |
≥250 |
≥250 |
≥250 |
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4 |
壓縮永久變形量，% |
≤35 |
≤35 |
≤30 |
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注:幕墻的拉伸強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)是是10.3Mpa |
2.1 硬度指標(biāo)
在國標(biāo)中，硬度沒有作為硬性的一個指標(biāo)規(guī)定，國內(nèi)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(nèi)的硬度，常常被門窗幕墻的不同部位采用，實(shí)現(xiàn)特定部位特定材料的多元化，只要最終的其他項(xiàng)檢測結(jié)果符合國標(biāo)，就可以判定其符合國標(biāo)。
2.2拉伸強(qiáng)度
三大標(biāo)準(zhǔn)的中具有較大差別的數(shù)據(jù)是拉伸強(qiáng)度，國標(biāo)有別于歐標(biāo)和美標(biāo)，國標(biāo)的拉伸針對不同的使用環(huán)境設(shè)定了2組不同指標(biāo),門窗拉伸強(qiáng)度≥5Mpa,幕墻≥10.3Mpa。
常規(guī)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(jī)場幕墻部分位置需要較大的拉伸量(風(fēng)琴板密封膠條)，在這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)上國標(biāo)制定時(shí)更加貼合實(shí)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(biāo)之一，由于EPDM密封膠條的工作環(huán)境經(jīng)常存在長時(shí)間的受壓，會導(dǎo)致膠條產(chǎn)生一定的形變。在撤掉持續(xù)一定時(shí)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(xiàng)數(shù)據(jù)上，美標(biāo)要比國標(biāo)和歐標(biāo)的要求高5%。
壓縮永久變形量的體現(xiàn)，不僅限于原材料配比上，不同的生產(chǎn)工藝也會導(dǎo)致壓縮永久變形量數(shù)據(jù)上的變化。國內(nèi)現(xiàn)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(shí)，這時(shí)候的數(shù)據(jù)的差異化就會非常明顯。微波硫化的EPDM壓縮永久變形量會數(shù)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。
3 EPDM密封膠條使用耐久性
3.1 硬度變化指標(biāo)
EPDM密封膠條在實(shí)際使用中，硬度會逐漸變硬，國家標(biāo)準(zhǔn)對熱老化后的EPDM密封膠條硬度變化范圍規(guī)定了數(shù)值，確保符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品在后續(xù)的使用中，能保證膠條的密封性能。
3.2拉伸強(qiáng)度變化率和拉斷伸長變化率
在熱老化后，EPDM膠中的化學(xué)鍵之間鍵能降低，EPDM膠會出現(xiàn)拉伸強(qiáng)度減小，拉斷伸長尺寸縮短等現(xiàn)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(biāo)、歐標(biāo)、美標(biāo)中都做了具體數(shù)據(jù)要求。
這三個數(shù)據(jù)在表格中看似數(shù)據(jù)基本相似，但是三個標(biāo)準(zhǔn)的檢測環(huán)境不同，時(shí)間和溫度上國標(biāo)的要求明顯高于歐標(biāo)和美標(biāo)。
3.3加熱失重比
EPDM密封膠條是屬于高分子產(chǎn)品，其屬性與鋁型材（詞條“鋁型材”由行業(yè)大百科提供）、玻璃、五金等組件有較大的區(qū)別，EPFM密封膠條在生產(chǎn)完畢后和后續(xù)使用中會發(fā)生持續(xù)的變化。在實(shí)際使用中體現(xiàn)為部分品質(zhì)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(yīng)縮小。體現(xiàn)這個數(shù)據(jù)的是國標(biāo)老化實(shí)驗(yàn)檢測標(biāo)準(zhǔn)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(yán)格的指標(biāo)，但這個數(shù)據(jù)在歐標(biāo)和美標(biāo)里面卻沒有做相應(yīng)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?jīng)Q定性的意義。見表2：
表2 不同標(biāo)準(zhǔn)的熱空氣老化數(shù)據(jù)對比
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序號 |
測試項(xiàng)目 |
國標(biāo)
(GB/T 24498-2009) |
歐標(biāo)
（EN12365-2003） |
美標(biāo)
（ASTMC864-05）2011 |
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熱老化實(shí)驗(yàn)環(huán)境 |
100℃×168H |
70℃×100H |
70℃×100H |
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指標(biāo)類型 |
國家指標(biāo) |
歐洲指標(biāo) |
美國指標(biāo) |
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1 |
硬度(邵A）,
shore A |
-5 ～ +10 |
/ |
/ |
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2 |
拉伸強(qiáng)度變化率，% |
＜25 |
≤25 |
≤15 |
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3 |
拉斷伸長變化率，% |
＜40 |
≤40 |
≤40 |
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4 |
加熱失重比，% |
≤3.0 |
/ |
/ |
3.4加熱失重比不良的的密封膠條會出現(xiàn)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(guī)避加熱失重?在前期設(shè)計(jì)和后續(xù)安裝階段都可以彌補(bǔ)部分這項(xiàng)數(shù)據(jù)。以系統(tǒng)窗為例，首先系統(tǒng)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(tǒng)窗的密封部件多且安裝密封膠條的工藝也較復(fù)雜，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：
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(wěn)固，不會因?yàn)榧訜崾е貙?dǎo)致脫離槽口等現(xiàn)象。
功能部位;密封膠條功能部位設(shè)計(jì)的過盈搭接（詞條“搭接”由行業(yè)大百科提供）量上較大，不會因?yàn)榧訜崾е貙?dǎo)致關(guān)鍵密封處產(chǎn)生漏縫的現(xiàn)象。
安裝長度：在固定長度的型材上擠壓進(jìn)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(chǎn)品，在接觸到塑鋼型材時(shí)會發(fā)生一定的分子遷移現(xiàn)象，導(dǎo)致塑鋼型材出現(xiàn)發(fā)黃和黑印等問題。嚴(yán)重影響了門窗的整體美觀。這項(xiàng)檢測國標(biāo)和美標(biāo)做了要求，歐標(biāo)沒有檢測需求。
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(jié)晶度小，使體系中的細(xì)料有較好的相容性。見表3：
表3 不同標(biāo)準(zhǔn)的可遷移性要求比較
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序號 |
項(xiàng)目 |
國標(biāo)
(GB/T 24498-2009) |
歐標(biāo)
（EN12365-2003） |
美標(biāo)
（ASTMC864-05）2011 |
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1 |
型材 |
無明顯黃印 |
/ |
無遷移現(xiàn)象 |
4.2EPDM的相容性和改善措施
普通硫化EPDM產(chǎn)品和硅酮膠接觸會發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致硅酮膠黃變，開裂。這一個檢測項(xiàng)目在三個標(biāo)注中不是必檢測項(xiàng)目。但實(shí)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(fā)生黃變反應(yīng)。國內(nèi)有研發(fā)一款特殊配方，簡稱EPDM-S。這款特殊料不會和硅酮膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能和硅酮膠配合使用。見表4：
表4不同標(biāo)準(zhǔn)的相容性要求比較
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序號 |
項(xiàng)目 |
國標(biāo)
(GB/T 24498-2009) |
歐標(biāo)
（EN12365-2003） |
美標(biāo)
（ASTMC864-05）2011 |
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1 |
硅酮膠相容性 |
/ |
/ |
/ |
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(jié)構(gòu)飽和，具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，在應(yīng)用中主要體現(xiàn)在耐臭氧，耐熱老化等方面，長期使用過程中不會出現(xiàn)明顯變軟或發(fā)硬等現(xiàn)象，仍能保持較好的彈性，從而實(shí)現(xiàn)密封條的密封性能。三大檢測標(biāo)準(zhǔn)中體現(xiàn)EPDM耐候性的數(shù)據(jù)有耐臭氧老化定伸、脆化溫度，下表是各標(biāo)準(zhǔn)耐候性數(shù)據(jù)對比。見表5、表6。
表5不同標(biāo)準(zhǔn)的耐臭氧老化定伸對比
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序號 |
測試項(xiàng)目 |
國標(biāo)
(GB/T 24498-2009) |
歐標(biāo)
（EN12365-2003）
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美標(biāo)
（ASTMC864-05）2011 |
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1 |
實(shí)驗(yàn)環(huán)境 |
溫度 |
40℃×168H×500pphm伸長20% |
40℃×72H×100pphm定伸20% |
40℃×100H×100pphm定伸20% |
|
時(shí)間 |
168H |
72H |
100H |
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臭氧濃度 |
500pphm |
100pphm |
100pphm |
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伸長率 |
伸長20% |
伸長20% |
伸長20% |
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耐臭氧老化定伸 |
試樣表面不龜裂 |
試樣表面不龜裂 |
試樣表面不龜裂
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表6 不同標(biāo)準(zhǔn)的脆化溫度對比
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序號 |
測試項(xiàng)目 |
國標(biāo)
(GB/T 24498-2009) |
歐標(biāo)
（EN12365-2003）
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美標(biāo)
（ASTMC864-05）2011 |
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1 |
實(shí)驗(yàn)環(huán)境 |
溫度 |
-40℃ |
-40℃ |
-40℃ |
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指標(biāo)類型 |
國家
指標(biāo) |
新安東國標(biāo)料 |
歐洲指標(biāo) |
新安東歐標(biāo)料 |
美國指標(biāo) |
新安東美標(biāo)料 |
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脆化溫度 |
-40℃不破裂 |
通過 |
-40℃不斷 |
-40℃下十根沖擊均未斷 |
-40℃不斷 |
-40℃下十根沖擊均未斷 |
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6 總結(jié)
通過上文的敘述，基本分析對比了各個標(biāo)準(zhǔn)對EPDM密封膠條的物性要求。現(xiàn)在國內(nèi)的中大型橡膠制品公司基本上都會給出比較常用的標(biāo)準(zhǔn)檢測報(bào)告，包括國標(biāo)、美標(biāo)、歐標(biāo)、英標(biāo)、澳標(biāo)等;未來的建筑市場越來越規(guī)范化操作，設(shè)計(jì)師和采購人員讀懂并挑選合適的膠料是一項(xiàng)不可缺少的技能，檢測報(bào)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(jù)。
