中国汽车橡胶密封件产业技术风险分析（原创）

 

由于目前轿车橡胶密封条主要采用不可再生利用的三元乙丙橡胶，因此，采用易加工,性能优于橡胶，综合成本较低，废料可回收利用的热塑性弹性体、浇注型弹性体和混炼型弹性体等材料来替代三元乙丙橡胶，生产绿色汽车橡胶密封条，具有非常广阔的发展前景。目前美国有关公司生产的热塑性弹性体已用于福特、大众、丰田和奔驰公司生产的汽车上。

目前美国等工业发达国家的密封条生产企业已开发出彩色密封条，我国密封条企业也应着手进行彩色密封条的研制开发，以满足不同用户的需求。另外，国外已开发出智能化的橡胶制品。我国密封条企业应及时关注世界高分子智能材料和智能化橡胶制品的发展趋势，开发具有知识产权的智能化橡胶密封条，增强企业的竞争能力。

随着中国汽车工业的不断发展，巿场对于汽车密封条，尤其是轿车密封条的性能要求愈来愈高，不仅需要具有优良的密封性，而且要美观、安全和环保。在此需求的推动下，汽车密封件技术不断推陈出新，一些新材料、新工艺和新装备被投入到实际生产中。

由于车用密封条对材料、工艺的要求较高，长期以来，国内巿场以进口产品为主。但随着汽车工业的迅速发展，在车用密封条的研发上，中国已加快了脚步。如青岛科技大学釆用具有包藏结构的粉末丁晴橡胶改性高聚合度聚氯乙烯制造汽车挡雨条，所研制挡雨条料达到日本进口料LE608A指标；华东理工大学所研制的汽车车顶用防水条专用料可用于桑塔纳轿车车顶防水条生产，各项性能均达到了指标，完全可以替代进口产品。

1.设计方式

随着国外先进厂商不断进占中国巿场，国内零部件工业将受到冲击，对密封件行业来说也是新的挑战。中国汽车密封件行业尚未形成规模经济，劳动生产率低，开发能力弱，必须走强强联合、模块化生产之路，争取在5-6年保护期内加速形成具有自主开发能力的实体。汽车密封件的配套不能再像以往那样仿制，而应积极对最新车型进行配套，承担同步开发。

对于密封条新产品的开发，目前已经改变了传统的设计方式，改为利用计算机技术，应用CAI/CA–E/CAT等，高起点地分析，以优化产品结构优化。鉴于汽车密封条的材料复杂、结构的特殊性和接触载荷、边界的非线性等因素，企业已应用计算机辅助设计手段，提高预测能力，降低开发调试成本。

传统方法是在二维零件图纸上进行设计，现在则是从整车的三维车体数据出发，通过CAD绘图造型来确定密封条的截面和几何形状、结构特点。从BENCHMARKING技术基准档案选取材料及其参数，通过CAE分析软件，如有限元FEM方法分析，模拟分析密封条的结构与受力变形行为，对变形过程进行理论分析。如设计不合理，结果不理想，可重新釆用CAD设计。如果成功，则可用CAD模具工装的造型设计，再经CAM软件，用数控机床进行加工，然后制样，经调整，最终完成产品的开发。

北美一些汽车密封条制造厂商已经突破了传统生产密封条的模式，开始与汽车零配件厂合作，向一些整车厂提供一种同时装有导槽与侧条等密封条的组合框架，或车门整件，这种方式顺应了当代汽车零部件工业的模块供货方向发展的潮流。

2.材料选择

目前制造汽车橡胶密封条的主要原材料是三元乙丙橡胶。该材料具有较高的硫化速度、很好的挤出工艺性能、优异的耐臭氧及耐气候老化性能，在今后较长时间内仍是汽车橡胶密封条生产的首选橡胶。

作为主要的原材料，三元乙丙橡胶也在不断更新和发展。它具有优良的物理性能，又有可操作加工性能的新颖EPDM控制其分子中长链支化，使其硫化性能更好，提高挤出速度和产品的产量。

其他新型的热塑性弹性体、浇注型弹性体和混炼型弹性体等在汽车密封条中不断得到应用。例如，热塑性弹性体如三元乙丙烯胶/聚丙烯（EPDM/PP）热塑性弹性体，既具有弹性体的优良工程性能，又具有塑料的优良特性，并且比传统的部分交联热塑性弹性体有更优异的强度、高温力学性能、耐热性和耐油性等。这些材料正在逐步取代不可再生利用的EPDM制品。近年来国内EPDM/PP共混型热塑性弹性体的研究有所进展，目前已有EPDM乙烯/丙烯/二烯共聚物增韧改性专用料投放巿场。而以EPDM为主体的动态硫化共混型EPDM/PP专用料仍须进口。

企业对于辅助材料，主要是炭黑、骨架材料、增塑剂和硫化剂等的开发也从未中断，这些新产品逐渐被应用到汽车密封条的生产中。为减少汽车橡胶密封条在生产过程中的污染及粉尘飞扬，目前主要釆用母胶型颗粒状的硫化剂及促进剂等作添加剂。挤出工艺性能好，填充量大的快压出、半补强和通用级炭黑是三元乙丙橡胶常用的补强剂，也符合作为绿色汽车橡胶密封条生产的添加剂。发泡剂则应选用闭口型、孔径细小和发孔均匀的产品。目前企业也开发了一些计算机应用软件，对配方中原材料进行筛选、组合，以达到配方的优化。

3.加工工艺

过去的密封条生产多釆用人工压模成型，工艺简陋落后，形状单一，多是H形。现在的密封条生产釆用计算机控制的挤压成型或者注射模压技术，包括微波硫化、复合挤出、可变口径挤出、表面喷涂等技术。

传统的盐浴炉硫化釆用含有亚硝酸盐的盐浴体系，而且经盐浴硫化后的密封条还需要进一步用清水清洗。釆用玻璃微珠沸腾床硫化，不仅要对玻璃微珠沸腾床定期进行清理，对一些断面复杂的密封条，在硫化后还需进一步将表面清理乾净。因此，无论是盐浴硫化，还是玻璃微珠沸腾床硫化都可能造成环境污染，损害人体健康。目前国内多数汽车橡胶密封条生产企业已转而釆用清洁的微波连续硫化生产工艺。

为保证汽车橡胶密封条在大批量生产时的质量，一般都釆用自动化程度高、批次质量稳定、分散均匀性好和产量大的高效、高质量密炼机进行胶料混炼。目前已出现了专门为微波连续硫化自动化生产线配置的冷喂料挤出机。冷喂料挤出机釆取分段加热，螺杆内腔和复合机头装有循环水加热系统，挤出速度可无级变速调节，挤出的密封条由输送带牵引依次进入热空气预热段、微波段、热空气烘箱段、水冷却槽或水喷淋冷却舱，最后进行自动裁断，实现喂料、挤出、连续硫化、冷却和裁断自动化生产。

在密封条制造过程中，挤出时应用可变口型技术，即利用计算机控制挤出口型的变化，改变了以往在挤出型条截面一成不变的做法。可根据需要，在转角部位和连接车体或夹持部位，使截面发生“渐变”或“突变”。例如，可使海绵泡管位置、壁厚或大小发生变化，一次挤出在长度方向的截面可变的型条，这样使密封条能更好地与主体匹配、密封，而且在加工过程中，减少了劳动强度，改变了以往不同截面密封条在后加工中需要贴合和接角等复杂工序。

在密封条挤出过程中，现在已从双复合、三复合共挤出工艺，即硬质胶（软质胶）、海绵胶、金属骨架共挤出发展到四复合挤出，或更多复合的共挤出，使不同胶种、不同材料、不同颜色的胶料共挤出。其中有些技术含量更高、劳动强度更低，而且实现了在线静电植绒，可达到单面或双面植绒，同时可在线进行喷涂聚氨酯、硅油或其它涂层。

在安装密封条过程中，以往釆用木榔头捶击式安装，劳动强度大，密封条外观容易受损。现在逐渐改用滚压式工装（ROLL FORMING），它是一种带有转子的气动工具，可液压密封条的夹持部分，使它在不同安装部位都能达到均匀一致的装配效果，减轻了装配工的劳动强度。

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