[摘要] 通过对硅橡胶与三元乙丙橡胶性能对比分析，阐述硅橡胶密封条在系统门窗上的应用及其优势。

[关键词] 系统门窗，硅橡胶密封条，节能

1、前言

系统门窗一个性能系统的完美有机组合，需要考虑水密性、气密性、抗风压、机械力学强度、隔热、隔音、防盗、遮阳、耐候性、操作手感等一系列重要的功能，通过把型材、玻璃、玻璃胶、密封胶条和辅助配件经过标准化生产、加工和安装，形成高性能的系统门窗。建筑能耗已占我国全社会总能耗的40%；而门窗能耗又占建筑能耗的45%～50%，占社会总能耗的15%～20%。因此节能是系统门窗一个重要的要求，门窗的密封性又是节能的关键点。

高性能密封条是高性能系统门窗必不可少的部分（见图1），密封条的质量好坏将直接影响到门窗的密封效果。密封条如果出现质量问题，可能导致以下问题的发生：1、如果选用的密封条耐老化性和耐高低温性差，安装使用不久后将变硬变脆，失去弹性将导致密封性能丧失；2、如果选用的密封条抗形变性差，在长期压缩受力形变后将难以恢复，无法保持良好的密封性，严重时甚至会出现安装部位收缩后导致脱落的现象发生；3、由于部分密封条中添加有小分子增塑剂，经过长期阳光照射受热后，密封条出现发粘，甚至渗油现象，污染玻璃和型材，影响门窗的外观和密封性能。目前建筑门窗常用的密封条主要有三元乙丙橡（EPDM）、聚氯乙烯（PVC）、硅橡胶（SR）密封条等几种类型，其中聚氯乙烯由于耐老化性差，目前逐渐被市场淘汰。三元乙丙性能比聚氯乙烯相对要好，是目前使用量较多的一种密封条。硅橡胶具有优异的耐老化、耐高低温、高回弹性等优异的性能，是目前密封条中性能最好的品种，然而由于价格和市场认知度等原因目前尚未得到较好的推广。本文拟通过硅橡胶和三元乙丙橡胶的对比详细介绍硅橡胶密封条的性能及优势，为硅橡胶密封条的选用提供参考。

图1 门窗截面示意图

2、硅橡胶密封条的性能及优势

2.1 优异的耐候性

优异的耐候性能可以使密封条在长时间光照情况下保持性能基本不变。常见的密封条无论是三元乙丙还是PVC，其材料主链都是以C-C键（键能356KJ/mol）或者C-O键（键能336KJ/mol）组成，在紫外线（辐照能370KJ/mol）的照射下，容易发生断链重排导致材料降解变硬或者开裂。硅橡胶主链为Si-O键（键能452KJ/mol），键能远高于紫外线辐照能，在长期光照老化下能保持性能的稳定。图2为硅橡胶和三元乙丙橡胶根据JGT 488-2015标准在水紫外老化箱中老化300h的机械性能变化。从图2中可以看出硅橡胶经过水紫外老化后性能基本不变。三元乙丙橡胶硬度增加是因为断链增加交联点，导致断裂伸长率降低，逐渐失去弹性，影响胶条的密封性。

图2 硅橡胶与三元乙丙橡胶紫外老化后机械性能变化

2.2 优异的耐高低温性

我国幅员辽阔、纬度跨度大，气候的差异会导致南方的夏天到北方的冬天外墙的门窗温度变化从70℃到-40℃。这也让系统门窗对密封条提出更宽的使用温度范围要求。硅橡胶可在-60℃-200℃之间长期使用，能满足全国各地各个季节门窗的使用。图3为硅橡胶与三元乙丙同时压缩25%，经过100℃*168h处理，从图中可看出硅橡胶经过高温老化后还具有优异的恢复能力，三元乙丙经过高温老化后恢复能力则较差。图4为硅橡胶与三元乙丙低温老化24h后的硬度变化，从图中可看出，-40℃时硅橡胶的硬度变化不大，而三元乙丙硬度增加了22度，硬度增加越大，密封条的弹性下降越多，最终变脆失去密封效果。

图3 硅橡胶与三元乙丙橡胶高温处理前后变化

图4 硅橡胶与三元乙丙低温老化24h后的硬度变化

2.3 优异的弹性和回弹性

弹性是橡胶能产生形变的形变量，回弹性是密封条因来自外力及自身力产生形变后具有恢复到原来形状尺寸的性能，回弹性越好，能更好的保证密封条与型材或者玻璃紧紧相贴。因此优异的弹性和回弹性是密封条保证门窗气密性的重要性能。硅橡胶中Si-O键的转动能低，且硅氧烷链呈螺旋链结构，因此硅橡胶具有较好的弹性，从图3和图4中可以看出，无论高温还是低温下，硅橡胶都具有比三元乙丙更优异的弹性和回弹性，能更好的保持门窗的长久密封性能。

2.4 良好的相容性

高性能系统门窗是将各配件的高性能完美组合，因此密封条与硅酮胶和丁基胶的相容性也是个不可忽视的问题。在实际使用中发现，由于三元乙丙橡胶增塑剂添加的是小分子的环烷烃类，在长时间的使用中会缓慢释放出来，与硅酮胶接触会产生黄变现象（见图5），影响门窗的外观及密封性。中空玻璃密封时使用的丁基胶，在与三元乙丙橡胶接触会产生拉丝现象（见图6），影响中空玻璃的密封性导致中空玻璃出现流泪现象。

图5 硅橡胶与三元乙丙橡胶和硅酮胶相容试验

图6 硅橡胶与三元乙丙橡胶和丁基胶相容试验

2.5 颜色多样性，无毒无味

一般三元乙丙橡胶只能做成黑色产品，且有难闻的气味。硅橡胶密封条则可以调成各种颜色，可以与任意颜色的门窗型材搭配，提供良好密封性的同时又具有很好的美观性，并且安全无毒无味，符合系统门窗是建筑造型的艺术效果。

2.6 密度和米重小

由于原料来源不同，硅橡胶密封条的单价比三元乙丙密封条要高一些，但常常容易被人们忽略硅橡胶的密度比三元乙丙橡胶小，在相同重量情况下硅橡胶密封条具有更长的长度，出窗率更高。一般硅橡胶的密度在1.18-1.25g/cm3之间，三元乙丙橡胶密度在1.3-1.5 g/cm3之间。三元乙丙橡胶密度比硅橡胶约大10%-25%，因此表面上看硅橡胶密封条的公斤价格要高于三元乙丙橡胶密封条，但平摊到每米的单价实际上相差不大。再平摊到每扇门窗时，使用硅橡胶密封条的成本比三元乙丙橡胶密封条也不会有太大的差别，但硅橡胶密封条的综合性能却明显要好。

3、白云高性能硅橡胶密封条

近年来，白云化工推出了SR5001、SR6001、SR7001三个系列的高性能硅橡胶密封条产品，完全符合国家标准GB/T 24498-2009的要求，相比三元乙丙橡胶密封条具有更优异的耐候性、耐高低温性、回弹性等性能，可以更好的保障门窗的长久密封性能。

4、结语

节能和环保是国家大力提倡发展的方向，门窗是建筑节能的关键，系统门窗具有优异的气密性、水密性、隔音、隔热、节能环保等优异性能，发展前景巨大。硅橡胶密封条具有更加优异的综合性能，能更好的满足系统门窗对密封条的高要求。随着市场认知度的不断提高，硅橡胶密封条的广泛应用将只是时间问题。

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