1  密封條是乘用車重要的零件之一，它集配合、功能、外觀于一身，動態與靜態兼顧，除具有防塵、防水等密封作用外,還能在車身輕微振動時有效防止玻璃搖動,同時使車身部位得到緩沖，有效提高車身使用壽命，為乘客提供清潔和安靜的乘車環境。乘用車密封條由于暴露在自然環境中，受陽光照射(紫外線)、高熱(夏季要承受80℃以上高溫)、氧、臭氧和濕熱等多種因素的作用而易發生老化。如果密封條發生老化破損，不僅會直接導致車廂出現漏水現象，而且還會加大風噪，嚴重的會引起車身銹蝕。因此，在實際的應用環境和性能要求中，對密封條的耐候、耐光照老化的要求較高。目前密封條企業以及各大主機廠在開發新車型的過程中，逐漸加大了對密封條的試驗投入，除必要的室內人工加速氙燈老化試驗外，還投入巨資進行整車大氣暴露試驗。

汽車密封條光照老化的主要失效模式為表面開裂、噴霜、粉化及顏色變化等，這些失效可能會導致顧客投訴，甚至召回。所以探討影響密封條光照老化性能的因素非常必要。

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乘用車密封條生產工藝

密封條的主要生產工藝過程為:配料→煉膠→擠出→硫化→后加工等。其中，配料的配方是密封條供應商賴以生存的基礎，即使是同一種密封條，各供應商的配料也不同，成分和用量更不相同，配料中石蠟油沸點的高低、碳酸鈣含量的多少等很大程度上決定了密封條成品的耐光照老化性能。硫化是密封條生產中的另一個重要工藝，硫化過程為:預熱→微波硫化→烘烤→冷卻。在硫化過程中，需要控制溫度、速度和壓力等三大因素，因硫化溫度升高雖然可加快硫化速度，提高生產效率，但同時也會引起橡膠分子鏈裂解和硫化還原，導致膠料力學性能下降；另外，厚制品的內、外溫差增大也會導致硫化不均。這些都會影響密封條的耐光照老化性能。

密封條的生產過程非常復雜，有很多不可控因素，本文的研究是在煉膠、擠出及其后加工工藝不變的前提下進行，通過探討配料和硫化對成品耐光照老化性能的影響，尋找影響密封條耐光照老化性能的部分因素。

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試驗

3.1 試驗設備和儀器

密封條產品耐光照老化試驗使用的設備和儀器包括氙燈老化試驗箱ATLASCi4000、光譜光度計UltrascanPRO、標準光源箱SpectralightIII和AATCC標準灰度卡。

3.2 試驗樣件

以某乘用車玻璃導槽頂部(暴露面積較多)的密封條為例，選取以下5種配方或硫化工藝的樣件進行研究。樣件A為某供應商的固定配方樣件；樣件B為在樣件A配方基礎上提高石蠟油閃點后的樣件；樣件C為在樣件B配方基礎上增加過氧化物用量后的樣件；樣件D為在樣件B配方基礎上降低硫化成熟度的樣件:樣件E為在樣件B配方基礎上提高硫化成熟度的樣件。

3.3 試驗標準

因氙燈老化標準SAEJ2527中定義的氙燈能量譜與太陽光能量譜很接近(圖1)[1]，且滿足該標準的零件售后反饋好，所以以該標準為試驗標準。試驗采集數據包括色差△E(儀器采集數據)和耐光色牢度(目視評判數據)，這2組數據能更全面地反映樣件試驗過程中的狀態。另外，根據GMW14169-2010企業標準要求，采集時段為221、442、663、1240、2000kJ/m2和2500kJ/m2。標準對試驗樣件的評判要求為:△E≤3，耐光色牢度≥4；最高輻照能量為2500kJ/m2。

3.4、試驗結果

針對選取的5種樣件進行耐光照老化試驗．試驗結果見表1和表2。

3.5、試驗結果分析

在輻照能量為221kJ/m2時，樣件A的△E值高達7.49。隨氙燈照射時間的增加，△E逐漸遞減，耐光色牢度等級逐漸降低。當輻照能量增加到2500kJ/m2時，密封條成品的外觀由開始的非常光亮變得暗淡無光(圖2)。這種現象可能是由于配方中石蠟油的閃點過低而在試驗過程中析出造成的，同時由于試驗是在高溫和雨淋環境中進行，析出的石蠟油部分被蒸發掉，所以導致△E逐漸降低。

為驗證樣件A中石蠟油是否存在問題，增加了石蠟油閃點測試和霧翳試驗。在石蠟油閃點測試中發現，樣件A配方中的石蠟油閃點只有185℃，屬于比較低的情況；霧翳試驗的測量數據超出10mg，遠大于標準要求的2mg。試驗結果驗證了石蠟油閃點較低及存在揮發而導致試驗結果不能滿足要求。

根據上述試驗結果，在樣件B的配方中使用了閃點大于300℃的石蠟油。經試驗，樣件B的試驗結果(圖3)滿足標準要求。由此可知，使用高閃點的石蠟油能顯著提高密封條的光照老化性能。

樣件C是在樣件B配方基礎上增加了20%過氧化物硫化劑。但由表1和表2可知，樣件C的△E值持續增大，耐光色牢度逐漸減小，其表面有很多難以去除的白色析出物，如圖4所示。經化學成分分析，白色析出物為過氧化物析出，這是由于樣件C中過氧化物硫化劑過量導致的。因為適量的硫化劑可在橡膠分子鏈間形成交聯結構(圖5)，增加產品的強度，但是游離于分子鏈之外的過量硫化劑在受到光照或熱、氧等能量時，會從樣件的表面中逐漸析出，逐漸積累。因此，多余的硫化劑也是影響密封條耐光照老化性能的一個因素。

樣件D和樣件E是在樣件B配方基礎上調整了硫化工藝，樣件D的硫化溫度比樣件B降低20℃，線速度從13m/min提高到15m/min；樣件E的硫化溫度比樣件B增加20℃，線速度從13m/min降低至10m/min。經過與膠料門尼、硫化、焦燒試驗對比，樣件D處于欠硫狀態，樣件E處于過硫狀態。氙燈老化試驗表明，在輻照能量為442kJ/m2時,樣件D表面開始出現白色析出物，經化學分析為過氧化物析出。這是因為硫化不夠充分，配方中的催化劑沒有完全融入到分子鏈中，在光合作用下這些催化劑就慢慢析出來(圖6)。樣件D的試驗結果可證明欠硫是導致產品耐光照老化性能下降的一個因素。

樣件E的試驗數據相對較差。試驗開始不久產品表面開始發白并有粉化現象，當輻照能量達到2500kJ/m2時，表面粉化嚴重(圖7)，零件的性能和強度也下降的很嚴重。這是由于產品過硫導致的，因為硫化溫度過高，時間過長，致使部分分子鏈在硫化過程中就已經被打斷(圖8)，被打斷的分子鏈在紫外線等作用下分裂的更快，導致產品表面粉化。由此可知，過硫是產品耐光照老化性能下降的一個因素，產品的過硫化是最需要避免的情況。

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結束語

根據乘用車密封條的生產工藝，試驗研究了影響密封條耐光照老化性能的部分因素。試驗表明，配料中石蠟油閃點的高低以及硫化劑的多少均是影響密封條耐光照老化性能的因素，必須合理進行配方設計；過硫或欠硫也是導致密封條耐光照老化性能下降的重要因素，因此在生產過程中要避免過硫或欠硫的發生。