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　　摘要： 该文介绍了乘用车常用密封条的种类、结构及其发展趋势；叙述了橡胶密封条生产工艺，概 括了在生产实践中需要关注的要点。

　　橡胶密封条被广泛地应用于乘用汽车，传 统主体材料采用橡胶和聚氯乙烯塑料。作为橡 胶密封条的主要原材料，可以选用氯丁橡胶、乙 丙橡胶等多种橡胶。近年来，乙丙橡胶以其优 越的耐天候性等特点，广泛地被选作密封条的 主体原材料。

　　密封条系统作为乘用汽车车身附属系统的 一部分，参与组成了乘用车的内外装饰系统，因 而，密封条兼有功能性和装饰性双重功能。

　　作为外观可视部件，密封条系统还具有装 饰作用，参与组成车身的 A 级表面，组成协调 统一的内饰主题。

　　1)按使用部位分类；2)按使用中的应力变 化状态分类；3)按材料组成分类；4)按密封条 结构分类。

　　中，反复处于应力状态、功能起效，应力消除、功能暂停的循环之中。静态密封的代表性品种有风窗密封条、三角窗密封条等。 一经安装，则处于相对恒定的应力状态下，持续发挥功能。

　　若按密封条结构分类，可将其划分为单挤 出、双复合、三复合和四复合结构等。例如，图 2所示的门框密封条，就是一种典型的四复合 结构，它包括了海绵胶料、密实胶料、金属骨架 和彩色面胶四种主体材料。

　　1)材料非线性：橡胶密封条材质是典型的 弹性材料，随着载荷的增加，密封条的形态会有 较大变化，是大变形的非线性弹性材料。

　　2)几何非线性：密封条在摩擦受力过程 中，应变与位移之间存在着非线性关系，即大变 形表现为大位移、大应变形式。

　　3)边界条件非线性：密封条与车身部钣金 件的接触边界条件十分复杂，接触力的分布、大 小及接触面积，随密封条几何形状的变化而变 化，表现为典型的非线 纯胶类密封条的截面结构和零件结构

　　且可以附带用于安装定位的部件，或进行表面改性处理以实现功能要求。盖前密封条、头道密封条、导槽密封条和前、后风窗密封条是常见的典型纯胶类密封条。盖前密封条通常具有一个海绵胶泡管，在底部开孔，以承载辅助安装用的塑料泡钉，底部材料也可以是密实胶料(参见图3)。

　　前、后风窗密封条通常不带有泡管，它通过特定的形状承载玻璃，并且与车身钣金镶嵌在一起。(参见图5)。

　　导槽密封条提供车窗玻璃移动的导向和支撑，可以由单种硬度或多种硬度的密实胶料组成， 一般不带有由海绵胶料组成的泡管。传统 的导槽安装在车门钣金拼接成的凹槽内，与玻 璃相接触的表面通过植绒或喷涂可以改变表面 的性质，获得具有耐久性的低摩擦系数表面， (参见图6)。

　　以骨架支撑密封条，形成安装夹持结构的 典型密封条有门框密封条，行李箱密封条，内侧 条和外侧条等。包覆在密封条中的金属骨架通 过弯曲成型工艺，形成设定的造型，作为主体材 料的橡胶附着在骨架上，通过特定的齿形，定位 在车体钣金上。

　　通常，根据密封面的位置，门框密封条分别 在骨架的两个侧翼，分别具有海绵泡管和一条 唇边。海绵泡管是形成车门钣金与车身钣金之 间密封的功能性部件，而唇边则与车身内部的 内装饰相搭接，完成统一的内饰主题。

　　行李箱密封条(如图7)一般在顶部，具有 一个由海绵胶料组成的泡管，以完成密封功能； 而侧面则可以设置唇边与行李箱中的地毯配 合。为了便于安装，行李箱密封条和门框密封 条在唇边处均可以设置辅助安装专用的工艺筋 条。通常，行李箱密封条的两端也需要连接，以 形成封闭的环形。

　　对于门框密封条和行李箱密封条，为了适应车身钣金的起伏变化，保证安装时对车身钣金形状良好的随动性，都选用了具有柔性的骨架，而内、外侧密封条出于外观和功能的要求，通常选用钢片类、成型后不具备柔性的硬质骨架。这两类密封条都具有与玻璃接触的摩擦系数低的唇边和光滑的外面表(见图8)。外侧密封条一般具有通过模压造型获得的封闭端部。

　　乘用车密封条生产是一个复杂的过程，它既有类似流程性材料加工特点的工序，又有离散型加工的步骤。有机械变化，又利用了化学效应。除了基本的橡胶生产工艺，还运用了金属冷作、焊接、表面处理等等多种加工手段。总的来说，乘用车密封条的制造流程包括三大步骤：混炼胶准备、挤出硫化、后加工。橡胶密封条混炼胶的准备与其他橡胶制品的胶料准备类似，是相对独立的一个步骤，本文不作详细叙述。

　　在橡胶密封条的挤出硫化阶段，广泛地应 用了连续硫化工艺。微波-热空气硫化，盐浴硫 化和沸腾床硫化工艺都有应用，尤以微波-热空 气硫化工艺以其较高的热效率、不需要表面清 洁处理、简单的环保处理而最为常见。

　　密封条挤出硫化生产线中，骨架的供应单 元包含骨架导开、骨架接续、缓冲储存和表面处 理几个主要工艺模块。在整个功能单元中，工 艺控制的要点之一，是控制内部的张力，避免骨 架承受应力而产生非预期的形变。

　　骨架导开是将成卷状或成盘状的金属带或 金属片连续地解开，向下一功能单元输送，可以 采用无动力被动式的简易结构，也可以采用带 反馈调速的主动式动力结构。装置整体可以根 据骨架材料的包装形式设置为卧式或立式。

　　由于密封条的挤出生产是持续进行的，因 而，在导开后设置了骨架的接续功能单元。根 据骨架的材质和结构，骨架接续可使用焊接、缝 纫和粘接等方法。对于钢质骨架，常用点焊机 进行点焊连接，而铝质或铝镁合金骨架则需要 使用气体保护焊接。至于由金属丝和纤维线组 成的编织骨架，通常使用缝纫和粘贴的方法连 接。

　　挤出密封条是连续进行的，但更换下一卷 骨架需要上下料和骨架接续时间。为了保证挤 出持续进行，由骨架缓冲装置提供操作时间。 该装置通过空间换取时间，设计了生产线的骨 架缓冲储存量，即在缓冲中储存多长的骨架，需 要由挤出线的生产最高速度，骨架切换、接续的操作时间，安全余量三者共同决定，即：储存量=挤出目标速度x 骨架切换或骨架接续操作时间+安全余量

　　在骨架供应单元中，还设有表面处理工艺模块，目的是通过电加热、红外加热或者灼烧等方式，去除骨架表面可能存在的油污、水分等杂质，减少挤出过程中起泡等缺陷。

　　在这个功能单元中，扁平的带状骨架将通过成型轮组，弯折成特定截面形状的连续条状骨架。纯胶密封条和采用平挤出骨架折断工艺的密封条则不需要该工艺单元。成型轮组可以采用单组、四组、六组等，根据截面形状的需要，甚至可采用十二组或更多。对骨架的弯曲需要考虑平缓渐进的变形过程，防止突变，以获得稳定一致的截面，前后轮组之间设定了一定的速差，以吸收弯曲过程中的压延变形。适当的速差和成型轮组间的间隙可以保证平顺的弯曲过程，而不会对骨架表面的涂层或编织带的纤维线产生伤害。速差偏小，会导致骨架在预弯机内起拱堆积而断裂。当预弯的骨架进入复合机头挤出前，可以对骨架进行加热，以活化钢带表面的涂层，提高粘合强度。

　　共挤出成型是整个密封条挤出生产阶段最重要的功能单元之一。橡胶、金属骨架等主体材料通过挤出口型被复合成一个整体，并被赋予特定的结构和形状。

　　冷喂料挤出机是这一单元的主要设备，口型是该单元的关键工装。为了获得均匀致密的挤出胶条，目前已经广泛采用了排气式冷喂料挤出机。选用具有大螺旋提升角的不带排气段的螺杆，以获得较高的挤出量，提高挤出速度。但是，从实践来看，硬度在SHA60 以下，门尼粘度低的胶料在这种螺杆状态下很容易产生气泡，使挤出产品在硫化后像海绵一样，含有气孔。

　　根据密封条产品的结构，可以实现多台挤出机的共挤出。例如一台φ90挤出机用于密实胶的挤出，另一台φ90挤出机用于海绵胶，再配置一台φ50的挤出机用于彩色面胶的挤出。为了获得更为稳定的挤出断面，使用齿轮泵供胶或螺杆-齿轮泵串联挤出都曾经被探索过。同 时，为了获得中空制品，还必须在泡管内维持- 定的气压，故需要设置供气和调压装置。

　　口型是在该单元中，将多种材料复合成为 一个整体的关键工装，除了不同种的胶料、骨 架，还可以使减伸纤维线、塑料膜等同步挤出， 组合成一个整体。为了获得需要的截面形状， 根据需要，可以在口型外使用滚轮辅助成型，例 如，在唇边滚花后弯曲到预设形状。

　　在设计和制造口模时，必须严格防止产生 流动死角。例如，在流道中存在垂直的台阶，则 在台阶处会产生涡流，长时间在该处翻滚的胶 料将会焦烧，导致表面产生缺陷。

　　挤出后的密封条需要硫化定型，在这一单 元中包含热冲击定型、预热、微波加热和第一段 硫化等工艺模块。

　　热冲击定型通过高温作用，使得密封条的 细小唇边等结构先期硫化定型，在后续的挤出 生产过程中保持良好的形状。热冲击定型可以 使用灼烧、高温燃气和红外加热等多种方法，其 中，应用到的热空气温度可以高达近400度。

　　微波-热空气硫化是一种常压硫化，当前， 应用的微波热空气槽已经可以将传统的预热槽 和微波槽合二为一，并可以提供更大的微波功 率，微波的控制也已经转向了数字式闭路控制 方式。挤出的密封条制品在预热-微波槽内通 常由托辊传送，需要定期清理托辊表面以预防 污染或破坏密封条制品表面。而执行第一段硫 化任务的热空气槽由耐高温的氟材质输送带承 载密封条通过硫化槽。热空气提供了高温环 境，微波则从内而外均匀地加热密封条，使密封 条升温到开始交联的温度。热空气槽可以通过 电加热或者采用燃气加热方式，工作温度可以 高达近300摄氏度，为了取得良好的热传递效 果，热空气槽设计倾向于加大热空气的流量，提 高流速。为了预防密封条挤出过程中意外断 裂，或长时间被微波加热而导致起火，在这一单 元中还设置了探测装置。在密封条断裂后的设 定时间内，中止微波发生器工作，同时，在微波 槽内也设有探测器，当未被密封条吸收的微波 能量达到阀值时，会自动降低微波发生器功率， 以保护设备。

　　经过以上步骤，密封条已经硫化，但是，需要特别注意的是，为了后续的加工需要，此时，不能让橡胶达到正硫化，必须保留进一步反应的能力，以完成植绒、表面喷涂等工艺。

　　密封条的表面温度，在第一段热空气硫化槽出口处可以高达250摄氏度，必须降低表面温度，并控制到后续工艺需要的温度范围内。水冷却是最常用的手段。由于橡胶是热的不良导体，足够长度的水槽可以保证冷却作用持续的时间。通过喷淋等手段，确保密封条整体被均匀地降温，必要时可以使用冷冻水。冷却后，密封条表面的水分必须被吹干。

　　冷却后的密封条通过一台牵引机后，被传送到下一加工工艺模块。需要注意的是，在冷却和牵引过程中，必须保持密封条表面的清洁，特别是要防止待植绒或喷涂的表面被油类等杂质污染，形成“晕彩”等缺陷，从而影响植绒或喷涂的加工质量。

　　由于EPDM 橡胶的非极性性质和高度饱和的分子链结构材料特点，硫化后的密封条表面表现为化学反应的惰性。要获得理想的植绒、喷涂材料与 EPDM 胶料间的粘接强度，需要对密封条的表面进行处理。表面处理的工艺一般有：1)机械处理法；2)化学处理法；3)电化学处理法。

　　机械处理法常常采用金属或硬质塑料毛刷对需要植绒的表面进行打磨。这种方法由于对密封条的表面进行了破坏，所以，不能用于对需要喷涂的表面进行处理。

　　化学处理法可以采用底涂工艺，在 EPDM和植绒胶粘剂、喷涂材料之间形成结合强度，但这种方法较少在挤出过程中在线应用。

　　电化学处理法是近年来新开发的处理方法，常见的长尾焰电晕处理(Corona)和开放空气等离子处理(Plasma)。 这两种处理方法都可以应用于凹槽拐角部位和细小唇边表面的活化。

　　喷涂和涂刷功能模块，将胶粘剂及涂层材料均匀地传递到被涂覆的表面，形成一层均匀的膜。涂刷工艺应用于粘度较高的植绒胶粘剂 和高固体含量的涂层材。