我國汽車密封條分類、生產、實驗方法

　　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：發動機蓋密封條（hood），又可分為前部、側圍和後部；門框密封條（door seal）；前、後風窗密封條（window screen）；側窗密封條（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）；內外側條（水切）（waistline）；行李箱密封條（trunk seal）；防雜訊密封條（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、發動機箱蓋條等。常用一般密封條有前後風窗密封條和角窗密封條、內外側條等。

　　3.按膠料複合結構分類，可分為純膠密封條--由單一膠種構成；二複合密封條--由密實膠和發泡海綿膠構成，經常在密實膠內部在軸線方向包含金屬骨架材料；三複合密封條--由兩種密實膠（其中一種為淺色）和海綿膠構成，通常在密實膠內部包含金屬骨架和增強纖維。四複合密封條--上海申雅密封件有限公司在國內率先開發和生產了由4種膠料構成的複合密封條，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.按表面處理狀態分類，部分密封條表面經過附加處理，可分為植絨類密封條；表面塗層密封條；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。

　　2 汽車密封件的材料

　　2.1 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。其結構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，是生產密封條的首選材料。目前，汽車密封條材料絕大部分都是採用EPDM作為主要原料。

　　根據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、發泡劑），形成密實膠（包括黑色膠和彩色膠）和海綿膠。

　　2.2 聚氯乙烯

　　聚氯乙烯（PVC）是傳統的通用塑料，通過改性其耐老化性能和橡膠感大為改善，但由於其彈性較差，在密封條上主要用作內外側條和一些密封條的夾持部位材料。在卡車、農用車上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。

　　2.3 熱塑性彈性體

　　熱塑性彈性體材料（TPE/TPV）是近年來發展的材料，其結構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，容易實現精確斷面的控制，同時材料在一定條件下可回用，對環境污染小，因此，很受整車和密封系統設計者的關注。但由於其彈性較差，壓縮永久變形較大，同時在海綿體的製造方面技術尚不夠成熟，且價格較高，故其用量受到很大限制。目前，主要部分用於車窗側條和窗導槽的製造。隨著TPE製造技術的提高和完善，其應用範圍將進一步擴大。

　　2.4 輔助材料

　　骨架：骨架在密封條中起支撐和夾持固定作用，最常用的骨架有金屬帶骨架和鋼絲聯線骨架，其中金屬骨架又可分為沖切、滾壓和平板式，材料有低碳鋼、鋁和鋁鎂合金等，在結構上分為單橋、雙橋、拉伸、對稱和非對稱型，以滿足手工、錘擊和滾壓工裝等不同裝配工藝的需要。近年來，輕量化和良好的追隨性骨架發展迅速。

　　植絨絨毛：通常採用纖度在3-4D的聚酯纖維和錦綸纖維，顏色以黑色居多。近年來，彩色絨毛也得到青睞和應用。

　　塗層材料：塗層材料分為聚氨酯類和硅樹脂類，有良好的減磨作用，傳統塗料中大部分為有機溶劑，對環境有污染，最近推出的水基塗料不僅外觀好，而且可部分替代植絨，有良好的降低摩擦係數的作用，是塗層材料的發展方向。

　　不幹膠：系無硫化系統的丁基膠漿，可長期保持塑性和粘結力，在門框條和行李箱密封條的夾持部位起著輔助密封作用。充氮熱融性不幹膠密封效果好，可應用於一些特殊要求的情況。

　　3 密封條的技術條件和試驗類型

　　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要求。密封條技術要求和試驗類型大致可分為4類：

　　3.1 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、植絨和表面塗層的磨耗和剝離試驗、各部位間結合力等。

　　對於汽車用橡膠密封條，我國汽車行業最新標準QC/T639-2004已由國家發展和改革委員會於2004年10月發布，並於2005年4月1日起實施。

　　3.2 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，車門關門力（能量）試驗和反覆關門（蓋）疲勞試驗等，試驗不僅在常溫下進行，還要在環境箱中高低溫交變條件下進行。

　　雜訊試驗：密封條的靜態隔聲效果可通過測量裝有密封條的整車對雜訊的屏蔽來評價，申雅公司在近年建成的雜訊試驗室已投入試運行，測試結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。

　　3.3 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。然後在車身或小批生產車pre-pilot進行裝車試驗。當然也有直接在生產的車身上進行裝車試驗，但此時，由於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。

　　3.4 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。合格的密封條在經歷了這些試驗之後仍應保持良好的性能。

　　4 密封條的製造

　　橡膠密封條主要流程包括煉膠、擠出硫化和後加工三部分。

　　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。製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擠出機口模複合擠出，並經高溫硫化，在此過程中，口模的設計製造和硫化的方式、條件對產品的性能和質量起著關鍵的作用，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合不良等缺陷；運用計算機軟體進行流動狀態模擬和數字化口模技術，可提高口模質量並縮短口模設計和製造的周期。過硫和欠硫都會對產品質量帶來不良的影響。在硫化工藝方面，鹽浴硫化因易產生對環境的污染已很少被採用，現在絕大部分工廠都採用微波和熱空氣聯合加熱的方式，通過計算機控制生產線各點的溫度、速度、壓力，可保證理想的硫化條件和擠出質量。根據密封條安裝部位的不同，有些密封條需要在表面進行植絨、噴塗及在密封條夾持部位添加不幹膠，這些工序通過專門的裝置均可在線完成。

　　對於PVC和TPE密封條無須經過硫化，其他工序和橡膠密封條的擠出相似。

　　後加工過程可分為切割加工、模壓成型（接頭、接角）和後處理三個主要工序。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採用注射硫化成型的方法。近年來，越來越多的整車採取組合式密封條，將幾種密封條多個斷面複合在一起。後加工工序正在向組合化、模塊化的方向發展。

　　後處理工序包括線外植絨和噴塗，安裝固定密封條的銷釘和雙面膠帶以及精整修邊工作，對於一些高檔轎車，在後處理時植入感測器，當應力達到一定值後發出信號，可控制車窗升降電機的工作，並具有防止夾傷的功能。對於大批量生產的產品，在後處理工序流水化生產線和機器人的應用是發展的趨勢。

　　5 密封條的設計開發

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

　　1.材料設計和工藝設計。採用DOE方法建立材料模型，根據密封條的產品需要設計材料配方並確定其他原輔材料和工藝。

　　2.概念設計。從車體的三維數據出發，根據車身的車門、窗的設計相互位置和間隙通過三維CAD系統（常用CATIA和UG軟體）進行密封條的斷面、幾何形狀和結構設計。

　　3.快速樣件（prototype）驗證。按設計斷面和密封條的結構三維模型，通過激光快速成型和快速模型的方法製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製造，並可在車體上進行裝車匹配試驗。根據裝車匹配的效果，可對密封條的三維模型進行修正。

　　4.有限元分析（CAE）。通過CAE分析軟體，分析設計密封條的結構和受力變形行為，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，驗證或優化改進密封條的結構及材料設計。

　　近年來CAE分析的應用範圍進一步擴大，利用相關軟體進行擠出口模的流道設計和密封條的隔雜訊性能的分析工作已經開始得到應用。

　　5.原始（原型）樣件：根據設計的數模，製造手工樣件並進行裝車測試，根據實際需要調整工裝或修改設計。

　　6.工裝樣件（OTS）：使用批產工裝製造樣件，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。

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

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