系統(tǒng)門窗指的是運(yùn)用系統(tǒng)集成的思維方式，基于針對不同地域氣候環(huán)境和使用功能要求所研發(fā)的門窗系統(tǒng)，按照嚴(yán)格的程序進(jìn)行設(shè)計、制造和安裝，具備高可靠性、高性價比的建筑門窗。系統(tǒng)門窗是由多要素、多個子系統(tǒng)相互作用、相互依賴所構(gòu)成的有一定秩序的集合體，能夠有效保證建筑性能。

  目前，國內(nèi)外系統(tǒng)門窗企業(yè)所采用的密封膠條材質(zhì)主要以耐老化性能和物理性能均十分優(yōu)異的三元乙丙橡膠為主，達(dá)85%以上。隨著門窗企業(yè)及售后市場對系統(tǒng)門窗性能的要求越來越高，單一的三元乙丙密實膠擠出的密封條已不能滿足市場的需要，在這種趨勢下，一些具有自主研發(fā)能力的密封條生產(chǎn)企業(yè)對密封條的用途進(jìn)行了細(xì)分，針對用于不同位置的密封膠條，采用密實橡膠、海綿橡膠復(fù)合，密實橡膠、玻纖復(fù)合、密實橡膠，海綿橡膠、玻纖三復(fù)合以及海綿表面附加光滑涂層等方法，來解決各種密封和隔熱問題。這些將不同材料復(fù)合在一起的膠條，統(tǒng)稱為復(fù)合型密封膠條。本文主要就復(fù)合型密封膠條在系統(tǒng)門窗中的特性及應(yīng)用進(jìn)行介紹及探討，以期為有相關(guān)需求的客戶或研究者提供幫助。

1 三元乙丙海綿橡膠的特性

  三元乙丙發(fā)泡海綿膠條是通過將化學(xué)發(fā)泡劑加入到三元乙丙橡膠之中，經(jīng)過高溫發(fā)泡并硫化定型后得到的一種截面呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)的發(fā)泡膠條，具有以下特點：

a) 密度低。海綿橡膠中有大量氣泡存在，其密度約為0.5~0.6g/立方厘米，為普通膠條的二分之一甚至更低。

b) 隔熱性優(yōu)良。由于海綿橡膠中有大量泡孔，泡孔中氣體的熱導(dǎo)率比實心橡膠低很多，所以發(fā)泡膠條的導(dǎo)熱率很低。

c) 隔音效果好。海綿橡膠的隔音效果是通過吸收聲波能量，使聲波不能反射傳遞而達(dá)到的。

d) 比強(qiáng)度高。由于海綿橡膠密度低，比強(qiáng)度自然要比非發(fā)泡制品高。發(fā)泡膠條的機(jī)械強(qiáng)度隨發(fā)泡倍數(shù)的增加而下降。

e) 優(yōu)異的耐熱、耐化學(xué)藥品性能，比密實橡膠更加優(yōu)秀的壓縮回彈性，低溫柔軟性。

海綿橡膠和實心橡膠的性能對比如表1所示：

表1 海綿橡膠和實心橡膠性能對比

  由表1可以看出，海綿橡膠的硬度遠(yuǎn)低于實心橡膠，壓縮永久變形也優(yōu)于實心橡膠，由此可以獲得更好的密封性能，而導(dǎo)熱系數(shù)只相當(dāng)于實心橡膠的三分之一，是保溫隔熱的理想材料，不足之處在于拉伸強(qiáng)度低于密實橡膠。所以，海綿橡膠更加適合用于密封部位而不適合用在安裝部位。

2 三元乙丙實心橡膠和海綿橡膠復(fù)合產(chǎn)品的特性及應(yīng)用

2.1 鑒于海綿橡膠自身的柔軟性和良好的壓縮變形性能，市面上出現(xiàn)了應(yīng)用于開啟扇上的實心海綿復(fù)合膠條，如圖2所示，將密封條負(fù)責(zé)密封的部位由實心橡膠更換為海綿發(fā)泡橡膠，以提供更加優(yōu)秀的氣密性和水密性以及防塵效果，減小關(guān)窗力度。同時，安裝部位依然采用硬度較高、物理性能優(yōu)秀的實心橡膠，以保證膠條的安裝牢固性，經(jīng)過長期的使用后不易脫落。

圖1 純實心橡膠膠條 圖2 實心橡膠和海綿橡膠復(fù)合膠條

  我們知道，由于型材表面上總是存在著微觀的凹凸不平，型材廠家有時還會在型材表面進(jìn)行粗糙度處理，所以，型材表面都是凹凸不平的。為了保證密封，就必須對密封條的密封部位施加足夠大的壓力，使其發(fā)生彈性或塑性變形以填充型材表面的間隙。海綿橡膠的優(yōu)勢在于：在較低的壓緊力的作用下，即可發(fā)生較大的彈性形變，并且由于其質(zhì)地柔軟，可以良好的填充型材表面的間隙，達(dá)到有效的密封。同時，窗戶更加容易開啟和關(guān)閉。海綿橡膠和實心橡膠的壓縮應(yīng)力曲線見圖3。海綿橡膠的壓縮永久變形優(yōu)于實心橡膠，這就意味著在長期的壓縮密封中，海綿橡膠的應(yīng)力松弛損失更小。對海綿橡膠進(jìn)行壓縮方式的應(yīng)力松弛試驗，通過阿倫尼烏茲公式計算得出：在47℃的條件下，至少需要30年，其壓縮應(yīng)力才會損失15%。如圖4所示：

圖4 海綿橡膠的壓縮應(yīng)力松弛表

2.2 除了在開啟扇上的應(yīng)用，實心/海綿復(fù)合密封膠條還應(yīng)用于系統(tǒng)門窗中的等壓膠條，如圖5所示：

圖5 實心、海綿復(fù)合等壓膠條

  我們一般用U值的大小來表征整窗的節(jié)能程度，等壓膠條在型材中起到阻斷空氣對流和熱輻射的功能，對于降低整扇窗戶的U值，起著至關(guān)重要的作用，而實心膠條的導(dǎo)熱系數(shù)在0.25W/(m·K)左右，略顯偏大，海綿橡膠的導(dǎo)熱系數(shù)為0.1W/(m·K)，若將等壓膠條中空腔部位的實橡膠心膠更換為海綿橡膠后，可以明顯降低窗戶的U值。

純密實橡膠整框U=1.8 密實海綿復(fù)合整框U=1.55

圖5 純實心和復(fù)合型等壓膠條整窗U值對比

  如圖5所示，在型材、玻璃、隔熱條等條件相同情況下，我們用熱工軟件對EPDM實心膠條、復(fù)合膠條的進(jìn)行了對比分析，分析結(jié)果表明，使用復(fù)合型等壓膠條，最高可以將整窗的U值降低0.25左右。

3 三元乙丙實心橡膠、玻纖繩復(fù)合產(chǎn)品的特性及應(yīng)用

  通常情況下，將密封條安裝在型材框架上的方式有兩種，一種是穿入式安裝，另一種為壓入式安裝。當(dāng)安裝方法為穿入式時，由于密封條在穿入時受到拉力，安裝完成后，密封條內(nèi)部會殘留有收縮的應(yīng)力無法消除，在一段時間后就會在這種應(yīng)力的作用下產(chǎn)生收縮，造成端頭的拉伸斷裂，嚴(yán)重影響密封效果。將玻纖繩與三元乙丙復(fù)合的密封條可以完美解決這一問題。圖6所示：這種密封條通過特殊的模具和擠出機(jī)機(jī)頭擠出，將無法延伸的玻纖繩復(fù)合進(jìn)三元乙丙橡膠，二者通過粘合劑牢固的粘結(jié)在一起，在膠條受到拉伸時，內(nèi)部的玻纖將承受外部的拉力，從而使膠條不會產(chǎn)生延伸，避免了密封條后期的收縮問題。目前市面上已經(jīng)衍生出了玻纖與密實橡膠雙復(fù)合膠條、玻纖與密實膠、海綿膠三復(fù)合膠條等各類產(chǎn)品。

圖6 實心橡膠、玻纖雙復(fù)合密封條

4 三元乙丙實心橡膠、遇水膨脹橡膠復(fù)合產(chǎn)品的特性及應(yīng)用

  遇水膨脹橡膠是一種獨特的橡膠新產(chǎn)品，該種橡膠在遇水后產(chǎn)生6-7倍的膨脹變形，并充滿接縫的所有不規(guī)則表面、空穴及間隙，同時產(chǎn)生巨大的接觸壓力，徹底防止?jié)B漏。

　　遇水膨脹橡膠較普通橡膠具有更卓越的特性和優(yōu)點。當(dāng)接縫或施工縫發(fā)生位移，造成間隙超出材料的彈性范圍時，普通型橡膠止水材料則失去止水作用。而該材料還可以通過吸水膨脹來止水。使用遇水膨脹橡膠作為堵漏密封止水材料，不僅用量節(jié)省，而且還可以消除一般彈性材料因過大壓縮而引起彈性疲勞的特點，使防水效果更為可靠。

　　與遇水膨脹橡膠復(fù)合的膠條(圖7)通常用在玻璃批水條上，膨脹橡膠被設(shè)計用于第二、三道密封。由于第一道防水密封的作用，其在平時一般不會與水接觸。一旦第一道防水密封失效，當(dāng)水進(jìn)入第二道密封遇到膨脹橡膠后，膨脹橡膠與水反應(yīng)，發(fā)生膨脹，體積變?yōu)樵瓉淼?倍以上，(圖8)從而加強(qiáng)密封面積和密封力，徹底防止?jié)B漏。更為可貴的是，當(dāng)膨脹后的膠條處于干燥環(huán)境時，其體積會慢慢的恢復(fù)到未膨脹之前的狀態(tài)，并且可以反復(fù)膨脹，長期使用。

圖7 實心橡膠、遇水膨脹橡膠雙復(fù)合密封條

5 其他復(fù)合型密封膠條

  除了上述幾種常見的復(fù)合密封膠條外，市面上還有其他各種類型的復(fù)合密封條，例如：

a) 密封部位復(fù)合有光滑涂層或者絨毛的，以降低開關(guān)窗戶時的澀感，以及開關(guān)窗時的噪音，并且加強(qiáng)密封。

b) 在膠條的安裝部位復(fù)合一層硬質(zhì)PP，增加安裝部位的牢固度，使膠條更易安裝，不易脫落。

c) 膠條表面復(fù)合一層彩膠，使其與窗戶型材顏色相似，整體更加美觀，更加協(xié)調(diào)。

總結(jié)：

  目前，國內(nèi)門窗密封條生產(chǎn)廠家眾多，生產(chǎn)的產(chǎn)品檔次和質(zhì)量良莠不齊，導(dǎo)致密封條市場魚龍混雜，而能夠利用資源優(yōu)勢進(jìn)行整合并形成自主品牌的企業(yè)，才能做大做強(qiáng)。門窗密封條生產(chǎn)廠家不僅僅是為門窗企業(yè)提供產(chǎn)品配套，還必須介入到門窗開發(fā)設(shè)計過程中去，只有這樣，所研發(fā)的密封條產(chǎn)品才更有針對性，更加專業(yè)，從而推進(jìn)新材料，新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用，并以此來延伸整個門窗幕墻行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。各種針對用處不同而進(jìn)行了功能細(xì)分的復(fù)合型密封條，是今后三元乙丙膠條發(fā)展的一個方向。

作者：莊澎 趙本軍 江陰海達(dá)橡塑股份有限公司來源：2018轉(zhuǎn)型發(fā)展高峰論壇