Selos de Borracha Co-Extrudados | Dados de Materiais

Por Equipe de Engenharia Zhouxin Sealing  ·   · 2 visualizações

co-extruded rubber seals factory - product photo from Zhouxin Sealing Hunan factory

Comparação de Ciência dos Materiais: Sistemas Elastoméricos Co-Extrudados

A co-extrusão une dois ou mais fluxos de elastômero na cabeça da matriz antes da vulcanização. A matriz polimérica de cada fluxo determina a resistência à tração, a deformação permanente e a resistência química. A tabela abaixo apresenta valores típicos para as formulações que produzimos em produção contínua.

Sistema Elastomérico Dureza (Shore A) Resistência à Tração (MPa) Deformação Permanente % (70h @ 100°C) Envelhecimento Térmico (ASTM D573, hrs @ 100°C) Resistência a Óleo (IRM 903, 70h @ 100°C) Resistência a Ácido/Álcali Resistência ao Ozônio Faixa de Temp. (°C)
EPDM / EPDM 50–80 8–12 18–25 1000+ Ruim (inchamento >100%) Boa Excelente -50 a +150
EPDM / TPE 60–85 7–10 20–28 700 Ruim Boa Excelente -40 a +120
Silicone / Silicone 40–70 6–10 15–22 1000+ Regular Boa Excelente -60 a +200
NBR / PVC 55–85 9–14 20–30 500 Excelente (inchamento <15%) Regular Regular -30 a +120
TPE / TPE 55–90 8–15 25–35 400 Boa Regular Boa -40 a +110
Neoprene / EPDM 50–75 8–13 20–28 800 Boa Boa Boa -40 a +120

A resistência à tração é medida conforme ASTM D412 em corpos de prova cortados da extrusão acabada. A deformação permanente segue ASTM D395 Método B. As horas de envelhecimento são extrapoladas a partir de gráficos de Arrhenius de retenção de tração a 70°C, 100°C e 125°C.

Por Que a Co-Extrusão Altera a Ficha Técnica

Um perfil de dureza única força um compromisso: macio o suficiente para vedar, rígido o suficiente para encaixar. A co-extrusão elimina essa restrição. A perna rígida (tipicamente 70–90 Shore A) suporta a força de inserção; o bulbo macio (40–60 Shore A) deforma-se sob baixa compressão. A interface entre os dois fluxos é uma ligação química formada durante a vulcanização, não uma junta adesiva. A resistência ao descolamento na interface tipicamente excede 4 N/mm, o que é superior à resistência ao rasgo do composto mais macio.

Deformação Permanente e Força de Vedação de Longo Prazo

A deformação permanente é o melhor preditor isolado da vida útil do selo. Um perfil com 20% de deformação a 70h/100°C reterá aproximadamente 80% de sua força de vedação inicial após essa exposição. Para uma fita de vedação de porta com 20 ciclos por dia, isso se traduz em uma janela de serviço de 8–12 anos em climas temperados. Co-extrusões de silicone atingem 15–22% de deformação, razão pela qual dominam aplicações de fornos de alta temperatura e vedação de armário.

Dados de Resistência Química e Ambiental

Exposição a Óleo, Ácido e Álcali

Conforme ISO 1817, inchamento volumétrico após 70h de imersão a 100°C:

Meio EPDM Silicone NBR TPE
Óleo IRM 903 >100% 40–60% 10–15% 25–40%
H₂SO₄ 10% <5% 5–10% 15–25% 10–20%
NaOH 10% <5% <5% 10–20% 8–15%
Água deionizada <3% <3% <5% <3%

EPDM é o padrão para perfis externos e em contato com água. NBR é especificado quando há névoa de óleo ou fluido hidráulico. Silicone é escolhido quando a temperatura excede 150°C ou quando o perfil deve permanecer flexível abaixo de -50°C.

Envelhecimento por Ozônio e UV

A resistência ao ozônio é testada conforme ASTM D1149 a 50 pphm, 40°C, 20% de deformação. EPDM e silicone não apresentam trincas após 1000 horas. NBR e TPE requerem pacotes antiozonantes e são classificados para 200–400 horas. Para perfis arquitetônicos externos, recomendamos EPDM ou uma co-extrusão de silicone. Perfis WPC com vedações de EPDM co-extrudadas são comuns em sistemas de decking e revestimento.

Retardância de Chama

UL 94 V-0 é alcançável em co-extrusões de silicone e TPE com aditivos livres de halogênio. EPDM pode atingir V-1 com cargas minerais hidratadas, mas a resistência à tração cai 15–20%. Para perfis da linha silicone usados em invólucros elétricos, produzimos um composto V-0 com tração de 6–8 MPa e deformação permanente de 18%.

Tolerância de Extrusão e Controle Dimensional

Perfis co-extrudados são medidos em um sistema de visão com inspeção 100%. A tolerância padrão de extrusão segue ISO 3302-1 Classe E2 para borracha densa:

Faixa Dimensional (mm) Tolerância (±mm)
0–4 0,10
4–10 0,15
10–25 0,25
25–63 0,40
63–100 0,60

Tolerâncias mais rigorosas (±0,05 mm) estão disponíveis no bulbo de vedação para programas automotivos e de invólucros médicos. A tolerância de comprimento de corte é ±0,5 mm em linhas de corte automáticas.

Em nossa experiência na fábrica de Hunan, um OEM europeu especificou um selo de armário EPDM/TPE co-extrudado com bulbo de 65 Shore A e carreador de 85 Shore A. A primeira peça ficou 0,22 mm acima na altura do bulbo devido ao inchamento da matriz após 48 horas de extrusão contínua. Corrigimos ajustando o comprimento da terra da matriz e a velocidade do puxador, então mantivemos ±0,12 mm em uma produção de 20.000 metros. A lição: a tolerância da co-extrusão varia com a temperatura da matriz, então registramos a temperatura da cabeça da matriz a cada 15 minutos e recalibramos o sistema de visão a cada turno.

Vulcanização e Integridade da Ligação

A co-extrusão exige que os dois compostos atinjam o pico de cura ao mesmo tempo. Se a perna rígida curar mais rápido, a interface retém curativos não reagidos e a resistência ao descolamento cai abaixo de 2 N/mm. Formulamos sistemas de cura com tempos de scorch combinados (t5 dentro de 15 segundos) e operamos um reômetro de matriz móvel em cada lote. Linhas de vulcanização em banho de sal ou ar quente operam 8–12 minutos a 180–220°C, dependendo da seção transversal do perfil. Pós-cura é aplicada a perfis de silicone para remover voláteis e estabilizar a deformação permanente.

Perguntas Frequentes

Qual é o MOQ para selos de borracha co-extrudados?

O MOQ é de 500 metros por perfil para compostos padrão e 2.000 metros para formulações de cor personalizada ou retardantes de chama. A amortização do ferramental é dispensada acima de 10.000 metros. Aceitamos pedidos de contêiner misto combinando dois ou três perfis para atingir o MOQ.

Qual é o prazo de entrega?

O prazo de entrega de amostra e primeira peça é de 10–15 dias após aprovação do desenho. O prazo de produção é de 20–25 dias para 5.000–20.000 metros, mais 3–5 dias para frete marítimo de Xangai ou Shenzhen. Produção acelerada de 10 dias está disponível para perfis de silicone e EPDM.

Qual tolerância de extrusão vocês conseguem manter?

A tolerância padrão é ISO 3302-1 Classe E2, tipicamente ±0,10 mm em dimensões abaixo de 4 mm e ±0,25 mm em dimensões de 10–25 mm. Mantemos ±0,05 mm em bulbos de vedação para programas automotivos. O comprimento de corte é ±0,5 mm.

Como os selos co-extrudados são embalados?

Os perfis são enrolados em rolos de 50–200 metros, envolvidos em filme PE e embalados em caixas sobre paletes. Peças cortadas no comprimento são embaladas em sacos plásticos com dessecante. Oferecemos embalagem neutra ou caixas com impressão personalizada para compradores atacadistas.

Qual é a política de amostras?

Amostras gratuitas de até 1 metro por perfil são fornecidas para avaliação. O comprador paga apenas o courier. Amostras de compostos personalizados exigem um mínimo de 50 metros e 7–10 dias. O custo da amostra é creditado no primeiro pedido de produção.

Resumo de Especificações

Parâmetro Faixa Padrão Opção de Tolerância Rigorosa
Dureza 40–90 Shore A ±3 Shore A
Resistência à tração 6–15 MPa conforme ASTM D412
Deformação permanente 15–35% <20% disponível
Envelhecimento térmico 400–1000+ hrs conforme ASTM D573
Resistência ao ozônio 200–1000+ hrs conforme ASTM D1149
Retardância de chama UL 94 V-1 a V-0 livre de halogênio
Tolerância de extrusão ISO 3302-1 E2 ±0,05 mm
Comprimento de corte ±0,5 mm ±0,3 mm

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