CN103524917A - 一种冰箱用聚氯乙烯密封条组合物 - Google Patents

Abstract

一种冰箱用聚氯乙烯密封条组合物，属于高分子材料的加工与应用领域，主要涉及一种冰箱用聚氯乙烯密封条组合物。是由以下重量份的组分制成的：聚氯乙烯100份，增塑剂35～55份，改性乙烯醋酸乙烯共聚物20～35份，热塑性聚氨酯弹性体28～42份，热稳定剂2～8份，润滑剂0.5～1.2份，抗氧剂0.4～0.8份，填充剂9～44份。采用本发明生产的冰箱用聚氯乙烯密封条耐寒耐油，有较好的回弹性和耐久性能，在节能降耗上具有重要意义。

Description

一种冰箱用聚氯乙烯密封条组合物

技术领域

一种冰箱用聚氯乙烯密封条组合物，属于高分子材料的加工与应用领域。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）是目前国内产量最大、价格最低廉的一种塑料材料，由于聚氯乙烯材料即可用于硬制品，加入增塑剂后亦可用于软质制品，其性能优良，用途广泛。因此在冰箱、冰柜、恒温箱、住宅门窗的密封材料领域，目前仍以软质聚氯乙烯材料为主，然而，目前以聚氯乙烯为基材的密封条在使用中仍有许多缺陷，如制作的密封条回弹性差、材料的耐低温性能不足，耐油性能较低等。

中国发明专利CN1233725C公开了“一种软质聚氯乙烯组合物及其制备方法”，该组合物由软质PVC与粉末丁腈橡胶共混制得，克服了PVC密封材料耐寒性能和耐油性能不足的缺陷，然而丁腈橡胶中含有双键结构，耐候性差，长期使用会使密封条变硬，其回弹性能明显下降，影响材料密封封性能，此外，丁腈橡胶组分中极易挥发出丙烯腈单体，使共混生产的聚氯乙烯组合物带有明显的刺激性异味，令消费者难以接受。

中国发明专利CN101100593B公开了“一种环保型SEBS热塑性弹性体密封材料”，中国发明专利CN101983984A公开了“一种冰箱密封条用弹性体材料及其制备方法”这两项发明中的组合物主要是由SEBS添加橡胶油、PE、PP、矿物填料等经共混制备，可用于冰箱、冰柜密封条产品。其优点是重量轻、回弹性好，焊接强度高，并且绿色环保。但这类材料中含有较多的烯烃类组分和芳烃类组分，缺点是耐油性差，容易被食品中接触的食用油溶胀而变形或者起包，使密封条的密封性能下降，影响材料的使用寿命。

冰箱密封条的应用已经非常普遍，然而目前该产品在材料的研究上尚有不足，目前国内一台电冰箱的使用寿命在10年左右，通常4～5年后冰箱耗电量会显著增加，其主要原因归咎于密封条的材料不佳，致使密封条的耐久性差，长期使用发生回弹性下降、密封性不足，密闭性下降。目前国内冰箱保有量在1～1.5亿台。目前，迫切需要一种耐久性好、回弹性高的冰箱、冰柜用密封条组合物。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种冰箱用聚氯乙烯密封条组合物，使用该组合物生产的密封条具有良好的耐久性和力学性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该一种冰箱用聚氯乙烯密封条组合物，其特征在于，由下列重量份的组分制成的：聚氯乙烯100份，增塑剂35～55份，改性乙烯醋酸乙烯共聚物20～35份，热塑性聚氨酯弹性体28～42份，热稳定剂2～8份，润滑剂0.5～1.2份，抗氧剂0.4～0.8份，填充剂9～44份。

其中优选的，一种冰箱用聚氯乙烯密封条组合物，其特征在于，由下列重量份的组分制成的：聚氯乙烯100份，增塑剂42～48份，改性乙烯醋酸乙烯共聚物25～30份，热塑性聚氨酯弹性体32～38份，热稳定剂4～6份，润滑剂0.8～1.0份，抗氧剂0.6份，填充剂24～34份。

所述的聚氯乙烯的平均聚合度在1700～4000的范围。

所述的增塑剂为聚酯类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂、偏苯三酸三辛酯类增塑剂中的一种或任意两种的共混物。

所述的改性乙烯醋酸乙烯类共聚物为乙烯-CO共聚物、EVA-CO共聚物。

所述的热塑性聚氨酯弹性体中，所用的多元醇单体为聚醚类多元醇，所用的多异氰酸酯单体为二苯基甲烷二异氰酸酯，热塑性聚氨酯弹性体的邵氏硬度A指标范围为60～70。

所述的热稳定剂为有机锡稳定剂、稀土类热稳定剂或高效钙锌热稳定剂。

所述的润滑剂为硬脂酸、聚乙烯蜡的复合物或硬脂酸钙和固体石蜡的复合物，其复合重量比为1～1.5：1；优选1：1。

所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂DSTDP的复合物，用量比例为1～2：1。

所述的填充剂为金红石型钛白粉和纳米碳酸钙的复合物，金红石型钛白粉的粒径范围为0.1～1.0μm，纳米碳酸钙的粒径范围在0.1～1.0μm之间。

本发明的冰箱用聚氯乙烯密封条组合物的制备方法，采用如下步骤：

1）物料配混工艺：将聚氯乙烯、增塑剂、改性乙烯醋酸乙烯共聚物、热塑性聚氨酯弹性体、热稳定剂、润滑剂、抗氧剂、填充剂在高低速混合机组混合，至混合温度110℃～120℃，将物料放入到低速混合机，边混合边降温，待物料温度冷却至35～45℃时出料，得到混合好的物料；

2）造粒工艺：将混合好的物料采用双螺杆挤出机造粒，造粒温度130℃～160℃。造粒后经风冷切粒、计量、包装即为冰箱用聚氯乙烯密封条组合物；

3）冰箱用聚氯乙烯密封条组合物的加工成型：采用Ф40～400，螺杆长径比在25：1以上的单螺杆挤出机，采用设计的专用冰箱密封条、磁条共挤出口模进行成型挤出，成型温度130℃～180℃，经水冷却后干燥、缠辊、计量、包装，即为冰箱用聚氯乙烯密封条。

本发明的冰箱用聚氯乙烯密封条组合物，以高分子量聚氯乙烯为基础树脂，以确保组合物具有良好的物理机械性能和加工流动性能。乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)具有无毒、抗霉菌、无气味、耐抽出性好的优点。采用乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)作为PVC的主增塑剂，可以延长PVC密封条使用寿命。本发明中的乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳共聚物组分可以提高本发明材料的耐寒性能、柔软性能和低温回弹性能。热塑性聚氨酯弹性体在本发明中可以提高材料的耐油性能和回弹性能。四元共混体系各相间表现出很好的界面相容性能，使共混材料的各组分功能优势得到充分发挥，而缺陷相互弥补，满足冰箱密封材料耐寒、耐油、回弹性好、耐候使用寿命长、又绿色环保的诸多需要，聚氯乙烯密封条组合物中的复合润滑剂和复合填充剂是密封条顺利挤出成型必要的条件保障，且对降低密封条的成型出模膨胀比、改善产品的尺寸稳定性能、提高冰箱用聚氯乙烯密封条的产品质量有重要作用。本发明中的复合抗氧剂作用主要是抑制乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳共聚物在加工过程中的热氧老化作用，保持乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳共聚物的加工稳定性。

与现有技术相比，本发明的冰箱用聚氯乙烯密封条组合物所具有的有益效果是：

本发明的冰箱用聚氯乙烯密封条组合物是一种冰箱、冰柜用的聚氯乙烯密封条组合物，通过添加乙酰柠檬酸酯增塑剂改性提高组合物的柔软性能，与乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳共聚物共混提高材料的耐寒性能、柔软性能，与热塑性聚氨酯弹性体共混提高其耐油性能和回弹性能。本发明设计的四元共混体系各相间具有很好的相容性能，使共混材料的各组分功能优势得到充分发挥，而缺陷相互弥补。采用本发明制得的冰箱用聚氯乙烯密封条，经标准样条测试，拉伸强度18.1～23.2M Pa，23℃压缩永久变形率18.0～23.4%，低温脆化温度范围-41～-34℃，23℃下168小时食用油浸泡断裂伸长保留率87～94%，72小时臭氧老化断裂伸长保留率75～85%，气味性测试均可达到可感觉到但不刺鼻的标准，满足冰箱密封材料耐寒、耐油、回弹性好、耐候、使用寿命长、绿色环保的需要，在节能降耗上具有重要意义。

具体实施方式

实施例1～16

实施例1～16为本发明冰箱用聚氯乙烯密封条组合物的配比组分见表1～表3。其中，稳定剂RUP-129为高效无毒钙锌稳定剂，抗氧剂1010为四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊醇酯；抗氧剂DSTDP为硫代二丙酸双(十八)酯，乙酰柠檬酸三正丁酯缩写为ATBC，硬脂酸缩写为HST。实施例8为最佳实施方式。

表1实施例1～5冰箱用聚氯乙烯密封条组合物（以重量份计）

表2实施例6～10冰箱用聚氯乙烯密封条组合物（以重量份计）

表3实施例11～16冰箱用聚氯乙烯密封条组合物（以重量份计）

实施例1～16的制备方法：

1）物料配混工艺：将聚氯乙烯、增塑剂、改性乙烯醋酸乙烯共聚物、热塑性聚氨酯弹性体、热稳定剂、润滑剂、抗氧剂、填充剂在高低速混合机组混合，至混合温度110℃～120℃，将物料放入到低速混合机，边混合边降温，待物料温度冷却至40℃时出料，得到混合好的物料；

2）造粒工艺：将混合好的物料采用双螺杆挤出机造粒，工艺参数如表4所示，造粒后经风冷切粒、计量、包装即为冰箱用聚氯乙烯密封条组合物；

表4平行双螺杆造粒的工艺参数

挤出机区域	1区	2区	3区	4区	5区	机头
							挤出机温度（℃）：	110	120	130	140	150	150

3）冰箱用聚氯乙烯密封条组合物的加工成型：采用Ф40，螺杆长径比在25：1的单螺杆挤出机，采用冰箱密封条、磁条共挤出口模对冰箱用聚氯乙烯密封条组合物进行成型挤出，成型温度130℃～180℃，经水冷却后干燥、缠辊、计量、包装即为冰箱用聚氯乙烯密封条。

对比例1～4

对比例1～4为比较本发明的各项性能设计的对比例。对比例1～4的组份配比见表4和表5。

表5对比例1～2的组份配比（以重量份计）

表6对比例3～4的组份配比（以重量份计）

对比例1～4的制备方法与实施例1～16相同。

性能测试实验：

本发明实施例1～16和对比例1～4样条的制备方法如下：

步骤1）与实施例1～16制备方法的步骤1）相同。

步骤2）与实施例1～16制备方法的步骤2）相同。

3）试样模压成型工艺：将步骤2）所得冰箱用聚氯乙烯密封条组合物的粒料用热模压机压制成15х15х2mm片材，模压温度180℃，预热时间5min，保压时间5min。将片材通过冲模成标准样条，对应实施例1～16和对比例1～4，对标准样条进行标号。对标号后的标准样条进行性能测试。性能测试结果见表7和表8。

气味性测试按照PV3900的测试方法，不易感觉到为等级1，可感觉到但不刺鼻为等级2，可明显感觉到但不刺鼻为等级3，刺鼻为等级4，非常刺鼻为等级5，不可忍受为等级6。

表7实施例1～16和比较对比例1～4的的性能测试结果

从表7中看出，实施例1～16在拉伸强度、23℃压缩永久变形、低温脆化温度、23℃、168小时食用油浸泡断裂伸长保留率、72小时臭氧老化断裂伸长保留率指标方面均可表现出良好的性能，综合性能优异，而对比例1和对比例2中含有双键结构较多的丁腈橡胶，其臭氧老化断裂伸长保留率指标较低，而较例3和对比例4的拉伸力学性能又明显不足。

表8为实施例8按密封条标准检测的性能结果，从指标看，完全满足现有的冰箱密封条标准的要求。

表8实施例8按密封条标准的检测性能结果

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种冰箱用聚氯乙烯密封条组合物，其特征在于，由下列重量份的组分制成的：聚氯乙烯100份，增塑剂35～55份，改性乙烯醋酸乙烯共聚物20～35份，热塑性聚氨酯弹性体28～42份，热稳定剂2～8份，润滑剂0.5～1.2份，抗氧剂0.4～0.8份，填充剂9～44份。

2.根据权利要求1所述的冰箱用聚氯乙烯密封条组合物，其特征在于，由下列重量份的组分制成的：聚氯乙烯100份，增塑剂42～48份，改性乙烯醋酸乙烯共聚物25～30份，热塑性聚氨酯弹性体32～38份，热稳定剂4～6份，润滑剂0.8～1.0份，抗氧剂0.6份，填充剂24～34份。

3.根据权利要求1所述的冰箱用聚氯乙烯密封条组合物，其特征在于：所述的聚氯乙烯的平均聚合度为1700～4000。

4.根据权利要求1所述的冰箱用聚氯乙烯密封条组合物，其特征在于：所述的增塑剂为聚酯类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂、偏苯三酸三辛酯类增塑剂中的一种或任意两种的共混物。

5.根据权利要求1所述的冰箱用聚氯乙烯密封条组合物，其特征在于：所述的改性乙烯醋酸乙烯类共聚物为乙烯-CO共聚物、EVA-CO共聚物。

6.根据权利要求1所述的冰箱用聚氯乙烯密封条组合物，其特征在于：所述的热塑性聚氨酯弹性体中，所用的多元醇单体为聚醚类多元醇，所用的多异氰酸酯单体为二苯基甲烷二异氰酸酯，热塑性聚氨酯弹性体的邵氏硬度A指标范围为60～70。

7.根据权利要求1所述的冰箱用聚氯乙烯密封条组合物，其特征在于：所述的热稳定剂为有机锡稳定剂、稀土类热稳定剂或高效钙锌热稳定剂。

8.根据权利要求1所述的冰箱用聚氯乙烯密封条组合物，其特征在于：所述的润滑剂为硬脂酸、聚乙烯蜡的复合物或硬脂酸钙和固体石蜡的复合物，其复合重量比为1～1.5：1；优选1：1；所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂DSTDP的复合物，用量比例为1～2：1。

9.根据权利要求1所述的冰箱用聚氯乙烯密封条组合物，其特征在于：所述的填充剂为金红石型钛白粉和纳米碳酸钙的复合物，金红石型钛白粉的粒径范围为0.1～1.0μm，纳米碳酸钙的粒径范围在0.1～1.0μm之间。

10.根据权利要求1所述的冰箱用聚氯乙烯密封条组合物，其特征在于：其制备方法，采用如下步骤：

1）物料配混工艺：将聚氯乙烯、增塑剂、改性乙烯醋酸乙烯共聚物、热塑性聚氨酯弹性体、热稳定剂、润滑剂、抗氧剂、填充剂在高低速混合机组混合，至混合温度110℃～120℃，将物料放入到低速混合机，边混合边降温，待物料温度冷却至35～45℃时出料，得到混合好的物料；

2）造粒工艺：将混合好的物料采用双螺杆挤出机造粒，造粒温度130℃～160℃，造粒后经风冷切粒、计量、包装即为冰箱用聚氯乙烯密封条组合物；

3）冰箱用聚氯乙烯密封条组合物的加工成型：采用Ф40～400，螺杆长径比在25：1以上的单螺杆挤出机，采用设计的专用冰箱密封条、磁条共挤出口模进行成型挤出，成型温度130℃～180℃，经水冷却后干燥、缠辊、计量、包装，即为冰箱用聚氯乙烯密封条。