RU
Экспертное мнение о сложившихся тенденциях на рынке уплотнителей для оконных и дверных конструкций
В последние годы проявляется явная тенденция применения двух групп материалов для производства уплотнителей для оконных и дверных систем. По классификации ГОСТ 30778(2001 – это традиционные EPDM(резины (I группа) и термоэластопласты на основе SEBS (IV группа). Соответствие уровня свойств материалов техническим требованиям ГОСТ 30778(2001 позволяет применять эти материалы для производства уплотнителей.
ГОСТ 30778 введен в 2001 году, когда термоэластопласты в России были представлены преимущественно ПВХ-пластикатами, по сути, являющимися пластиком, умягченным пластификатором. Авторы ГОСТ не разделили термоэластопласты на виды и уровни свойств, но разделили резины по группам I, II, III на основе EPDM-каучука, силиконового и хлоропренового каучука соответственно. Согласно техническим условиям ГОСТ, свойства резин для уплотнителей существенно отличаются между собой. Аналогично и термоэластопласты требуют деления по группам, так как включают более 20 промышленно применяемых в настоящее время видов. Авторы ГОСТ, опираясь на свойства распространенных в 2000-х годах ПВХ-пластикатов, заложили уровень свойств всех термоэластопластов группы IV ниже уровня свойств I группы EPDM-резин. Так, например, условия эксплуатации по ГОСТ для уплотнителей из термоэластопластов от -45°С до +70°С, в то время как для ЕПДМ-резин от -50°С до +80°С.
Прошло больше 20 лет, благодаря разработкам новых полимеров в промышленном масштабе выделился новый класс термоэластопластов для производства уплотнителей – TPE-S, основным компонентом которого является SEBS. Многие потребители уже знают, что каучук SEBS в современных термоэластопластах TPE-S является аналогом EPDM-каучука. За эластичность уплотнителей отвечают аналогичные в обоих каучуках звенья полимерной цепи. При этом SEBS является термоэластопластом, то есть может плавиться и перерабатываться выше 150°С, а при охлаждении образуются физические связи в полистирольных доменах, превращающие каучук SEBS в резину. При производстве уплотнителя TPE-S не требуется добавления вулканизующих агентов.
Рисунок 1. Сравнение состава макромолекул EPDM и SEBS
Одинаковые по составу эластомерные блоки в каучуках должны давать одинаковые свойства EPDM-резин и ТРЕ-S-термоэластоластов, но, как показывает практика, дело не только в каучуках. Влияние на свойства конечных уплотнителей оказывает и геометрия сечения уплотнителя и состав полимерного компаунда для производства уплотнителя. Эти правила применимы как для EPDM-резин, так и для SEBSтермоэластопластов.
Дешевые составы EPDM-уплотнителя с низким содержанием каучука, большим содержанием сажи, недорогой вулканизующей группой приводят к неполной вулканизации уплотнителя в процессе производства, затвердеванию уплотнителя на морозе, сажевым отпечаткам на профиле и резкому запаху уплотнителя.
Дешевые составы термоэластопластов также приводят к недостаточным эластичным свойствам уплотнителя на морозе, растрескиванию уплотнителя при эксплуатации в профиле и разрушению уплотнителя под действием солнца. Качество уплотнителя, имея в виду высокий уровень эксплуатационных свойств, на современном уровне развития полимерной промышленности определяется в большей степени даже не классом материала уплотнителя, а правильным составом полимерного компаунда и правильной геометрией сечения профиля уплотнителя.
Применимость того или иного материала для производства уплотнителей определяется экономическим эффектом, то есть соотношением цены уплотнителя к уровню свойств, обеспечиваемых уплотнителем в оконной или дверной конструкции. Определено ГОСТ, что лучшими с точки зрения теплостойкости и морозостойкости являются уплотнители из силиконовой резины. Поскольку силиконовые уплотнители имеют высокую цену, а уровень их свойств чаще избыточен для оконных и дверных конструкций, силиконовые уплотнители не нашли широкого применения в строительстве. Уровень свойств качественных EPDM- и TPE-S-уплотнителей вполне достаточен для обеспечения по классу А герметичности конструкций по воздухо- и водопроницаемости при летних и зимних температурах.
Герметичность оконной конструкции зависит от профиля, армирования, фурнитуры и уплотнителя. Поскольку уплотнитель является самой ремонтопригодной частью конструкции, то решить проблемы «продувания» монтажники стараются именно заменой уплотнителя. В большинстве случаев замена уплотнителя на более крупные из других серий позволяет решить проблемы «продувания». Качественный уплотнитель может решить часть проблем конструкции, но, к сожалению, не все. Чем выше эластичность и способность восстанавливаться после сжатия уплотнителя, тем более он универсальный и больше «проблем» конструкции он способен «решить».
Основываясь на пожеланиях партнеров и учитывая более жесткие, чем ГОСТ, требования к уплотнителям некоторых российских производителей профилей, в 2019 году мы приступили к разработке нового класса TPE-S с уровнем свойств, превосходящим EPDM. Нами были разработаны термоэластопласты и уплотнители LCS. LCS (low compression set) – уплотнители с пониженным остаточным сжатием при низких отрицательных и высоких положительных температурах, более эластичные и мягкие, чем массово выпускаемые TPE-S-уплотнители. При разработке ограничением уровня прироста свойств уплотнителей LCS являлась цена. Цена уплотнителей LCS по-прежнему ниже EPDM-уплотнителей.
Рисунок 2. Фото уплотнителей LCS
В таблице ниже приведены характеристики TPE-S LCS в сравнении с требованиями по ГОСТ 30778-2001 для термоэластопластов и EPDM-резин подгруппы «б» с твердостью 56 – 75 Шор А.
| Наименование показателя | По ГОСТ I группа резина EPDM |
По ГОСТ IV группа термоэластопласты |
TPE&S LCS «Стандарт Проф» |
| Условная прочность при растяжении, МПа, не менее |
7,5 | 5,0 | 8,5 |
| Относительное удлинение при разрыве, %, не менее |
200 | 200 | 550 |
| Температурный предел хрупкости, °С, не выше |
Минус 50 | Минус 45 | Минус 65 |
| Коэффициент морозостойкости по эластичному восстановлению после сжатия, не менее при температуре, °С Минус 50 |
0,2 | не нормируется | 0,23 |
| Относительная остаточная деформация при статической деформации сжатия 25% в течение 24 ч, %, не более |
100°С 24 ч – 50%1 | 70°С 24 ч – 50% | 23°С 72 ч – 11% 70°С 24 ч – 23% 100°С 24 ч – 44% |
| Изменение показателей после старения в воздухе в течение 24 ч при 125°С Прочности при растяжении, %, не менее Удлинения при разрыве, %, не менее Твердости по Шору А, ед. Шор А |
-25 -60 +15 – -15 |
-252 -302 +5 – -52 |
-93 -113 +33 |
| Стойкость к термосветоозонному старению при температуре 40°С, в течение 96 ч, с объемной долей озона (5,0 ±0,5)*10-5% при статической деформации растяжения 20% |
трещин нет | трещин нет | трещин нет4 |
1 – испытания проводятся при деформации 20%;
2 – условия испытания старение 24 часа при температуре 100°С;
3 – условия испытания старение 1 год при температуре 100°С;
4 – условия испытаний отличаются концентрацией озона – 400 pphm, что в 8 раз выше, чем (5,0 ±0,5)*10-5%.
С 2021 года уплотнители серии LCS Стандарт Проф® успешно применяются в ПВХ-окнах. Отметим, что в скандинавских и средиземноморских странах Европы, в США и Канаде материалы составов LCS применяются с начала 2000-х годов. Уплотнители LCS соответствуют по уровню свойств DIN 7863-1-2019 Elastomer glazing and panel gaskets for windows and claddings. Подробнее о свойствах самих уплотнителей LCS будет освещено в следующих информационных статьях.
К. т. н., директор Завода «Стандарт Проф»
Новокшонов В. В
