推拉门窗用密封胶条的研制

滑动摩擦,滑动密封,节能,隔音,气密,水密,污染

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前言

随着能源紧张、低碳时代的到来,国家针对门窗的各项性能如传热系数K值等提出了更高的要求,因此,高性能窗是建筑节能的大势所趋。门窗行业现有的两大类基本窗型是推拉窗和平开窗,而相比之下,平开窗是比较容易做到高性能的。

然而在使用上,人们更喜欢推拉窗启闭方便的居家实用性,它既没有平开外开窗掉扇的隐患,又不会像平开内开窗占用宝贵的室内空间,一般单扇的开启面积较大,满足通风需要。但是,传统双轨推拉窗由于两个窗扇分别处于两个不同轨道和不同平面内,这样使其在外观、气密、水密、隔声防噪、防尘、节能及安全性能上存在不足,难以满足人们越来越高的要求。目前难点主要有两个,一个是在推拉窗两个拉扇之间隙缝,在闭合时如何保证良好的密封性;二是在窗扇和滑轨之间的缝隙,在滑动过程中不要有太大的阻力,在滑动过程中保持密封。目前常用的密封毛条存在如下几个问题:

(1)不隔音;

(2)绒毛脱落,成为污染源;

(3)本身容易污染,难于清洁;

(4)滑动摩擦力偏大;

(5)潮湿环境中存在摩擦噪音。

针对现用毛条的各种缺点,以及目前市场上本身存在的推拉窗产能,本文试图通过一种更优秀的密封胶条来实现滑动门窗的动态密封,从而在保持现有推拉窗生产平台的基础上通过更换密封条改善上面提到的几个问题。

一、新型密封胶条结构设计部分

1.1  结构分析软件

Cosmos软件是美国SRAC(Structure Research and Analysis Corporation )公司的产品,它具有计算速度快、解题时占用磁盘空间少、使用方便、分析功能全面、与其他CAD/CAE软件集成性好等优点。

1.2  密封条材料

符合建筑门窗、幕墙有密封胶条GBT 24498-2009标准要求。

TPV:粒状,硬度shore A 55  DSM

TPV: 粒状,硬度 shore D  40  DSM

SLIP COATING: 粒状,硬度 shore D 40 三井

1.3  检测主要仪器设备

电子拉力机;

塑料3复合线;

邵氏A型硬度计;

邵氏D型硬度计。

1.4  设计分析

通常用的毛条结构相对简单,但门窗必须考虑动态和静态状态相互作用及变化,在压缩密封的结构中,“O”型是所有最佳方案的原型,通过验证设计出如下的断面,经过受力分析优化后得到新的截面。

       

                    初始设计                            

优化后的设计

优化过程截图

1.5  设计验证流程

门窗产品为了保证其使用特性,必须进行验证。根据设计确认的断面,设定材料;同时设计模具,出样。具体流程如下:

1.6  摩擦力对比测试

根据需求解决摩擦力,提高推拉力的人性化必须降低目前的摩擦力,可通过对比测试。

1.7  其他性能试验委外报告

推拉门窗检测报告数据见附件1

类别

水密性

气密性

抗风压

保温性能

隔声性能

级别

K

检测数据等级

3

6

7

5

2.7

3

二、结果与讨论

纵观整个实验过程:

在干态下,新结构的密封条相对于绒毛条有比较好的滑动性,特别在启动力方面,新结构的胶条,在压缩量等同的条件下,启动力也只有绒毛条的70%左右,滑动力只有绒毛条的60%左右,滑动噪音与绒毛条相当。

在湿态下,新结构的密封条相对于绒毛条具有相当明显的优势,特别在启动力方面,新结构的胶条,在压缩量等同的条件下,启动力也只有绒毛条的50%左右,滑动力只有绒毛条的30%左右,滑动噪音远远低于绒毛条。

关窗后的密封性测试,绒毛对于此项不做考察;新状态的胶条可以使推拉窗的气密性达到普通平开窗的40%左右,有比较好的气密性。

新胶条是以汽车车门密封方式为原型,结合推拉窗自身的特点,将SLIPCOATING,以分段的方式涂覆在软质TPV上,采用分段涂覆,这样就保证了涂覆面仍然具有良好的压缩变形能力。

随着塑料门窗在国内日新月异的发展,门窗的质量问题也日渐突出,为此国家建委等有关部门也相继对型材的配方、结构及组装、五金附件等问题提出了更高的标准,为国内门窗及配套行业的发展指明了方向,我在这里就密封毛条在门窗中的应用谈一谈自己的看法,不足之处望大家指正。

门窗的质量优劣应以整体的质量来评定,主要包括型材的各项技术指标、门窗的装配质量、五金附件的质量、密封性能等综合性能。在推拉窗中气密性、水密性的性能主要靠毛条与胶条来决定。

内型材的生产及组装企业进行了严格的检查,通过这些活动涌现出很多产品质量好、服务到位的企业。同密封毛条从材质上区分应为:硅化和非硅化毛条。硅化毛条是采用经过硅油处理过的丙纶丝来进行制造的,经硅油处理之后的毛条可明显改善门窗的防水性能,同时抗老化性、柔韧度、抗倒伏性都有了显著的提高。在行业标准JC/T635-1996中明确提出密封毛条必须经过硅化处理。

从结构来区分应为普通型和中间夹层型。后者在前者的基础上在密封毛的中间增加了一条聚乙烯膜或硅化无纺布来完全隔绝密封毛缝隙间的空气流通,所以中间夹层毛条的密封性能优于普通毛条。

同时塑料底板的抗老化性,低温脆性也需要合适的配方和优质原料来保证,另外在密封毛条的根部(即底板上)增设两侧护翼使密封毛条不易侧倒,从而提高了毛条的密封性能,延长了其使用寿命,并在装配过程中避免了密封毛与型材的卡滞现象。

门窗毛条经过了逐步的改良是否真正能满足需求呢?让市场来评判。

三、结论

在强大的节能宣传力度下,在保证现有推拉门窗使用需求的前提下,通过进一步研发、更换新型的密封胶条,会取得良好的保温、隔音、防摩擦噪音等效果,提升门窗品质的需求,完善整个门窗系统的功能需求。通过严格的节能法规与行业标准的规范与监管,从系统的设计与制造、窗型设计、门窗制作工艺、直至五金及其他辅助配件的配置与安装,从而确保将优质的成窗移交给用户。由于欧洲建筑市场趋于饱和,对门窗的市场需求增长缓慢,从而加剧了门窗企业之间的竞争。市场对门窗的需求趋于个性化,门窗产品趋于多元化,新的技术与产品持续不断地推向市场。说明节能的提升对系统门窗的潜力非常大,是一扇刚刚打开的大门。既然门窗是建筑的窗户,那么系统门窗在设计上必须要有好的气密性、水密性、隔音、隔热、抗风压。我们还必须把密封胶条在汽车方面的密封效果发展到我们的门窗幕墙密封上来提高节能。

附件1

(气密和水密)

(隔音)

 

                             (传热系数)

三元乙丙胶条今后的发展趋势

1、节能:目前,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%,门窗是引起建筑能源损失的主要原因。因此,我们必须在各个方面提高门窗的隔热效果,引导大家使用优质节能门窗。为了提高门窗的热工性能,其核心工作就是降低从高温区向低温区的热量传递,以减少热量的流失。而热传递是通过传导、对流和辐射这三种方式来进行的,因此门窗幕墙的所有节能措施都是围绕这三者来进行的。对于密封条来说,降低材料的热传导率,可以有效地降低热量传递的速度;降低材料的压缩永久变形,可以使门窗的各个缝隙之间获得更好的密封效果,从而隔绝高温区向低温区的空气对流,保证整个门窗的节能效果。这种低热传导率和低压缩永久变形的三元乙丙密封条会是今后节能胶条的一个发展方向。

2、绿色、环保、可降解:随着家装市场的不断发展,各种家装中的问题也随之接踵而来。尤其是室内环境污染,由于其对人体的危害性,已经越来越引起人们的关注。目前市面上一些劣质的玻璃密封条由于质量不过关,其长期散发的有毒有害气体进入室内,直接对室内环境造成污染,危害人体健康;而其在完成使用周期后不能降解回收利用,也对环境造成了长期的破坏。近年来,欧盟相继颁发了一系列的法规如RoHS指令、REACH法规等来加强对人类健康和环境安全保护,确保可持续性发展。开发绿色、环保并且符合欧盟法规的门窗密封条已经成为一个势在必行的趋势。

3、专业,品牌,整体配套:目前,国内门窗密封条生产厂家众多,生产的产品档次和质量良莠不齐,导致密封条市场鱼龙混杂,而能够利用资源优势进行整合并形成自主品牌的企业,才能做大做强。门窗密封条生产厂家不仅仅是为门窗企业提供产品配套,还必须介入到门窗开发设计过程中去,只有这样,所研发的密封条产品才更有针对性,更加专业,从而推进新材料,新工艺、新技术的应用,并以此来延伸整个门窗幕墙行业的可持续性发展。

 

【选型】建筑门窗幕墙密封胶条

关键词:封胶条

江阴海达橡塑股份有限公司

张喜东 · 建筑密封件事业部总经理 · 13961630631
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