建筑業(yè)動態(tài)硫化彈性體運用
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1動態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體概述
三元乙丙橡膠(EPDM)/聚丙烯(PP)熱塑性彈性體研究最早始于于60年代。70年代后期,A.Y.Coran和R.Patel等人在前人研究的基礎上,采用動態(tài)全硫化的方法制得了綜合性能優(yōu)異的熱塑性彈性體。美國Monsanto公司于80年代初利用該技術實現(xiàn)了這類熱塑性彈性體的工業(yè)化生產(chǎn),其商品名為Santoprene。在這種共混材料中,由于EPDM組分已變成完全交聯(lián)結構,所以產(chǎn)品的強度、彈性、耐溫性、耐變性及耐溶劑性明顯優(yōu)于部分硫化法產(chǎn)品。動態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體流動性來源于熱塑性的PP連續(xù)相的流動,其對剪切速率很敏感,完全可以使用傳統(tǒng)的塑料機械和工藝進行加工。同時PP連續(xù)相能以較大比例存在,賦予材料較高的強度。EPDM粒子對基體具有增韌作用,使材料具有較好的彈性。由于EPDM與PP相容性較好,故可按適當比例制備出不同硬度的產(chǎn)品,以滿足實際應用的需要。動態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體可在150℃高溫下長期使用。它的脆點低于-50℃。其抗ASTM3號油的性能與氯丁橡膠和氯磺化聚乙烯橡膠相當,同時對酸、堿、醇、醚等化學物質(zhì)均具有良好的穩(wěn)定性,特別是對一些無機或有機酸及堿都有較好抗腐蝕性。該彈性體具有優(yōu)異的耐天候老化作用,實驗表明,在大氣下曝露3年,其表面沒有白化現(xiàn)象。另外,由于不含極性基團,電氣絕緣性極佳?？梢哉f,動態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體是利用橡塑共混實現(xiàn)材料性能優(yōu)化一個范例,也是目前聚烯烴型熱塑性彈性體開發(fā)最為成功的一種彈性體。動態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體具有熱固性橡膠的彈性,同時又具有塑料的強度。其成型加工工藝簡單,廢料可循環(huán)利用,加工周期短,耗能低,被稱為“第三代合成橡膠”,正逐步取代傳統(tǒng)的熱固性橡膠。廣泛應用于建筑工業(yè)、汽車工業(yè)、電線電纜及家用橡膠制品等領域。本文將重點介紹其在建筑工業(yè)上的應用。
2動態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體在建筑工業(yè)上的應用
2.1玻璃幕墻、商業(yè)櫥窗和天窗等密封件
動態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體能很好地滿足鋁框或木框和玻璃間的預裁密封膠條以及鋁框和聚碳酸酯間的預裁密封膠條的要求,廣泛應用于高層建筑玻璃幕墻(5層以上建筑),商業(yè)建筑櫥窗及天窗(5層以下的建筑)密封件上。該熱塑性彈性體可熱力焊接,免除了昂貴的熱固性橡膠嵌件焊接,同時避免了費時和有損環(huán)境的粘合劑的使用。與傳統(tǒng)氯丁橡膠相比,動態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體除具有價格上的優(yōu)勢,還具有更優(yōu)良的抗老化和抗疲勞性能,壓縮形變優(yōu)于三元乙丙橡膠,同時易著色,可選用不同配色以達到色彩協(xié)調(diào)。美國Monsanto公司生產(chǎn)的Santoprene熱塑性彈性體已廣泛應用于玻璃幕墻、商業(yè)櫥窗及天窗等密封件,且有十多年的認可記錄。
2.2門窗密封條
動態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體具有低壓縮變形、優(yōu)良的耐候性、低溫下的柔韌性、良好的隔空氣及雨水和使用壽命長等優(yōu)點,能較好地滿足門窗密封的要求。該彈性體加工方便,可擠出不同形狀和厚度的異型材,以滿足特定門窗密封條的要求。在長時間紫外光照射下其拉伸強度和伸長保持率達90%以上,且能承受巨大的溫差變化。與傳統(tǒng)門窗密封條材料如熱固性氯丁橡膠、三元乙丙橡膠和柔韌性PVC相比,動態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體不僅性能更加優(yōu)良,而且還可與其他TPE和硬性聚烯烴(如PP和PE)共擠成型,這有助于收縮穩(wěn)定及易于安裝部件,大大提高其密封性。
2.3防水卷材或片材
在土木建筑上,用于層頂、水壩及水庫所用的防水卷材或片材,最初用丁基橡膠(IIR),后逐漸采取與EPDM并用的方法,直到單獨用EPDM。動態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體不僅在性能上可完全取代上述材料,且具有明顯的價格優(yōu)勢。在這類熱塑性彈性體中,不含極性基團,EPDM橡膠已完全交聯(lián),具有良好的防止?jié)B水效果和絕緣性,同時其耐紫外線、耐臭氧性較好,能較長期地戶外使用。利用高吸水性樹脂與動態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體共混,提高防水性和實現(xiàn)特定高性能化的動向正在形成。動態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體還可用于路面接縫,也可與其他聚烯烴(PP或PE等)共擠成型,改善抗磨損性能。
3結語
北美地區(qū)是熱塑性彈性體最主要的市場。1996~2000年,該地區(qū)市場的年均增長率將達到6%。按照FreedoniaGroup公司的預測,該地區(qū)熱塑性彈性體用量增長最快的部門是建筑業(yè),平均年增長率達11%。隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展和人們對傳統(tǒng)建筑材料的重新認識,以及不同牌號動態(tài)硫化EPDM/PP熱塑性彈性體的問世和新的加工成型方法的開發(fā),其在建筑業(yè)上必將會有更寬廣的應用前景。