CN103131089A - 热塑性弹性体组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热塑性弹性体组合物，更具体地，涉及一种用于制造使玻璃滑槽和内侧带连接的接合物的热塑性弹性体组合物。该热塑性弹性体组合物包含乙烯丙烯二烯单体(EPDM)、聚丁烯(PB)、聚丙烯(PP)、石蜡油、过氧化物交联剂、和抗氧化剂。

Description

热塑性弹性体组合物
技术领域
本发明涉及一种热塑性弹性体组合物。更具体地，本发明涉及一种用于制造使玻璃滑槽和内侧带(inner-belt)连接的接合物(joint)的热塑性弹性体组合物。
背景技术
密封条通常用于密封车身和其门框之间的空间，以阻隔外部混杂物的渗入、降低高速时的风噪声、防止车门震动、以及用于各种其他目的。典型的密封条类型包括安装在门身和车辆之间的车身/车门密封条、使上下移动的车玻璃的外周缘密封的玻璃滑槽、内侧带和外侧带(outer-belt)。
密封条由有弹性且耐用的材料形成，以保持优异的密封性能。密封条通常由乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)合成橡胶、乙烯-丙烯单体(EPM)合成橡胶、或热塑性弹性体形成。具体而言，高弹性的EPDM广泛用于传统领域，以提高密封条的密封性能。近来，由于热塑性橡胶的弹性改进以及密封条的设计/形状进步，热塑性橡胶密封条的使用日益增加。
通常来说，玻璃滑槽和内侧带是分别制造的，然后在门的装配过程中组装在一起。就这一点而言，两个部件之间在其各自的接触面处形成窄缝或间隙，这可能使高速时的风噪声增大，致使车内的噪声水平增加。该装配过程具有多个缺点。例如，装配过程通常需要使用对环境有害的化学品，例如粘合剂或底漆，以连接玻璃滑槽和内侧带。另一个缺点是，待装配组件中制造缺陷的存在例如玻璃滑槽中毛刺的存在，造成因不能制备令人满意的接合物而令组件必须丢弃，其实质上使车辆生产的成本增加。
因此，在该领域中对于克服传统领域的上述缺点的热塑性弹性体组合物存在需求。
发明内容
本发明提供一种热塑性弹性体组合物，其通过使玻璃滑槽和内侧带一体注塑而用于制造连接玻璃滑槽和内侧带的接合物。
根据一个方面，本发明提供一种热塑性弹性体组合物，其可以通过使玻璃滑槽和内侧带一体注塑而有效用于制造将玻璃滑槽和内侧带连接的接合物，该热塑性弹性体组合物包括：80～90重量份的乙烯丙烯二烯单体(EPDM)；30～50重量份的聚丁烯(PB)；30～40重量份的聚丙烯(PP)；110～130重量份的石蜡油；0.7～0.9重量份的过氧化物交联剂；和0.5～0.8重量份的抗氧化剂。
与常规技术的乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶材料相比，根据本发明的热塑性弹性体组合物由环境友好的材料制成。
根据本发明的热塑性弹性体组合物具有许多优点，包括：可加工性(流动性)高，使其有效用于注塑；与由EPDM材料形成的玻璃滑槽以及由热塑性橡胶形成的内侧带的相容性优异；粘附力高，从而即使在成型之后也不会因外力而分离；以及例如变色和变形的外部缺陷低。此外，该热塑性弹性体组合物因其与玻璃滑槽和内侧带的高粘附力而具有优异的密封性，由此降低高速时的风噪声。
根据本发明的热塑性弹性体组合物可以用作连接玻璃滑槽和内侧带的接合物，从而使玻璃滑道和内侧带可以一体注塑。因此，包含该热塑性弹性体组合物的产品的功能和外观质量可得到改进。另外，由于未使用例如粘附剂或底漆的化学品，该产品是环境友好的。而且，通过使用热塑性弹性体组合物可减少毛刺和缺陷产品，由此显著降低产品的制造成本。
具体实施方式
以下将详细地参考本发明的各个实施方式，其实施例在下文加以描述。尽管将结合示例性实施方式描述本发明，但应当理解，本说明书无意于将本发明局限于这些示例性实施方式。相反，本发明不仅要涵盖这些示例性实施方式，还要涵盖由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的各种替代形式、修改、等效形式和其他实施方式。
应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其他替代燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车是具有两种或更多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。
本文中所提供的范围应理解为范围内所有值的简略表达。例如，将1～50的范围理解为包括任何数字、数字组合、或来自1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、或50的子范围，以及所有介于上述整数之间的小数数值，例如，1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、和1.9。对于子范围，应具体考虑由该范围的任一端点开始延伸的“嵌套子范围”。例如，1～50的示例性范围的嵌套子范围可包括在一个方向上的1～10、1～20、1～30、和1～40，或在另一方向上的50～40、50～30、50～20、和50～10。
根据本发明实施方式的热塑性弹性体组合物可包含乙烯丙烯二烯单体(EPDM)、聚丁烯(PB)、聚丙烯(PP)、石蜡油、过氧化物交联剂、抗氧化剂、和本领域常用的添加剂。将更具体地描述根据当前实施方式的热塑性弹性体组合物的组分。
EPDM的含量可以在80～90重量份的范围内，并且可优选为80重量份。如果EPDM在热塑性弹性体组合物中的含量低于80重量份，因流动性高而可能不能适当地进行注塑，并且所得产品的尺寸稳定性可能降低；另外，由于产品中橡胶含量低，产品的弹性可能降低。另一方面，如果EPDM的含量大于90重量份，由于橡胶组分的低分子量(粘度)引起的低流动性，粘附力和注塑效率可能降低。
聚丁烯(PB)的含量可以在30～50重量份的范围内，并且可优选为40重量份。如果聚丁烯(PB)在热塑性弹性体组合物中的含量低于30重量份，产品的粘附力可能降低。另一方面，如果聚丁烯(PB)的含量高于50重量份，由于非晶态聚丁烯(PB)的冷却时间延迟，注塑工序的冷却时间增加，因此，注塑可能不能适当进行并且循环性能可能变差。
聚丙烯(PP)的含量可在30～40重量份的范围内，并且可优选为30重量份。如果聚丙烯(PP)在热塑性弹性体组合物中的含量少于30重量份，流动性降低，致使注塑可能不能适当地进行。另一方面，如果聚丙烯(PP)的含量大于40重量份，压缩永久变形性(compression setproperty)可能因产品硬度的增加而变差，并且可加工性可能因产品接合单元的刚度(刚性)而降低。
石蜡油的含量可以在110～130重量份的范围内，并且可优选为120重量份。如果石蜡油在热塑性弹性体组合物中的含量少于110重量份，在注塑过程中的流动性可能下降，使得注塑可能不能适当进行并且可加工性可能降低。另一方面，如果石蜡油的含量高于130重量份，流动性增加，由此，注塑可能不能适当地进行，冷却时间可能增加，并且所得产品的厚度可能不均匀。在本发明的一个实施方式中，使用的石蜡油为，例如，高粘度石蜡油，并且其运动粘度可以为170cSt或更高。优选地，在40℃时其运动粘度可以在170～180cSt的范围内。
过氧化物交联剂的含量可以在0.7～0.9重量份的范围内，并且可以优选为0.8重量份。如果过氧化物交联剂在热塑性弹性体组合物中的含量少于0.7重量份，交联不能充分进行，致使产品的物理性质例如粘弹性和耐候性可能降低。另一方面，如果过氧化物交联剂的含量大于0.9重量份，交联度太高以至于可能在产品外表面产生例如鱼眼型白点(fish-eyes)等的不纯物、可能在注塑过程中造成外部缺陷、或者注塑可能不能适当地进行。
抗氧化剂的含量可以在0.5～0.8重量份的范围内，并且可优选为0.7重量份。如果抗氧化剂在热塑性弹性体组合物中的含量少于0.5重量份，组合物的物理特性可能变差，且产品的性能可能在长期使用后变差。另一方面，如果抗氧化剂的含量大于0.8重量份，制造成本可能增加，并且可能发生未反应抗氧化剂的喷霜。
而且，添加剂的含量可以在0.4～0.6重量份的范围内，并且可优选为0.5重量份。添加剂可包括共交联剂、润滑剂、蜡、和/或填料，但不限于此。还可使用聚丙烯蜡等来改进用于连接玻璃滑槽和内侧带的接合物的表面光滑度和耐磨性。
根据本发明的包含上述组分的热塑性弹性体组合物，可用于有效地制造使例如用于车用密封条的玻璃滑槽和内侧带进行连接的接合物。通过使用热塑性弹性体作为接合物材料，将玻璃滑槽和内侧带一体成型。尽管本文未限制成型方法，因此可使用注塑法。
当使用橡胶来制造连接玻璃滑槽和内侧带的接合物时，需要固化工序以对橡胶提供弹性。但是，根据本发明，不需要这样的固化工序，并且可通过使用热塑性弹性体直接制造产品。换言之，如果通过使用橡胶材料来制备连接玻璃滑槽和内侧带的接合物，那么制造工序包括1)对橡胶材料进行定量，2)将橡胶材料注入注塑模具中，3)使橡胶材料固化，4)冷却产品，5)打开模具，和6)使产品脱模，并且该制造工序花费约7～8分钟。另一方面，如果通过使用根据本发明的热塑性弹性体来进行注塑工序，制造产品的方法包括1)将热塑性弹性体组合物注入注塑模具中，2)打开注塑模具；3)冷却产品，和4)使产品脱模。由于不需要固化工序，制造工序在1分钟内完成，从而与常规注塑工序相比使得整个制造工序的时间降低。
此外，由于根据本发明的热塑性弹性体组合物可再循环，可将注塑过程中产生的毛刺和缺陷产品实时磨碎并进行循环，从而提高环境保护和成本节约。另外，通过降低通常为对常规技术方法产生的毛刺进行修整所需的工人和工作时间的需求，本发明的热塑性弹性体提供额外的成本节约。
本发明将参考以下实施例和试验例进行更详细地描述，但并不限制于此。以下实施例和试验例仅出于示例说明的目的，而并不意在限制本发明的范围。
实施例
实施例1和2以及比较例1～3：
制备具有以下表1所示成分且用于制造连接玻璃滑槽和内侧带的接合物的树脂组合物。
该树脂组合物的成分如下所示：
1)乙烯丙烯二烯单体(EPDM)：由Kumho Polychem Co.，Ltd.(韩国)制造的KEP 2480TM
2)聚丁烯：由Baasel Korea Co.，Ltd.制造的KTKTAR05TM
3)聚丙烯：由Korea Petrochemical Ind，Co.，Ltd.制造的SB 9310TM、BP 2000TM
4)石蜡油：由Seojin Chemical Co.，Ltd.制造的KL-900BTM，40℃时的运动粘度为172cSt
5)过氧化物交联剂：由Taehwa Corporation制造的PEROXANHX50PSTM
6)抗氧化剂：由Hanil Chemical Industrial Co.，Ltd.制造的氧化锌(ZnO)。
7)共交联剂：由Dae Jin Chemical Ind.Co.，Ltd.制造的TAC-50TM
8)润滑剂：由Woochang Dominican Industrial Co.，Ltd.制造的Ca-St和由Songwon Industrial Co.，Ltd.制造的SZ-210TM
9)蜡：聚丙烯蜡，由Lion Chemtech Co.，Ltd.制造的LC-525NTM
10)填料：由Nexen Inc.制造的S-1000TM
表1
Figure BDA0000139426840000061
试验例
试验例1：测定物理特性
对根据实施例1～2和比较例1～3所制备的组合物的基本物理特性例如耐热性、压缩永久变形、耐臭氧性、注塑效率、和耐磨性进行测定，结果显示在以下表2中。使用以下方法测定物理特性。
测定物理特性的方法：
1)在将组合物于70℃保持70小时之后检测耐热性。
2)通过在将组合物于70℃保持22小时之后检测恢复力来得到压缩永久变形。
3)在40℃暴露于50pphm的臭氧72小时之后通过鉴定外表面上的裂缝来检测耐臭氧性。
4)通过使用注塑时间(sec)、冷却时间(sec)、和注塑之后产品的形状来评估注塑特性。为鉴定接合物的粘附力，对接合物进行拉伸试验，并将结果评定为优异(◎)、良好(○)、一般(△)、差(×)。
5)在将门玻璃升降30,000次之后通过鉴定产品的磨损和玻璃的污迹来测定耐磨性。
表2
Figure BDA0000139426840000071
Figure BDA0000139426840000081
如表2所示，根据实施例1和2制备的组合物在用作连接玻璃滑槽和内侧带的接合物用的树脂组合物时具有高强度、可以有效地被注塑，并且特别地，具有高粘附力、优异的耐臭氧性、和优异的耐磨性。在不受理论束缚的情况下，认为实施例1和2的组合物的优异耐热性和永久变形性是通过由调节聚丁烯、聚丙烯、和过氧化物交联剂的含量而获得的强化作用所引起的。实施例1和2的组合物具有高粘附力和优异的成型性，并且室内声音的评估结果显示，与比较例1～3的组合物相比，实施例1和2的组合物可多降低最高2dB的噪音。根据比较例1和2制备的组合物的压缩永久变形要低于比较例1～3的组合物，并且在长期使用之后，实施例1和2的组合物相比比较例1～3的组合物更少地变形。
尽管本发明已经具体示出并参考其示例性实施方式进行了描述，本领域的普通技术人员应该理解，可以在不偏离所附权利要求所限定的本发明精神和范围的情况下对其做出各种形式和细节上的改变。

Claims (20)

1.一种热塑性弹性体组合物，其包含：
乙烯丙烯二烯单体；
聚丁烯；
聚丙烯；
石蜡油；
过氧化物交联剂；和
抗氧化剂。
2.如权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其中，
包含80～90重量份的所述乙烯丙烯二烯单体。
3.如权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其中，
包含80重量份的所述乙烯丙烯二烯单体。
4.如权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其中，
包含30～50重量份的所述聚丁烯。
5.如权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其中，
包含40重量份的所述聚丁烯。
6.如权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其中，
包含30～40重量份的所述聚丙烯。
7.如权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其中，
包含30重量份的所述聚丙烯。
8.如权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其中，
包含110～130重量份的所述石蜡油。
9.如权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其中，
包含120重量份的所述石蜡油。
10.如权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其中，
包含0.7～0.9重量份的所述过氧化物交联剂。
11.如权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其中，
包含0.8重量份的所述过氧化物交联剂。
12.如权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其中，
包括0.5～0.8重量份的所述抗氧化剂。
13.如权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其中，
包含0.7重量份的所述抗氧化剂。
14.如权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其中，
所述石蜡油在40℃时具有170cSt或更高的运动粘度。
15.如权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其中，
所述抗氧化剂是氧化锌。
16.如权利要求1所述的热塑性弹性体组合物，其中，
还包含0.4～0.6重量份的选自共交联剂、润滑剂、蜡、填料、及其任意组合物中的一种添加剂。
17.一种热塑性弹性体组合物，其包含：
80～90重量份的乙烯丙烯二烯单体；
30～50重量份的聚丁烯；
30～40重量份的聚丙烯；
110～130重量份的石蜡油；
0.7～0.9重量份的过氧化物交联剂；
0.5～0.8重量份的抗氧化剂；和
任选地0.4～0.6重量份的选自共交联剂、润滑剂、蜡、填料、及其任意组合物中的一种添加剂，
其中，所述热塑性弹性体组合物用于通过使玻璃滑槽和内侧带一体注塑来制造连接所述玻璃滑槽和内侧带的接合物。
18.如权利要求17所述的热塑性弹性体组合物，其中，
所述石蜡油在40℃时具有170cSt或更高的运动粘度。
19.如权利要求17所述的热塑性弹性体组合物，其中，
所述抗氧化剂是氧化锌。
20.一种热塑性弹性体组合物组合物，其包含：
80重量份的乙烯丙烯二烯单体；
40重量份的聚丁烯；
30重量份的聚丙烯；
120重量份的石蜡油，其中所述石蜡油在40℃时具有170～180cSt的运动粘度；
0.8重量份的过氧化物交联剂；
0.7重量份的抗氧化剂，其中所述抗氧化剂是氧化锌；和
任选地0.5重量份的选自共交联剂、润滑剂、蜡、填料、及其任意组合物中的一种添加剂，
其中，所述热塑性弹性体组合物用于通过使玻璃滑槽和内侧带一体注塑来制造连接所述玻璃滑槽和内侧带的接合物。
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