建筑业动态硫化弹性体运用

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1动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体概述

三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)热塑性弹性体研究最早始于于60年代。70年代后期,A.Y.Coran和R.Patel等人在前人研究的基础上,采用动态全硫化的方法制得了综合性能优异的热塑性弹性体。美国Monsanto公司于80年代初利用该技术实现了这类热塑性弹性体的工业化生产,其商品名为Santoprene。在这种共混材料中,由于EPDM组分已变成完全交联结构,所以产品的强度、弹性、耐温性、耐变性及耐溶剂性明显优于部分硫化法产品。动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体流动性来源于热塑性的PP连续相的流动,其对剪切速率很敏感,完全可以使用传统的塑料机械和工艺进行加工。同时PP连续相能以较大比例存在,赋予材料较高的强度。EPDM粒子对基体具有增韧作用,使材料具有较好的弹性。由于EPDM与PP相容性较好,故可按适当比例制备出不同硬度的产品,以满足实际应用的需要。动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体可在150℃高温下长期使用。它的脆点低于-50℃。其抗ASTM3号油的性能与氯丁橡胶和氯磺化聚乙烯橡胶相当,同时对酸、碱、醇、醚等化学物质均具有良好的稳定性,特别是对一些无机或有机酸及碱都有较好抗腐蚀性。该弹性体具有优异的耐天候老化作用,实验表明,在大气下曝露3年,其表面没有白化现象。另外,由于不含极性基团,电气绝缘性极佳。可以说,动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体是利用橡塑共混实现材料性能优化一个范例,也是目前聚烯烃型热塑性弹性体开发最为成功的一种弹性体。动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体具有热固性橡胶的弹性,同时又具有塑料的强度。其成型加工工艺简单,废料可循环利用,加工周期短,耗能低,被称为“第三代合成橡胶”,正逐步取代传统的热固性橡胶。广泛应用于建筑工业、汽车工业、电线电缆及家用橡胶制品等领域。本文将重点介绍其在建筑工业上的应用。

2动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体在建筑工业上的应用

2.1玻璃幕墙、商业橱窗和天窗等密封件

动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体能很好地满足铝框或木框和玻璃间的预裁密封胶条以及铝框和聚碳酸酯间的预裁密封胶条的要求,广泛应用于高层建筑玻璃幕墙(5层以上建筑),商业建筑橱窗及天窗(5层以下的建筑)密封件上。该热塑性弹性体可热力焊接,免除了昂贵的热固性橡胶嵌件焊接,同时避免了费时和有损环境的粘合剂的使用。与传统氯丁橡胶相比,动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体除具有价格上的优势,还具有更优良的抗老化和抗疲劳性能,压缩形变优于三元乙丙橡胶,同时易着色,可选用不同配色以达到色彩协调。美国Monsanto公司生产的Santoprene热塑性弹性体已广泛应用于玻璃幕墙、商业橱窗及天窗等密封件,且有十多年的认可记录。

2.2门窗密封条

动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体具有低压缩变形、优良的耐候性、低温下的柔韧性、良好的隔空气及雨水和使用寿命长等优点,能较好地满足门窗密封的要求。该弹性体加工方便,可挤出不同形状和厚度的异型材,以满足特定门窗密封条的要求。在长时间紫外光照射下其拉伸强度和伸长保持率达90%以上,且能承受巨大的温差变化。与传统门窗密封条材料如热固性氯丁橡胶、三元乙丙橡胶和柔韧性PVC相比,动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体不仅性能更加优良,而且还可与其他TPE和硬性聚烯烃(如PP和PE)共挤成型,这有助于收缩稳定及易于安装部件,大大提高其密封性。

2.3防水卷材或片材

在土木建筑上,用于层顶、水坝及水库所用的防水卷材或片材,最初用丁基橡胶(IIR),后逐渐采取与EPDM并用的方法,直到单独用EPDM。动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体不仅在性能上可完全取代上述材料,且具有明显的价格优势。在这类热塑性弹性体中,不含极性基团,EPDM橡胶已完全交联,具有良好的防止渗水效果和绝缘性,同时其耐紫外线、耐臭氧性较好,能较长期地户外使用。利用高吸水性树脂与动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体共混,提高防水性和实现特定高性能化的动向正在形成。动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体还可用于路面接缝,也可与其他聚烯烃(PP或PE等)共挤成型,改善抗磨损性能。

3结语

北美地区是热塑性弹性体最主要的市场。1996~2000年,该地区市场的年均增长率将达到6%。按照FreedoniaGroup公司的预测,该地区热塑性弹性体用量增长最快的部门是建筑业,平均年增长率达11%。随着建筑业的蓬勃发展和人们对传统建筑材料的重新认识,以及不同牌号动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体的问世和新的加工成型方法的开发,其在建筑业上必将会有更宽广的应用前景。