解析EPDM建筑密封膠條國標、歐標、美標各項指標的物性和區(qū)別

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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)鍵性的一項指標，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，被廣泛的運用到幕墻和門窗上。在工程中，常規(guī)的都采用國標檢測數(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準也多樣化，目前，主要還是美國標準和歐洲標準居多。

　　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)回彈性的標準主要有三組數(shù)據(jù)，分別為拉伸強度，永久壓縮變形量、拉斷伸長率。見表1：

表1不同標準的回彈性數(shù)據(jù)對比

　　2.1 硬度指標

　　在國標中，硬度沒有作為硬性的一個指標規(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，實現(xiàn)特定部位特定材料的多元化，只要最終的其他項檢測結(jié)果符合國標，就可以判定其符合國標。

　　2.2拉伸強度

　　三大標準的中具有較大差別的數(shù)據(jù)是拉伸強度，國標有別于歐標和美標，國標的拉伸針對不同的使用環(huán)境設(shè)定了2組不同指標,門窗拉伸強度≥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)，在這項標準數(shù)據(jù)上國標制定時更加貼合實際。

　　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之一，由于EPDM密封膠條的工作環(huán)境經(jīng)常存在長時間的受壓，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。在這項數(shù)據(jù)上，美標要比國標和歐標的要求高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，這時候的數(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

　　EPDM密封膠條在實際使用中，硬度會逐漸變硬，國家標準對熱老化后的EPDM密封膠條硬度變化范圍規(guī)定了數(shù)值，確保符合標準的產(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、歐標、美標中都做了具體數(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，但是三個標準的檢測環(huán)境不同，時間和溫度上國標的要求明顯高于歐標和美標。

　　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)的是國標老化實驗檢測標準中的加熱失重比。國家對于熱空氣老化后的失重比給出了更加嚴格的指標，但這個數(shù)據(jù)在歐標和美標里面卻沒有做相應(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 不同標準的熱空氣老化數(shù)據(jù)對比

　　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)計和后續(xù)安裝階段都可以彌補部分這項數(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：

　　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，不會因為加熱失重導(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，不會因為加熱失重導(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。嚴重影響了門窗的整體美觀。這項檢測國標和美標做了要求，歐標沒有檢測需求。

　　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，使體系中的細料有較好的相容性。見表3：

表3 不同標準的可遷移性要求比較

　　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。這一個檢測項目在三個標注中不是必檢測項目。但實際使用中，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不同標準的相容性要求比較

　　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，從而實現(xiàn)密封條的密封性能。三大檢測標準中體現(xiàn)EPDM耐候性的數(shù)據(jù)有耐臭氧老化定伸、脆化溫度，下表是各標準耐候性數(shù)據(jù)對比。見表5、表6。

表5不同標準的耐臭氧老化定伸對比

表6 不同標準的脆化溫度對比

　　6 總結(jié)

　　通過上文的敘述，基本分析對比了各個標準對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準檢測報告，包括國標、美標、歐標、英標、澳標等;未來的建筑市場越來越規(guī)范化操作，設(shè)計師和采購人員讀懂并挑選合適的膠料是一項不可缺少的技能，檢測報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)。