CN101100593A - 一种环保型sebs热塑性弹性体密封条材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料，包括如下重量份含量的各组分：SEBS树脂及其改性物100份；橡胶填充油75～125份；聚丙烯20～40份；聚烯烃弹性体10～30份；矿物填料150～250份；润滑剂0.4～0.8份；防老化剂0.45～0.60份。本发明还提供一种环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料的制备方法，包括以下步骤：称取原料步骤；混合步骤；造粒步骤。本发明环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料具有优异的力学性能，良好的耐高/低温及耐老化性能，弹性回复好，成型加工方便，可用于制造汽车、冰箱、冷柜等产品的密封条；制备方法技术先进、工艺简化、投资小、能耗低、效率高，安全环保。

Description

一种环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种密封条材料及其制备方法，特别是涉及一种环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料及其制备方法。
背景技术
近十年来，随着我国汽车、家电和建筑等产业的迅速发展，密封条的需求日益增加。就汽车来说，密封条是汽车除轮胎外使用橡胶量最大的一类配件，其主要作用为防水、防尘、减震、隔音和密封，此外，还要求一定的舒适性和装饰性。2006年中国汽车产量超过600万辆，消耗密封条3亿多米，折合密封条材料5万多吨。目前，我国已成为家电生产大国，仅冰箱(含冰柜)年产量就达1200～1500万台，年用密封材料2.5～3万吨。仅用于汽车、冰箱等方面的密封条生产，就需要材料约8万吨。
目前，密封条主要用硫化橡胶或聚氯乙烯/丁腈橡胶共混物制造；前者制造工艺复杂，投资费用大，粉尘污染严重，能耗高，边角料和残次品不能回收使用；后者含有卤素元素，并添加大量二辛酯类增塑剂，不利于环保及可持续性发展。
热塑性弹性体(Thermoplastic elastomer，简称TPE)是指在常温下显示橡胶弹性，高温下又能塑化成型，兼具塑料和橡胶特点的材料。具有加工方便、可重复使用、易回收等优点，在性能上接近或超过橡胶，近几十年来发展迅速。热塑性弹性体种类繁多，目前，应用于密封条方面的热塑性弹性体主要是TPV和TPU。
TPV：即EPDM/PP动态硫化共混弹性体，是将PP与EPDM熔融共混，并使EPDM在共混过程中进行交联，同时利用密炼机转子或挤出机螺杆等机械的高剪切力，使硫化的微细EPDM橡胶粒子，充分分散在PP基体之中，形成热塑性弹性体。产品的强度、弹性、耐温性、耐变形性优良，耐油、耐酸碱、耐溶剂性能良好，电性能、耐臭氧、耐候性能优异。广泛用于软齿轮、软齿条、胶管、空气导管、密封条等；但作为弹性体密封料，其生产成本偏高，国产化商品很少，且作为主要原料之一的EPDM需要进口。
TPU：由与异氰酸酯反应的氨酯硬链段以及聚酯或聚醚软链段相互嵌段结合的热塑性聚氨酯橡胶，简称TPU；TPU具有优异的机械强度，耐磨性、耐油性和耐屈挠性良好。缺点是耐热性、耐热水性、耐压缩性较差，外观易变黄，加工中易粘模具，控制不好时，容易分解，且价格昂贵。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料，该材料具有力学性能优异，弹性回复好，耐高/低温等特点。
本发明进一步所要解决的技术问题是：提供一种环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料的制备方法，其生产技术先进、工艺简化、投资小、能耗低、效率高，安全环保，可促进下游相关产业的环保化。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料，其包括如下重量份含量的各组分：
SEBS树脂及其改性物    100份；
橡胶填充油            75～125份；
聚丙烯                20～40份；
聚烯烃弹性体          10～30份；
矿物填料              150～250份；
润滑剂                0.4～0.8份；
防老化剂              0.45～0.60份。
优选地，该SEBS树脂及其改性物为以下物质中的一种或至少两种的混合物：SEBS树脂、马来酸酐接枝SEBS、丙烯酸酯接枝SEBS。
优选地，该橡胶填充油为以下物质中的一种或两种的混合物：环烷基橡胶油、石蜡基橡胶油。
优选地，该聚丙烯为以下物质中的一种或两种的混合物：均聚型聚丙烯、共聚型聚丙烯。
优选地，该聚烯烃弹性体为以下物质中的一种或两种的混合物：三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(POE)。
优选地，该矿物填料为以下物质的一种或者两种的混合物：碳酸钙、滑石粉。
优选地，该润滑剂为以下物质的一种或者至少两种的混合物：乙撑双硬酯酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、硅树脂。
优选地，该防老化剂以下物质的一种或者至少两种的混合物：β(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸十八酯、四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯基)、硫代二丙酸二月桂酯、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2′-羟基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑。
另一方面，本发明还提供一种环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料的制备方法，包括以下步骤：
称取原料步骤，按照即定重量份称取原料：取SEBS树脂及其改性物100重量份，橡胶填充油75～125重量份，聚丙烯20～60重量份，聚烯烃弹性体10～30份，矿物填料150～250份，润滑剂0.4～0.8重量份，防老化剂0.45～0.60重量份；
混合步骤，使SEBS树脂及其改性物完全吸收橡胶填充油，然后与其他材料一起加入搅拌机中混合均匀；
造粒步骤，用双螺杆挤出机挤出、造粒，最后干燥包装。
优选地，造粒步骤中，该双螺杆挤出机各段温度自加料口开始，依次为170～185℃、175～190℃、175～190℃、175～190℃、175～190℃、175～190℃，机头温度175～185℃。
本发明具有如下效果：和混炼橡胶相比，本发明以SEBS热塑性弹性体作为主要原料制成的密封条材料，具有力学性能优异，弹性回复好，耐高/低温等特点；制备技术先进、工艺简化、投资小、能耗低、效率高。本发明不使用含卤素元素的材料及影响人们身心健康的二辛酯类增塑剂等，符合环保要求，是一种环保型新兴材料，还可促进下游相关产业的环保化。
使用本材料生产密封条时，可直接挤出成型，不需高温硫化，简化了生产工艺，生产过程中的边角余料以及使用后的废弃物可回收再利用，且主要原料SEBS树脂完全立足本国生产，可提升相关厂家的竞争力，市场前景广阔，经济社会效益显著。
附图说明
图1为本发明制备方法的工艺流程图。
下面结合附图对本发明做进一步描述。
具体实施方式
本发明提供一种环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料，其包括如下重量份含量的各组分：
SEBS树脂及其改性物  100份；
橡胶填充油          75～125份；
聚丙烯              20～40份；
聚烯烃弹性体        10～30份；
矿物填料            150～250份；
润滑剂              0.4～0.8份；
防老化剂            0.45～0.60份。
其中，SEBS树脂及其改性物可采用如下物质中的一种或者至少两种的混合物：SEBS树脂、马来酸酐接枝SEBS、丙烯酸酯接枝SEBS。
该橡胶填充油为以下物质中的一种或两种的混合物：环烷基橡胶油、石蜡基橡胶油。
该聚丙烯为以下物质中的一种或者两种的混合物：均聚型聚丙烯、共聚型聚丙烯。
该聚烯烃弹性体为以下物质中的一种或两种的混合物：三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(POE)。
该矿物填料为以下物质中的一种或者两种的混合物：碳酸钙、滑石粉。
该润滑剂为以下物质中的一种或者至少两种的混合物：乙撑双硬酯酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、硅树脂。
该防老化剂以下物质中的一种或者至少两种的混合物：β(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸十八酯、四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯基)、硫代二丙酸二月桂酯、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2′-羟基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑。
另一方面，如图1所示，本发明还提供一种环保型SEBS树脂热塑性弹性体密封条材料的制备方法，包括以下步骤：
称取原料步骤，按照即定重量份称取原料：SEBS树脂及其改性物100重量份，橡胶填充油75～125重量份，聚丙烯20～40重量份，聚烯烃弹性体10～30份，矿物填料150～250份，润滑剂0.4～0.8重量份，防老化剂0.45～0.60重量份；
混合步骤，使SEBS树脂及其改性物完全吸收橡胶填充油，然后与其他材料一起加入搅拌机中混合均匀；
造粒步骤，用双螺杆挤出机挤出、造粒，最后干燥包装，其中，该双螺杆挤出机各段温度自加料口开始，依次为170～185℃、175～190℃、175～190℃、175～190℃、175～190℃、175～190℃，机头温度175～185℃。
下面结合4个实例详细叙述本发明环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料的制备方法。
实例1
称取原料步骤，按照即定重量份称取原料：SEBS树脂100重量份，环烷基橡胶填充油75重量份，均聚型聚丙烯20重量份，乙烯-辛烯共聚物10份，滑石粉150份，乙撑双硬酯酰胺0.20重量份、硬脂酸锌0.10重量份、聚乙烯蜡0.10重量份，四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇0.2重量份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯基)0.10重量份、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.10重量份、2-(2′-羟基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑0.05重量份；
混合步骤，先使SEBS树脂完全吸收橡胶填充油，然后与其他材料一起加入搅拌机中混合均匀；
造粒步骤，用双螺杆挤出机挤出、造粒，最后干燥包装，其中，双螺杆挤出机各段温度自加料口开始，依次为175℃、180℃、185℃、190℃、190℃、190℃，机头温度185℃。
实例2
称取原料步骤，按照即定重量份称取原料：SEBS树脂90重量份、马来酸酐接枝SEBS10重量份，石蜡基橡胶填充油100重量份，共聚型聚丙烯25重量份，三元乙丙橡胶20重量份，碳酸钙175重量份，乙撑双油酸酰胺0.20重量份、硬脂酸钙0.20重量份、聚乙烯蜡0.20重量份，β(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸十八酯0.20重量份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯基)0.15重量份、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.10重量份、2-(2′-羟基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑0.05重量份；
混合步骤，先使SEBS树脂及接枝SEBS完全吸收橡胶填充油，然后与其他材料一起加入搅拌机中混合均匀；
造粒步骤，用双螺杆挤出机挤出、造粒，最后干燥包装，其中，双螺杆挤出机各段温度自加料口开始，依次为170℃、175℃、180℃、185℃、185℃、185℃，机头温度180℃。
实例3
称取原料步骤，按照即定重量份称取原料：SEBS树脂85重量份、马来酸酐接枝SEBS 15重量份，石蜡基橡胶填充油125重量份，共聚型聚丙烯40重量份，三元乙丙橡胶40份，滑石粉100重量份、碳酸钙150重量份，乙撑双油酸酰胺0.30重量份、硬脂酸钙0.20重量份、聚乙烯蜡0.20重量份、硅树脂0.1重量份，四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇0.30重量份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯基)0.10重量份、硫代二丙酸二月桂酯0.05重量份，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.10重量份、2-(2′-羟基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑0.05重量份；
混合步骤，使SEBS树脂及接枝SEBS完全吸收橡胶填充油，然后与其他材料一起加入搅拌机中混合均匀；
造粒步骤，用双螺杆挤出机挤出、造粒，最后干燥包装，其中，双螺杆挤出机各段温度自加料口开始，依次为175℃、180℃、185℃、190℃、190℃、190℃，机头温度185℃。
实例4
称取原料步骤，按照即定重量份称取原料：SEBS树脂100重量份，石蜡基橡胶填充油100重量份，共聚型聚丙烯30重量份，碳酸钙200重量份；乙撑双硬脂酸酰胺0.20重量份、硬脂酸钙0.20重量份、聚乙烯蜡0.15重量份、硅树脂0.10重量份，四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇0.20重量份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯基)0.10重量份、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.10重量份、2-(2′-羟基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑0.05重量份；
混合步骤，先使SEBS树脂完全吸收橡胶填充油，然后与其他材料一起加入搅拌机中混合均匀；
造粒步骤，用双螺杆挤出机挤出、造粒，最后干燥包装，其中，双螺杆挤出机各段温度自加料口开始，依次为170℃、175℃、180℃、185℃、185℃、185℃，机头温度180℃。
本发明各实例制备的环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料与某跨国公司的TPV热塑性弹性体密封条料的主要性能指标比较如表1：
表1本发明各实例制备的环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料
与某跨国公司的TPV热塑性弹性体密封条料的主要性能指标比较
   试验项目 单位 实例1 实例2 实例3 实例4  TPV(201-64)
   表面硬度   A   61   63   60     61     64
   拉伸强度   MPa   7.0   7.2   6.8     7.0     6.9
   断裂伸长率   ％   570   600   550     580     400
   300％定伸强度   MPa   3.0   3.0   3.1     2.9     -
   扯断永久变形％   ％   45   40   50     43     10
   室温压缩永久变形   ％   18   18   20     19     20
   100℃压缩永久变形   ％   28   30   31     31     36
   加工性能     可用普通PVC螺杆挤出
由上表可以看出，本发明环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料，具有优异的力学性能，良好的耐低温、耐高温性能，弹性回复好，成型加工方便，主要指标达到或优于美国Monsanto公司的TPV热塑性弹性体Santoprene 210-64，适合于挤出用于汽车、冰箱、冷柜等方面的密封条。

Claims (10)

1、一种环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料，其特征在于，其包括如下重量份含量的各组分：
SEBS树脂及其改性物    100份；
橡胶填充油            75～125份；
聚丙烯                20～40份；
聚烯烃弹性体          10～30份；
矿物填料              150～250份；
润滑剂                0.4～0.8份；
防老化剂              0.45～0.60份。
2、根据权利要求1所述的环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料，其特征在于：该SEBS树脂及其改性物为以下物质中的一种或至少两种的混合物：SEBS树脂、马来酸酐接枝SEBS、丙烯酸酯接枝SEBS。
3、根据权利要求1所述的环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料，其特征在于：该橡胶填充油为以下物质中的一种或两种的混合物：环烷基橡胶油、石蜡基橡胶油。
4、根据权利要求1所述的环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料，其特征在于：该聚丙烯为以下物质中的一种或两种的混合物：均聚型聚丙烯、共聚型聚丙烯。
5、根据权利要求1所述的环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料，其特征在于：该聚烯烃弹性体为以下物质中的一种或两种的混合物：三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(POE)。
6、根据权利要求1所述的环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料，其特征在于：该矿物填料为以下物质的一种或者两种的混合物：碳酸钙、滑石粉。
7、根据权利要求1所述的环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料，其特征在于：该润滑剂为以下物质的一种或者至少两种的混合物：乙撑双硬酯酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、硅树脂。
8、根据权利要求1所述的环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料，其特征在于：该防老化剂以下物质的一种或者至少两种的混合物：β(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸十八酯、四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯基)、硫代二丙酸二月桂酯、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2′-羟基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑。
9、一种如权利要求1所述的环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
称取原料步骤，按照即定重量份称取原料：取SEBS树脂及其改性物100重量份，橡胶填充油75～125重量份，聚丙烯20～60重量份，聚烯烃弹性体10～30份，矿物填料150～250份，润滑剂0.4～0.8重量份，防老化剂0.45～0.60重量份；
混合步骤，使SEBS树脂及其改性物完全吸收橡胶填充油，然后与其他材料一起加入搅拌机中混合均匀；
造粒步骤，用双螺杆挤出机挤出、造粒，最后干燥包装。
10、根据权利要求9所述的环保型SEBS热塑性弹性体密封条材料的制备方法，其特征在于：造粒步骤中，该双螺杆挤出机各段温度自加料口开始，依次为170～185℃、175～190℃、175～190℃、175～190℃、175～190℃、175～190℃，机头温度175～185℃。
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