Термоэластопласт вместо резины: уплотнители и детали из TPE

Под словом «термоэластопласт» в уплотнителях продают несколько разных материалов. Для окон, дверей и витражей обычно идёт TPV, вулканизованный термоэластопласт: мелкие частицы сшитого EPDM в матрице полипропилена. Для мягких накладок и бытовых изделий берут стирольные TPE (SEBS), для износостойких деталей полиуретановые TPU. В каталоге все они могут называться «ТЭП уплотнитель», а ведут себя по-разному, поэтому первым делом уточняют группу материала.

ТЭП работает как резина, а перерабатывается как пластик

Резину после экструзии вулканизируют: каучук сшивается по всему объёму, и профиль больше никогда не расплавится. TPE перерабатывают иначе: гранулы расплавляют, продавливают через фильеру, и профиль твердеет при остывании. Сшивки по всему объёму нет, упругость дают либо сшитые частицы каучука в пластике (TPV), либо блоки молекул, которые при нагреве размягчаются (SEBS, TPU).

Из этого следуют все плюсы и минусы ТЭП. Обрезки и брак можно переплавить, профиль легко окрасить в любой цвет, рамку сваривают из одного куска профиля без клея. Но при нагреве пластиковая матрица размягчается, и уплотнитель, который долго стоит сжатым в тепле, теряет форму быстрее, чем резина.

Ориентир для марок общего назначения.

Осадка в тепле отделяет ТЭП от EPDM

Главная разница между ТЭП и резиной видна в остаточной деформации сжатия: сколько профиль не возвращает после выдержки под нагрузкой. Пример по одной марке TPV, данные из технического листа Santoprene 101-64 (товарный знак правообладателя): 25 % после 22 часов при +70 °C и 44 % после 70 часов при +125 °C по ASTM D395. Для оконного притвора при комнатной температуре такая осадка приемлема. Для двери сушильной камеры при +100 °C профиль за сезон сядет и перестанет прилегать.

У других марок цифры отличаются, но направление одно: чем горячее и дольше сжат профиль, тем сильнее ТЭП проигрывает вулканизованному EPDM. Измеряют и читают её по правилам для остаточной деформации сжатия. На холоде TPV ведёт себя хорошо: у той же марки температура хрупкости указана −60 °C, поэтому зимой оконный уплотнитель из ТЭП не дубеет так, как ПВХ.

Где термоэластопластовый уплотнитель работает лучше резины?

Термоэластопластовый уплотнитель работает лучше резины в серийных профилях для окон, алюминиевых витражей, межкомнатных и входных дверей, шкафов и бытовой техники при температуре притвора до +50…+60 °C. Там ценят то, что рамку сваривают из одного куска за секунды, профиль окрашивают в цвет рамы, а обрезки перерабатывают. При долгом сжатии выше +70 °C и в горячих маслах выигрыш пропадает, и профиль заказывают из EPDM или силикона.

Окна и алюминиевые витражи ставят ТЭП из-за сварки рамок

Для оконных и дверных блоков уплотнители из монолитных эластомерных материалов, изготовленные экструзией, описывает ГОСТ 30778-2001; на самоклеющиеся профили он не распространяется. Изготовители окон и алюминиевых систем используют и резину EPDM, и ТЭП. Термоэластопласт выигрывает на сборке: уплотнитель стеклопакета или притвора сваривают в замкнутую рамку на автоматической линии, без вулканизационной формы на каждый угол.

При ремонте это удобно и неудобно одновременно. Удобно, потому что сварная рамка не расходится в углах. Неудобно, потому что оригинальный профиль конкретной системы найти бывает трудно, а под маленький заказ экструдировать ТЭП с новой фильерой невыгодно. В таких случаях профиль того же сечения делают из EPDM, а углы соединяют вулканизацией стыка.

Холодильные и тепловые двери требуют проверки температуры

Холодильные камеры и шкафы при −20…+5 °C ТЭП переносит без проблем, если профиль не стоит рядом с нагревательным кабелем обогрева проёма. Нагреватель годами держит уплотнитель в тепле, и осадка растёт. Дверь сушильного шкафа, пекарской камеры или автоклава с температурой +80…+150 °C для ТЭП уже не подходит: здесь берут EPDM для горячей воды и пара или силикон для сухого жара.

Простая проверка перед заказом: где стоит уплотнитель и сколько часов в сутки он сжат при максимальной температуре. Если дверь закрыта почти всё время и у притвора тепло, ТЭП заменяют резиной. Если дверь часто открывают, а температура комнатная, ТЭП годится.

Масла и моющие средства ограничивают ТЭП

TPV на полипропилене устойчив к воде, слабым кислотам и щелочам, озону и солнцу, но в минеральных маслах и топливе набухает, как и EPDM в его основе. Поэтому ТЭП не ставят в гидравлику, на крышки маслобаков и в узлы, где на профиль попадает смазка. Для таких мест профиль делают из маслобензостойкой резины NBR.

Агрессивные моющие средства на пищевых производствах тоже требуют проверки по марке: изготовители TPV публикуют таблицы стойкости, и их сверяют с конкретным составом моющего раствора. Данных по одной марке недостаточно для других марок того же типа.

Чем заменить ТЭП уплотнитель двери?

ТЭП уплотнитель двери заменяют профилем того же сечения из ТЭП, EPDM или силикона в зависимости от температуры у притвора. Для комнатной двери, окна и шкафа подходит EPDM той же твёрдости: он прилегает так же и меньше садится. Для горячей двери печи или сушильной камеры нужен силикон. Сечение снимают со среза старого уплотнителя, а ширину паза измеряют в раме, чтобы новый профиль сидел плотно.

ПВХ, ТЭП и резина различаются поведением на морозе

Пластифицированный ПВХ дёшев и тоже сваривается, поэтому его ставят в мебель и торговое холодильное оборудование. На морозе он твердеет сильнее ТЭП, а пластификатор со временем уходит, и профиль становится жёстким. ТЭП этих проблем не имеет, но уступает резине по осадке в тепле. EPDM дороже в сборке рамки, зато держит и мороз, и солнце, и тепло. С другими материалами ПВХ сравнивают при выборе ПВХ-уплотнителей.

Оценки качественные, для марок общего назначения.

Данные для расчёта профиля собирают по срезу и узлу

Для расчёта уплотнителя нужны восемь строк. Первая: срез профиля или образец длиной 10–15 см, сфотографированный торцом на листе с линейкой. Вторая: ширина и глубина паза в раме и зазор притвора при закрытой двери. Третья: длина погонных метров или размеры рамки и число штук. Четвёртая: как соединять, сваркой, вулканизацией углов или поставкой отрезками. Пятая и шестая: температура у уплотнителя и сколько часов в сутки он сжат. Седьмая: масло, моющие средства, солнце. Восьмая: материал, цвет и твёрдость, если они уже заданы конструкцией.

Новая фильера решает выбор между ТЭП и EPDM для малой партии

Когда восемь строк собраны, остаётся экономический вопрос. Профиль любого материала экструдируют через фильеру под конкретное сечение, и если подходящей фильеры нет, её изготавливают отдельно. Для оконного завода, который тянет километры одного профиля, это мелочь. Для ремонта десяти дверей холодильной камеры фильера становится главной строкой расхода, и тогда выбирают тот материал, который даёт меньше дополнительных затрат, а не тот, что стоял раньше.

Пример рассуждения: на двери шкафа управления стоял серый ТЭП с приваренными углами, нужно 30 рамок. Если изготовитель профиля работает с EPDM и у него есть близкое сечение, рамки собирают из резинового профиля с вулканизацией углов, и уплотнитель в шкафу при +30 °C служит не меньше. Если сечение редкое, сложное, с несколькими камерами, срез сначала переводят в чертёж по слепку профиля уплотнителя: по изношенному образцу фильеру делать нельзя, она повторит смятые стенки.

Резиновые уплотнительные профили по срезу или образцу делают экструзией, а срок для профиля с новой фильерой называют в КП, потому что он зависит от её изготовления. В заявке сразу пишут, допустима ли замена ТЭП на резину, тогда расчёт придёт с вариантами.