作為門(mén)窗節(jié)能中的一環(huán)，密封膠條（以下簡(jiǎn)稱(chēng)膠條）的質(zhì)量起著相當(dāng)重要的作用。目前國(guó)內(nèi)大量采用的是PVC增塑膠條，以人工穿插形式安裝在PVC異型材的凹槽中，這類(lèi)膠條通常以PVC樹(shù)脂配以增塑劑、填充劑等擠出成型，生產(chǎn)難度小，價(jià)格低廉，但性能低劣，膠條中的增塑劑輕易遷移析出，使接觸的PVC異型材表面被溶脹、變色，使用過(guò)程中膠條輕易在接頭處因遇冷收縮形成密封空白，影響密封效果，目前該類(lèi)產(chǎn)品主要作為低端產(chǎn)品使用。因此，在鋁、塑門(mén)窗競(jìng)爭(zhēng)激烈的今天，對(duì)PVC異型材的膠條和工藝進(jìn)行升級(jí)換代，是擺在國(guó)內(nèi)PVC異型材行業(yè)面前的一項(xiàng)重要課題。本文介紹采用熱塑性彈性體TPE通過(guò)共擠出工藝生產(chǎn)PVC異型材的方法，并系統(tǒng)對(duì)比了該產(chǎn)品和傳統(tǒng)產(chǎn)品的性能特點(diǎn)。
1、材料
1.1熱塑性彈性體TPE簡(jiǎn)介
熱塑性彈性體TPE是一種兼具塑料和橡膠特點(diǎn)的材料。一般指常溫下體現(xiàn)出橡膠的彈性，高溫下又能塑化成型。既克服了橡膠難以加工的缺點(diǎn)，又改善了塑料的低溫脆性，而且在性能上接近甚至超過(guò)橡膠。PVC/橡膠共混型，TPEE以PVC與橡膠類(lèi)材料的共混物作為基體樹(shù)脂，所采用的橡膠材料是丁腈橡膠（NBR），PVC與NBR同屬極性高聚物，兩者的溶解度參數(shù)非常接近，黏流態(tài)時(shí)，根據(jù)相似相容原理，二者可以實(shí)現(xiàn)較好的混合，實(shí)踐也證實(shí)彼此間確實(shí)能夠按照任意比例共混。
PVC/橡膠共混型即TPE具有良好的彈性，首先是橡膠材料本身顯示的彈性；其次，PVC是一種低結(jié)晶高聚物，它的微晶結(jié)構(gòu)交聯(lián)各種無(wú)定型大分子，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而令PVC材料具有一定的粘彈性能。
1.2配方組成和功能
PVC/橡膠共混型TPE的配方組成和功能見(jiàn)表l。
選用S-1300型PVC樹(shù)脂，可以兼顧韌性和加工性，并根據(jù)不同的需求確定穩(wěn)定體系和潤(rùn)滑體系；增塑劑的選擇綜合考慮增塑效率、耐久性、衛(wèi)生性、低溫要求等因素，確定以鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）為主，以癸二酸二異辛酯（DIOS）為輔的增塑劑體系；填料是輕質(zhì)活性CaCO3；粉末丁腈橡膠（NBR）是一種預(yù)交聯(lián)丙烯腈和丁二烯的共聚物，并且添加了少量的PVC：由于丁腈橡膠中的丁二烯含有不飽和雙鍵，一般只能用于深色制品，所以添加了一定量的炭黑、抗氧劑和紫外線(xiàn)吸收劑，來(lái)增強(qiáng)耐氧、耐候性能。
1.3混合與造粒
TPE材料采用不同于一般混料的方式進(jìn)行混合。首先除丁腈橡膠粉末外，將其他原料分批投入高速混合機(jī)，混合至105℃排料至低速混合機(jī)，低速混合至40℃以下時(shí)放料，得到半成品混合料；再將丁腈橡膠粉末按配方中的用量與混好的半成品料一并投入高速混料機(jī)，混合至90℃放料，再冷混至40℃出料，備用。
混合好的物料呈粉末狀，通常不能直接使用單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行加工，需要先進(jìn)行造粒。造粒分為熱切和冷切2種，一般采用雙階熱切工藝。
2、共擠出工藝
TPE共擠出工藝主要分2種，即前共擠（FCE）和后共擠（PCE），兩者各有特點(diǎn)。共擠出前一般需進(jìn)行烘干處理，烘箱溫度80℃左右，烘干時(shí)間為2h。
（1）前共擠（FCE）工藝
前共擠（FCE）工藝，屬一次成型工藝，采用2臺(tái)擠出機(jī)向同一成型模具擠出具有不同流變行為或顏色的熔融物料，熔體在成型模具內(nèi)各自流道中流動(dòng)，在口模處匯合擠出，在定型模具中冷卻定型。前共擠模具與普通PVC異型材模具不同，異型材斷面與常規(guī)產(chǎn)品也有所區(qū)別（見(jiàn)圖1）。
圖1前共擠TPE共擠異型材與常規(guī)異型材斷面前共擠工藝的優(yōu)勢(shì)是TPE與PVC異型材粘結(jié)牢固、工藝簡(jiǎn)單、用料節(jié)省；缺點(diǎn)是膠條出現(xiàn)問(wèn)題后無(wú)法對(duì)膠條進(jìn)行維修更換，只能對(duì)整根異型材進(jìn)行整體更換。前共擠工藝一般適用于玻璃壓條異型材上。
（2）后共擠（PCE）工藝
后共擠（PCE）工藝，與前共擠工藝不同，屬二次成型工藝，PVC異型材經(jīng)真空定型模定型冷卻后，在定型水箱后段加裝后共擠模具，由單螺桿共擠機(jī)通過(guò)共擠模具向異型材凹槽中擠入TPE材料，經(jīng)獨(dú)立的定型模具冷卻定型。該工藝的優(yōu)缺點(diǎn)與前共擠工藝剛好相反。通常該工藝被應(yīng)用于框扇等主型材的擠出上（見(jiàn)圖2）。
3性能與分析
按GB12002—89《塑料門(mén)窗用密封條》和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/JYKB0001—2007《熱塑性彈性體TPE橡塑材料》相關(guān)規(guī)定，對(duì)TPE共擠密封膠條部分性能進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表2。
表2TPE共擠密封膠條的主要性能
注：①0℃與40℃硬度差。
從表2可以看出，熱塑性彈性體TPE材料具有很好的粘結(jié)性能、拉伸性能和低溫韌性，材料硬度隨溫度的變化波動(dòng)較小。密封膠條的加熱后尺寸變化率與PVC異型材相近，不會(huì)出現(xiàn)因收縮率不同而引起的兩者分離現(xiàn)象。更為突出的是熱塑性彈性體TPE實(shí)現(xiàn)了有效的增塑劑保護(hù)，能牢牢“鎖住”材料中的增塑劑成份，降低了增塑劑的析出傾向，加熱失重僅為1.9％，而普通PVC增塑膠條的加熱失重通常在15％以上，這使得共擠密封膠條能持久保持柔韌性，塑料門(mén)窗的長(zhǎng)期密封功能也得到了保證。
4、結(jié)語(yǔ)
熱塑性彈性體TPE材料具有較高的物理機(jī)械性能，是首選的塑料門(mén)窗密封材料。通過(guò)科學(xué)的選材、合理的配方設(shè)計(jì)和先進(jìn)的共擠工藝，可以生產(chǎn)出粘結(jié)牢固、性能優(yōu)良的TPE共擠PVC異型材，使用壽命長(zhǎng)、密封效果好。相信通過(guò)行業(yè)同仁的共同探索、努力和完善，這項(xiàng)技術(shù)將會(huì)更趨成熟，能夠更好地服務(wù)于我國(guó)PVC塑料異型材和門(mén)窗行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新。
