CN101519578B - 一种汽车密封条专用料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种汽车密封条用材料，由PVC与一定量的粉末丁腈橡胶、增塑剂、热稳定剂、润滑剂、无机填料、着色剂、硫化剂、硫化助剂组成，通过螺杆挤出机挤出造粒。本发明用PVC热塑性弹性体代替部分橡胶材料且具有橡胶材料所具有的特点，大大降低了原材料成本，并且具有加工工艺简单、物料易回收等特点，改变了以往橡胶硫化后不能回收的缺点。本发明所提供的PVC热塑性弹性体密封条与其他热塑性弹性体相比具有优良的耐压缩永久变形性能，其高温压缩永久变形可达到40％以下；耐低温性能达到-40℃以下；另外还具有优良的耐化学品性能。本发明材料具有柔性，隔音、防尘、防渗水和减震的功能，可以满足橡胶类汽车密封条的性能要求。

Description

一种汽车密封条专用料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种汽车密封条专用料及其制备方法 
背景技术
汽车密封条是汽车的重要零部件之一，广泛用于车门、车窗、车身、天窗、发动机箱和后备(行李)箱等部位，具有隔音、防尘、防渗水和减震的功能，保持和维护车内小环境，从而起着对车内乘员、机电装置和附属物品的重要保护作用。随着汽车工业的发展，密封条的美观、环保、舒适功能的重要性日益凸现。国外汽车业已将安装在汽车各部位的密封系统(称为汽车密封系统，Automobile sealing system)进行专门的研究和开发，其重要性正在日益受到人们的关注。同时，随着汽车工业的发展，汽车密封条的需求量越来越大，据预测：汽车密封条产品需求2010年，密封条制品总需求量36,800万米，其中，橡胶产品总需求量22,000万米，塑料产品总需求量3,700万米，热塑性弹性体等新材料产品需求11,100万米。同时，国外先进厂商开始在中国市场建设本土配套工厂，对密封件行业也提出了新的挑战。汽车工业对汽车密封条尤其是轿车密封条的性能要求越来越高，不仅需要具有优良的密封性与环境隔离功能，而且要有舒适性、美观和环保。 
当前，汽车密封条大多是用SBR、EPDM等材料中加入硫化、防护、补强、操作体系材料和特殊赋予材料(如着色剂、发泡剂)，形成密实胶(包括黑色胶和彩色胶)和海绵胶。由于橡胶价格较高，导致密封条的成本较高。成本低，加工工艺简单，美观、环保、舒适同时又不影响其性能是汽车密封条材料的发展方向。 
CN1094421A于1994年公开了一种PVC改性材料，主要用于汽车的防擦条用料，也可用于密封条，但其硬度较高(邵氏A90)，远远高于2005年制定的新的汽车标准QC/T641-2005的要求。 
CN1442448A于2003年公开了一种耐老化的热塑性弹性体及其制备方法，主要由SBS、MBS及EPM组成，可以用于汽车密封条，但由于主要组成的成本较高，故其产品的总成本较高。 
CN1537135A于2004年公开了一种烯属热塑性弹性体发泡体和制备它的烯属热塑性弹性体组合物，可用于制作汽车密封条，填充间隙用泡沫片材，建筑门窗海绵密封等，但其生产的为弹性体发泡体，加工工艺相当复杂，制作成本较高。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种与橡胶相仿，但价格较低的PVC热塑性弹性体为主的汽车密封条材料，以代替橡胶材料，降低成本，且加工工艺简单。 
本发明一种汽车密封条专用料，其特征在于按照质量份数，其组成为： 
PVC           70～100 
粉末丁腈橡胶  1～50 
增塑剂一      20～100 
增塑剂二      1～10 
热稳定剂一    0.5～15 
热稳定剂      1～8 
润滑剂        0.1～1 
无机填料      1～50 
着色剂        10～200 
硫化剂        0.05～0.5 
硫化助剂      1～5 
其中： 
所述的PVC的聚合度大于800。优选聚合度在1000～4000的PVC，最优聚合度在2000～3000之间。 
所述的增塑剂一为环氧化合物类：如环氧大豆油、环氧大豆油酸辛酯等，柠檬酸酯类：如乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三乙酯、柠檬三酸三辛酯等，石油酯类：如环戊烷油、烷基苯磺酸苯酯等，苯多酸酯类：如偏苯三酸三辛酯等，优选DOP、TOTM。 
所述的增塑剂二为烯烃与酯的共聚物(如EVA等)，优选乙烯-乙酸乙烯共聚物。 
所述的热稳定剂一为铅盐类：如三碱式硫酸铅、氰尿酸铅等，有机锡类：如硫醇锡等，金属皂复合类或稀土类稳定剂：如硬脂酸铅、稀土复合稳定剂等，优选有机锡类稳定剂。 
所述的热稳定剂二为环氧化合物，优选环氧大豆油。 
所述的润滑剂为硬脂酸类，优选硬脂酸。 
所述的无机填料，如碳酸钙、滑石粉等，优选活性轻质碳酸钙。 
所述的着色剂为碳黑类材料，优选碳黑浆。 
所述的硫化剂为硫黄硫化体系，过氧化物硫化体系，金属氧化物硫化体系，酚醛树脂、醌类衍生物和马来酰亚胺硫化体系，优选过氧化物硫化体系(如过氧化二异丙苯)，优选过氧化二异丙苯。 
所述的硫化助剂为丙烯酸酯类，优选TMPTMA、TAIC、TMPTA、TAC，最优选TAIC。 
所述的汽车密封条专用料的制备方法为： 
(1)按原料配比先将PVC与无机填料、着色剂、润滑剂、硫化剂、热稳定剂一和热稳定剂二放入高速搅拌器中混合。搅拌速率在100～200转/分之间，优选120～150转/分。搅拌时间5～20分钟，优选10～15分钟。搅拌温度在30～100℃之间，优选30～50℃。物料可以同时加入，也可以顺序加入，优选同时加入。然后再加入增塑剂一和增塑剂二，可以一次全部加入，也可以多次加入，优选三次加入。 
(2)加入增塑剂一和增塑剂二以后，再进行搅拌，得到PVC基料。搅拌速率在100～200转/分之间，优选120～150转/分。搅拌时间10～50分钟，优选10～30分钟。搅拌温度在30～100℃之间，优选60～90℃。 
(3)粉末丁腈橡胶加入硫化助剂在高速混合器中混合，得到组分一基料。搅拌速率在100～200转/分之间，优选150～180转/分。搅拌时间5～30分钟，优选10～15分钟。搅拌温度在30～50℃之间，优选30～40℃。 
(4)PVC基料加入组分一基料在高速混合器中混合，得到混合料。搅拌速率在100～200转/分之间，优选150～180转/分。搅拌时间5～30分钟，优选10～15分钟。搅拌温度在30～50℃之间，优选30～40℃。 
(5)混合料在挤出机上挤出造粒，得到汽车密封条专用料。挤出造粒可以在单螺杆挤出机中进行，也可以在双螺杆挤出机中进行，优选双螺杆挤出机挤出造粒。挤出机各区温度在150～200℃之间，优选150～180℃。螺杆转速在20～50转/分之间，优选20～30转/分。 
本发明材料的性能测试方法按表1中的标准执行。 
                            表1材料的测试标准 
本发明是以PVC热塑性弹性体为主的汽车密封条材料，由于PVC热塑性弹性体具有与三元乙丙橡胶(EPDM)相似的性能，而且耐撕裂强度优于EPDM，并且在重量上轻于EPDM。这一点特别适合于目前汽车工业提出的轻型化发展目标，是取代目前正在推广普及的EPDM而被汽车行业用作密封条生产的新型材料。 
本发明的优点在于：用PVC热塑性弹性体代替部分橡胶材料且具有橡胶材料所具有的特点，大大降低了原材料成本，并且具有加工工艺简单、物料易回收等特点，改变了以往橡胶硫化后不能回收的缺点。本发明所提供的PVC热塑性弹性体密封条与其他热塑性弹性体相比具有优良的耐压缩永久变形性能，其高温压缩永久变形可达到40％以下；耐低温性能达到-40℃以下；另外还具有优良的耐化学品性能。本发明材料具有柔性，隔音、防尘、防渗水和减震的功能，可以满足橡胶类汽车密封条的性能要求。粉末丁腈橡胶的加入可以提高材料的弹性，增塑剂和润滑剂的加入可以改善材料的加工流动性能。 
具体实施方式
以下结合实施例说明本发明，但不限于这些实施例。以下实施例按照质量份数计。 
                            实施例1 
工艺配方如下： 
PVC2500(聚合度为2500的PVC)            70 
组分一：NBR(丁腈橡胶)                 30 
增塑剂一：ATBC(柠檬三酸三辛酯)        70 
增塑剂二：EVA                         3 
稳定剂一：有机锡                      1.2 
稳定剂二：环氧大豆油                  2 
润滑剂：HST(硬脂酸)                   0.2 
无机填料：碳酸钙                      10 
着色剂：碳黑浆                        50 
硫化剂：DCP                           0.1 
硫化助剂：TAIC(三异氰酸尿酸酯)        3 
按原料配比先将PVC2500与硫化剂DCP、无机填料碳酸钙、着色剂碳黑浆、润滑剂硬脂酸、热稳定剂一有机锡和热稳定剂二环氧大豆油放入高速搅拌器中混合。搅拌转速120～150转/分。在搅拌过程中分三次将增塑剂一ATBC和增塑剂二EVA依次加入。 
加入增塑剂一ATBC和增塑剂二EVA以后，再进行搅拌，得到PVC基料。搅拌速率在120～150转/分。搅拌时间10～30分钟。搅拌温度在60～90℃。 
组分一NBR加入硫化助剂TAIC在高速混合器中混合，得到组分一基料。搅拌速率在150～180转/分。搅拌时间10～15分钟。搅拌温度在30～40℃。 
PVC基料加入组分一基料在高速混合器中混合，得到混合料。搅拌速率在150～180转/分。搅拌时间10～15分钟。搅拌温度30～40℃。 
混合料在双螺杆挤出机上挤出造粒，得到汽车密封条专用料。挤出机各区温度在150～180℃。螺杆转速在20～30转/分。 
上述粒料制成标准样本按表1的方法进行性能测试，结果见表2。 
                        实施例2 
同实施例1，所不同的是，PVC聚合度为3000，所得材料的力学性能见表2。 
将实验结果与橡胶密封条、汽车密封条标准QC/T641-2005进行对比，见表2。 
                        表2汽车密封条材料的性能 
Figure DEST_PATH_IMAGE004
                            实施例3 
工艺配方如下： 
PVC1300                70 
组分一NBR              30 
增塑剂一ATBC           70 
增塑剂二EVA            3 
稳定剂一氰尿酸铅       1.2 
稳定剂二环氧大豆油     2 
润滑剂HST              0.2 
填料碳酸钙             10 
着色剂碳黑浆           50 
硫化剂DCP              0.1 
硫化助剂TAIC           3 
                            实施例4 
工艺配方如下： 
PVC1300            70 
组分一NBR          30 
增塑剂一TOTM            60 
增塑剂二EVA             3 
稳定剂一稀土复合稳定剂  6 
稳定剂二环氧大豆油      2 
润滑剂HST               0.2 
填料碳酸钙              10 
着色剂碳黑浆            10 
硫化剂DCP               0.1 
硫化助剂TAIC            3 
                    实施例5 
工艺配方如下： 
PVC1300                70 
组分一NBR              30 
增塑剂一DOP            50 
增塑剂二EVA            3 
稳定剂一硫醇锡稳定剂   1.2 
稳定剂二环氧大豆油     2 
润滑剂HST              0.2 
填料滑石粉             10 
着色剂碳黑浆           5 
硫化剂DCP              0.1 
硫化助剂TAIC           3 
                实施例6 
工艺配方如下： 
PVC1000                70 
组分一NBR              30 
增塑剂一TOTM           50 
增塑剂二EVA            3 
稳定剂一硫醇锡         1.2 
稳定剂二环氧大豆油     2 
润滑剂HST            0.2 
填料碳酸钙           10 
着色剂碳黑浆         50 
硫化剂DCP            0.1 
硫化助剂TMPTA        3 
                实施例7 
工艺配方如下： 
PVC1300                70 
组分一NBR              30 
增塑剂一柠檬酸酯       60 
增塑剂二EVA            3 
稳定剂一硫醇锡         1.2 
稳定剂二环氧大豆油     2 
润滑剂HST              0.2 
填料碳酸钙             10 
着色剂碳黑浆           10 
硫化剂过氧化二苯甲酰   0.1 
硫化助剂TAIC           3 
                    实施例8 
工艺配方如下： 
PVC1000                100 
组分一NBR              40 
增塑剂一TOTM           90 
增塑剂二EVA            8 
稳定剂一硫醇锡         1.2 
稳定剂二环氧大豆油     5 
润滑剂HST              0.2 
填料碳酸钙             30 
着色剂碳黑浆           70 
硫化剂DCP              0.2 
硫化助剂TAIC        5 
以上实施例3～7按照实施例1所述的制备方法制造得到汽车密封条专用料。上述粒料制成标准样本按表1的方法进行性能测试，结果见表3。 
                表3汽车密封条材料的性能 

Claims (12)

1.一种汽车密封条专用料，其特征在于按照质量份数，其组成为：
Figure FSB00000701763000011
其中：
PVC的聚合度为1000～4000；
增塑剂一为环氧化合物类、柠檬酸酯类、石油酯类、或苯多酸酯类；
增塑剂二为烯烃与酯的共聚物；
热稳定剂一为铅盐类、有机锡类、金属皂复合类或稀土类稳定剂；
热稳定剂二为环氧化合物；
润滑剂为硬脂酸类；
着色剂为碳黑类材料；
硫化剂为硫磺硫化体系、过氧化物硫化体系、金属氧化物硫化体系、酚醛树脂、醌类衍生物或马来酰亚胺硫化体系；
硫化助剂为丙烯酸酯类。
2.根据权利要求1所述的汽车密封条专用料，其特征在于所述PVC的聚合度为2000～3000之间。
3.根据权利要求1所述的汽车密封条专用料，其特征在于所述增塑剂一的环氧化合物类选自环氧大豆油或环氧大豆油酸辛酯，柠檬酸酯类选自乙酰柠檬酸三丁酯或柠檬酸三乙酯，石油酯类选自烷基苯磺酸苯酯，苯多酸酯类选自偏苯三酸三辛酯。
4.根据权利要求1所述的汽车密封条专用料，其特征在于所述增塑剂一选自DOP或TOTM。
5.根据权利要求1所述的汽车密封条专用料，其特征在于所述增塑剂二为乙烯-乙酸乙烯共聚物。
6.根据权利要求1所述的汽车密封条专用料，其特征在于所述热稳定剂一的铅盐类选自三碱式硫酸铅或氰尿酸铅，有机锡类选自硫醇锡，金属皂复合类或稀土类稳定剂选自硬脂酸铅、稀土复合稳定剂。
7.根据权利要求1所述的汽车密封条专用料，其特征在于所述热稳定剂二为环氧大豆油。
8.根据权利要求1所述的汽车密封条专用料，其特征在于所述润滑剂为硬脂酸，填料采用碳酸钙或滑石粉，着色剂采用碳黑浆。
9.根据权利要求1所述的汽车密封条专用料，其特征在于所述硫化剂为过氧化物硫化体系，硫化助剂采用TMPTMA、TAIC、TMPTA或TAC。
10.根据权利要求9所述的汽车密封条专用料，其特征在于所述硫化剂为过氧化二异丙苯，硫化助剂采用TAIC。
11.一种制备权利要求1所述的汽车密封条专用料的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)按原料配比先将PVC与无机填料、着色剂、润滑剂、硫化剂、热稳定剂一和热稳定剂二放入高速搅拌器中混合，搅拌速率在100～200转/分之间，搅拌时间5～20分钟，搅拌温度在30～100℃之间，然后一次或分多次加入增塑剂一和增塑剂二；
(2)加入增塑剂一和增塑剂二以后，再进行搅拌，得到PVC基料，搅拌速率在100～200转/分之间，搅拌时间10～50分钟，搅拌温度在30～100℃；
(3)粉末丁腈橡胶加入硫化助剂在高速混合器中混合，得到组分一基料，搅拌速率在100～200转/分之间，搅拌时间5～30分钟，搅拌温度在30～50℃；
(4)PVC基料加入组分一基料在高速混合器中混合，得到混合料，搅拌速率在100～200转/分之间，搅拌时间5～30分钟，搅拌温度在30～50℃；
(5)混合料在挤出机上挤出造粒，得到汽车密封条专用料。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于混合料在挤出机上挤出造粒，在单螺杆挤出机中进行，或在双螺杆挤出机中进行，挤出机各区温度在150～200℃之间，螺杆转速在20～50转/分之间。
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