汽車用密封條的主要作用

防水、防塵、減震、隔音和密封。隨著科技的發(fā)展和人們對環(huán)保意識的增強，人們對密封條要求已不僅是具有優(yōu)良的密封性和環(huán)境隔音的功能，而且要有舒適性和裝飾性，并且美觀、安全、環(huán)保等。

汽車密封件的分類方法

1、密封條的分類

1.按密封件安裝部位（部件）的名稱分類包括：發(fā)動機蓋密封條（hood），又可分為前部、側(cè)圍和后部；門框密封條（door seal）；前、后風窗密封條（windowscreen）；側(cè)窗密封條（side windowsealing）；天窗密封條（sunroof sealing）；車門頭道密封條（primary door seal）；窗導槽密封條（glassrun channel）；內(nèi)外側(cè)條（水切）（waistline）；行李箱密封條（trunk seal）；防噪聲密封條（anti-noise）；防塵條（anti-dust）等。

2、按密封特點分類，可分為天候密封條（weatherstrip）和一般密封條（sealing）。其中，天候密封條帶有空心的海綿泡管，有較好的溫濕度保持功能。常用天候密封條有門框密封條、行李箱密封條、發(fā)動機箱蓋條等。常用一般密封條有前后風窗密封條和角窗密封條、內(nèi)外側(cè)條等。

3、按膠料復合結(jié)構(gòu)分類，可分為純膠密封條--由單一膠種構(gòu)成；二復合密封條--由密實膠和發(fā)泡海綿膠構(gòu)成，經(jīng)常在密實膠內(nèi)部在軸線方向包含金屬骨架材料；三復合密封條--由兩種密實膠（其中一種為淺色）和海綿膠構(gòu)成，通常在密實膠內(nèi)部包含金屬骨架和增強纖維。四復合密封條--上海申雅密封件有限公司在國內(nèi)率先開發(fā)和生產(chǎn)了由4種膠料構(gòu)成的復合密封條，在綿膠（泡管）的表面又包覆了一層薄薄的保護層膠，從而進一步提高密封件的使用壽命。

4、按材料品種分類，可分為橡膠密封條；塑料密封條；熱塑性彈性體密封條。

5、按表面處理狀態(tài)分類，部分密封條表面經(jīng)過附加處理，可分為植絨類密封條；表面涂層密封條；有織物貼飾密封條。

6、特殊功能分類，有些密封條具有電子智能功能，如防夾傷密封條等。

汽車密封件的材料種類

1、三元乙丙橡膠

三元乙丙橡膠（EPDM）系由乙烯、丙烯單體加入少量非共軛二烯烴聚合而成。其結(jié)構(gòu)的特點是在聚合物分子主鏈上無不飽和雙鍵，而在支鏈上引入了不飽和雙鍵。因而具有優(yōu)良的耐天候性、耐熱性、耐臭氧、耐紫外線性以及良好的加工性能和低壓縮永久變形，是生產(chǎn)密封條的首選材料。目前，汽車密封條材料絕大部分都是采用EPDM作為主要原料。

根據(jù)密封條各部位和功能的不同，在實際應用中，在EPDM材料中加入硫化、防護、補強、操作體系材料和特殊賦予材料（如著色劑、發(fā)泡劑），形成密實膠（包括黑色膠和彩色膠）和海綿膠。

2、聚氯乙烯

聚氯乙烯（PVC）是傳統(tǒng)的通用塑料，通過改性其耐老化性能和橡膠感大為改善，但由于其彈性較差，在密封條上主要用作內(nèi)外側(cè)條和一些密封條的夾持部位材料。在卡車、農(nóng)用車上PVC也常用作車身門框密封條，在轎車上常和EPDM組合用作淺色輔料。

3、熱塑性彈性體

熱塑性彈性體材料（TPE/TPV）是近年來發(fā)展的材料，其結(jié)構(gòu)特點是由塑料和橡膠兩相組成，故在一定程度上兼有了塑料和橡膠的特點，在加工過程中無須硫化，容易實現(xiàn)精確斷面的控制，同時材料在一定條件下可回用，對環(huán)境污染小，因此，很受整車和密封系統(tǒng)設計者的關(guān)注。但由于其彈性較差，壓縮永久變形較大，同時在海綿體的制造方面技術(shù)尚不夠成熟，且價格較高，故其用量受到很大限制。目前，主要部分用于車窗側(cè)條和窗導槽的制造。隨著TPE制造技術(shù)的提高和完善，其應用范圍將進一步擴大。

橡膠密封條材料發(fā)展介紹

汽車用密封條主要以天然橡膠氯丁膠為首選橡膠，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，這類密封條的外觀質(zhì)量和內(nèi)在性能已不能滿足汽車密封條的要求。特別是在耐候性和使用壽命等方面。

由于氯丁膠和天然橡膠在結(jié)構(gòu)上與三元乙丙橡膠的差異，因此在耐熱，耐光照，抗龜裂和耐臭氧性能方面出現(xiàn)很大的差異，從而在使用壽命上也大不同。三元乙丙橡膠的優(yōu)異性能主要是由于三元乙丙橡膠是一種飽和橡膠，主鏈是有化學穩(wěn)定性的飽和烴組成，只在側(cè)鏈上有不飽和雙鍵，分子嫩無極限取代基，分子間內(nèi)聚能低，分子鏈在寬溫度范圍內(nèi)保持柔順性，這些結(jié)構(gòu)的特點決定了其具有極高的化學穩(wěn)定性，良好的耐臭氧老化，耐天侯老化，耐熱老化和低溫性能（EPDM在低溫下仍然能保持較好的彈性和較小的壓縮變形其極限使用溫度可達-50℃）

近年來國際上汽車密封條應用技術(shù)發(fā)展相當迅速，EPDM已工業(yè)化有可控長鏈支化EPDM,可提供好的混煉加工和優(yōu)良的擠出性能，而且有良好的物理機械性能，其它新型的熱塑性彈性體在汽車密封條中已被不斷的開發(fā)應用。

目前一些國家已使用不同類型的熱塑性彈性體批量生產(chǎn)汽車用密封條。而且大有取代目前普遍使用的三元乙丙橡膠的趨勢，這些材料較之三元乙丙橡膠的突出特點是不但具有彈性體材料固有的優(yōu)良性能而且具有塑料的優(yōu)良加工性能并可重復回收利用，同時解決了三元乙丙橡膠撕裂強度低的問題。

汽車密封條的設計開發(fā)

我國汽車密封條的設計開發(fā)起步較晚，主要是對已有車型配套，進行工藝開發(fā)和生產(chǎn)，無需進行產(chǎn)品開發(fā)設計。隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，要求密封條實現(xiàn)同步開發(fā)不僅是整車廠的強烈要求，也是密封條企業(yè)自身發(fā)展的最重要途徑。密封條的設計開發(fā)可包括以下幾個部分：

1.材料設計和工藝設計。采用DOE方法建立材料模型，根據(jù)密封條的產(chǎn)品需要設計材料配方并確定其他原輔材料和工藝。

2.概念設計。從車體的三維數(shù)據(jù)出發(fā)，根據(jù)車身的車門、窗的設計相互位置和間隙通過三維CAD系統(tǒng)（常用CATIA和UG軟件）進行密封條的斷面、幾何形狀和結(jié)構(gòu)設計。

3.快速樣件（prototype）驗證。按設計斷面和密封條的結(jié)構(gòu)三維模型，通過激光快速成型和快速模型的方法制造彈性體的快速樣件。這種快速樣件具有類似橡膠的彈性，無須開制金屬模具即可快速制造，并可在車體上進行裝車匹配試驗。根據(jù)裝車匹配的效果，可對密封條的三維模型進行修正。

4.有限元分析（CAE）。通過CAE分析軟件，分析設計密封條的結(jié)構(gòu)和受力變形行為，通過計算機模擬密封條在裝車過程中所受的應力和應變分析，驗證或優(yōu)化改進密封條的結(jié)構(gòu)及材料設計。

近年來CAE分析的應用范圍進一步擴大，利用相關(guān)軟件進行擠出口模的流道設計和密封條的隔噪聲性能的分析工作已經(jīng)開始得到應用。

5.原始（原型）樣件：根據(jù)設計的數(shù)模，制造手工樣件并進行裝車測試，根據(jù)實際需要調(diào)整工裝或修改設計。

6.工裝樣件（OTS）：使用批產(chǎn)工裝制造樣件，供測試和整車廠認可。

7.測試：除道路試驗外，各種測試必須在向整車廠遞交工裝樣件之前完成。

橡膠密封條的制造

橡膠密封條主要流程包括煉膠、擠出硫化和后加工三部分。

在煉膠過程中，通過計算機嚴格控制各種原料配方和溫度、壓力、時間等加工條件。制備粒狀或帶狀的混煉膠。對PVC和TPE密封條一般可直接選購合適的粒子料直接供擠出加工。

橡膠密封條在實際生產(chǎn)中，一般都把擠出和硫化工序合在一起。在擠出硫化過程中，各種粒狀或帶狀的混煉膠和骨架材料共同經(jīng)擠出機口模復合擠出，并經(jīng)高溫硫化，在此過程中，口模的設計制造和硫化的方式、條件對產(chǎn)品的性能和質(zhì)量起著關(guān)鍵的作用，若口模設計不合理會引起密封條在擠出時壓力和斷面的波動，流道死角會造成膠料焦燒以及通過不同流道材料結(jié)合不良等缺陷；運用計算機軟件進行流動狀態(tài)模擬和數(shù)字化口模技術(shù)，可提高口模質(zhì)量并縮短口模設計和制造的周期。過硫和欠硫都會對產(chǎn)品質(zhì)量帶來不良的影響。在硫化工藝方面，鹽浴硫化因易產(chǎn)生對環(huán)境的污染已很少被采用，現(xiàn)在絕大部分工廠都采用微波和熱空氣聯(lián)合加熱的方式，通過計算機控制生產(chǎn)線各點的溫度、速度、壓力，可保證理想的硫化條件和擠出質(zhì)量。根據(jù)密封條安裝部位的不同，有些密封條需要在表面進行植絨、噴涂及在密封條夾持部位添加不干膠，這些工序通過專門的裝置均可在線完成。

對于PVC和TPE密封條無須經(jīng)過硫化，其他工序和橡膠密封條的擠出相似。

后加工過程可分為切割加工、模壓成型（接頭、接角）和后處理三個主要工序。在切割加工工序中，需要將密封條加工至所需的形狀和尺寸，為保證其良好的加工精度和互換性，使用多工位聯(lián)合加工設備可取得比較滿意的效果。在模壓成型工序中。為保證精確的形狀通常采用注射硫化成型的方法。近年來，越來越多的整車采取組合式密封條，將幾種密封條多個斷面復合在一起。后加工工序正在向組合化、模塊化的方向發(fā)展。

后處理工序包括線外植絨和噴涂，安裝固定密封條的銷釘和雙面膠帶以及精整修邊工作，對于一些高檔轎車，在后處理時植入傳感器，當應力達到一定值后發(fā)出信號，可控制車窗升降電機的工作，并具有防止夾傷的功能。對于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，在后處理工序流水化生產(chǎn)線和機器人的應用是發(fā)展的趨勢。

汽車密封條性能指標

密封條性能主要由與壽命相關(guān)的一些材料性能和與使用相關(guān)的功能性能組成。通常材料性能用教練性能表示，使用性能用成品性能表示。

膠料性能

由于密封條使用條件較苛刻，而材料性能決定了產(chǎn)品的使用壽命。特別是對氣候的要求極為苛刻，為保證密封條在這些條件下正常工作，所以通常教練的規(guī)格性能有如下項目：

硬度，拉伸強度，拉斷伸長率

這些材料的基本性能要求，通常對其有供貨狀態(tài)和熱空氣二組性能要求。根據(jù)使用狀態(tài)，汽車的使用溫度范圍-40℃-70℃。熱空氣老化溫度一般選擇70℃。

壓縮永久變形

這是由于密封條是利用其材料的高彈性與以車身為主的耦合件之間產(chǎn)生接觸壓力來實現(xiàn)對介質(zhì)的密封條的。橡膠在壓縮狀態(tài)下回發(fā)生物理化學變化，當壓縮消失后。這些變化阻止材料恢復到其原來的狀態(tài)，于是就產(chǎn)生了壓縮永久變形，因此壓縮永久變形是衡量密封條材料性能的一項重要指標。

耐臭氧老化和耐空氣老化

這是由于汽車的工作環(huán)境長期處于全天候狀態(tài)（雨雪風霜日曬），因此要求密封條在各種環(huán)境下保持一定的性能要求以及必要的使用壽命，必須要求所有材料具有良好的耐老化性能。

耐油漆性

這是由于密封條直接安裝在車體上，橡膠硫化后內(nèi)部組分外遷接觸了車漆而發(fā)生。與車體油漆板直接接觸，油漆中的各組分在使用各種環(huán)境下游離出的物質(zhì)會與密封條相互作用，加速老化，降低其性能，因此耐油漆性能也是密封條的重要常規(guī)性能。

高溫性能

由于密封條使用溫度范圍在-40℃-70℃（機艙可能達到120℃）。三元乙丙橡膠品種（以丙烯含量分類），以及其硫化膠性能直接影響密封條低溫彈性，為了在低溫條件下仍保持較好的彈性，這項性能常作為常規(guī)性能。

成品性能

1、使用性能

　　根據(jù)使用功能和安裝要求，人們提出了一系列成品常規(guī)性能項目。

　　①壓縮負荷（擠壓力）

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2、安裝性能

壓縮負荷，門框條，行李箱條，頭道，發(fā)動機蓋條等，由泡管形密封條應有壓縮負荷的要求?，F(xiàn)以門框條為例，它要求關(guān)門時關(guān)門力較小，即壓縮負荷越小越好。但又要求門關(guān)閉后密封條具有一定的彈性，以保持良好的密封，即壓縮負荷越大越好，因此要解決這對矛盾，壓縮負荷應有一個適當?shù)姆秶?。取值依?jù)經(jīng)驗通過CAD.CAE和有限一元分析法獲得合適的范圍值，減少關(guān)門力方面，一種方法，可以通過在密封條上鉆適當數(shù)量的排氣孔，關(guān)門時及時排掉泡管中空氣，但排氣孔的大小和數(shù)量不能影響密封條的挺型：另一種方法是在接觸面部分涂一定厚度的涂層，以減少表面摩擦。涂層類型：PU和有機硅油類原為有機溶劑型現(xiàn)已改用水溶性（環(huán)保）。

插拔力：對有夾緊部分結(jié)構(gòu)的密封條，插入與拔出力的大小也是對較突出的矛盾，即希望裝配容易，又希望使用牢固，即期望插入力小拔出力大。

3、密封條的技術(shù)條件和試驗類型

　　為確保密封條的功能和使用可靠性，密封條必須通過一系列試驗，符合所需的各種技術(shù)要求。密封條技術(shù)要求和試驗類型大致可分為4類：

　　基本性能試驗

　　密封條的基本性能試驗包括：

　　1.材料試驗：包括材料的各種機械性能，包括拉伸強度、扯斷伸長、硬度、密度、脆性溫度、耐水性、耐臭氧老化性、耐紫外線性能、耐熱老化、污染性、腐蝕性等。

　　2.成品試驗：密封條的力學性能，如壓縮永久變形、壓縮負荷、插拔力、低溫性能、耐光照老化、氣味、顏色和色澤、植絨和表面涂層的磨耗和剝離試驗、各部位間結(jié)合力等。

　　對于汽車用橡膠密封條，我國汽車行業(yè)最新標準QC/T639-2004已由國家發(fā)展和改革委員會于2004年10月發(fā)布，并于2005年4月1日起實施。

　　可靠性和功能試驗

　　可靠性和功能試驗包括：車窗玻璃升降壽命試驗，車門關(guān)門力（能量）試驗和反復關(guān)門（蓋）疲勞試驗等，試驗不僅在常溫下進行，還要在環(huán)境箱中高低溫交變條件下進行。

　　噪聲試驗：密封條的靜態(tài)隔聲效果可通過測量裝有密封條的整車對噪聲的屏蔽來評價，申雅公司在近年建成的噪聲試驗室已投入試運行，測試結(jié)果顯示不同型號轎車降噪水平差異比較明顯，為密封條的設計改進提供了實驗手段；動態(tài)測試由整車在風洞中進行。

　　天候試驗：在各種惡劣的天氣條件下，觀察密封條的耐久性能。

　　裝車試驗

　　密封條的裝車試驗首先是在標準的車模上進行匹配，通過空間三維測量來進行評價。然后在車身或小批生產(chǎn)車pre-pilot進行裝車試驗。當然也有直接在生產(chǎn)的車身上進行裝車試驗，但此時，由于車身和車門各部尺寸和裝配位置的變差，往往需要多次匹配才能獲得理想的效果。

　　道路試驗

　　道路試驗是對整車性能的試驗，密封條作為汽車零部件要和整車一起完成對各種天候和道路跑車試驗。合格的密封條在經(jīng)歷了這些試驗之后仍應保持良好的性能。

　　隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車密封條設計、制造和標準化工作正在迅速發(fā)展。環(huán)保化、模塊化、輕量化和智能化密封條將是未來發(fā)展方向；同步設計將是密封條企業(yè)面臨的重要任務；在線質(zhì)量控制和各種防錯技術(shù)將進一步得到長足的發(fā)展；設計開發(fā)生產(chǎn)高質(zhì)量和低成本的汽車密封系統(tǒng)是我國汽車密封條行業(yè)的宗旨和目標。