CN103980651A - 冷藏装置用高弹性热塑性弹性体门封、制法及冷藏装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造冷藏装置用门封的组合物，其包括：1)30-60重量％的热塑性弹性体(TPE材料)；2)15-35重量％的矿物油；3)任选地0-40重量％的TPE增强组分，基于组合物的总重量计。所述组合物还可包含热稳定剂、无机填料、润滑剂、抗UV剂以及其他常规添加剂，如颜料、加工助剂、抗菌防霉剂等。本发明还涉及由所述组合物制造的冷藏装置用高弹性TPE门封、制造所述门封的方法以及使用所述门封的冷藏装置。

Description

冷藏装置用高弹性热塑性弹性体门封、制法及冷藏装置

技术领域

本发明涉及一种用于制造冷藏装置用门封的组合物，其包含热塑性弹性体(TPE)作为基材，具有优异的耐高温性、耐寒性以及高弹性。本发明还涉及由所述组合物制造的冷藏装置用高弹性TPE门封、制造所述门封的方法以及使用所述门封的冷藏装置。

背景技术

用于冰箱、冷柜等冷藏装置的门封条是指用在所述装置门体和箱体之间用来密封的一种配件。它由两部分组成，一部分是软质聚合物外套，另一部分是磁性胶条。

目前在冰箱等冷藏装置上所应用的门封条材料的聚合物外套的主要成分大多为聚氯乙烯(PVC)，其具有较好的柔性、电绝缘性、稳定的化学性能、良好的加工性能及较低的成本等特点，被广泛应用于冰箱或冷柜等冷藏装置的门封条。但是在实际使用过程中，PVC门封会出现诸多问题，如PVC门封在高温下容易分解，产生HCl气体，在影响环境的同时也影响门封条的使用寿命。由于PVC加工成门封条过程中必须加入增塑剂，高温下增塑剂容易迁出，导致老化，并且容易与PCM板发生反应造成粘连从而影响冰箱品质。另外，PVC材料的耐寒性不足，在低温下容易变硬、变形，影响冰箱装配以及生产工艺，同时也会影响门封条的品质。

本发明致力于解决上述现有技术中存在的一个或多个技术问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于制造冷藏装置用门封的组合物(下文称为高弹性TPE组合物)，其包括：

1)30-60重量％的热塑性弹性体(TPE材料)；

2)15-35重量％的矿物油；

3)任选地0-40重量％的TPE增强组分，

基于组合物的总重量计。

所述组合物还可包含热稳定剂、无机填料、润滑剂、抗UV剂以及其他常规添加剂，如颜料、加工助剂、抗菌防霉剂等。

在一个优选实施方案中，所述组合物不包含增塑剂。

本发明还提供了使用所述组合物制造的门封以及制造所述门封的方法，所述门封可用于冰箱、冷柜等冷藏装置。

本发明还提供了采用所述门封的冷藏装置，如冰箱、冷柜等。

本发明的高弹性TPE门封与现有技术的门封相比，具有以下优点中的一种或多种：优异的耐高温性和耐寒性；提高的弹性、耐久性和耐氧化性以及良好的加工性能；并且具有很高的回弹性，永久压缩变形性显著提高，有效改善门封绞边、脱落等问题。

具体实施方式

通过下面的描述进一步详细解释本发明，但以下描述仅用于使本发明所属技术领域的普通技术人员能够更加清楚地理解本发明的原理和精髓，不意味着对本发明进行任何形式的限制。

在本说明书中，如无相反说明，混合物、组合物和溶液中各组分的百分比是指重量百分比，各组分百分比之和应为100％。类似地，涉及份数、比例时，均基于重量。另外，如无特别说明，所有操作均在常温和常压下进行。

TPE材料

本发明的高弹性TPE组合物中包含TPE作为基材。TPE材料兼具热塑性弹性体与橡胶的优点，具有良好的耐高温及低温性能、耐候性、抗疲劳性，并具有良好的加工性能、高强度和高回弹性，又具有可注塑加工的特征，环保无毒安全、硬度范围广，具有优良的着色性，触感柔软等特性。可用于本发明中的TPE材料包括但不限于：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯共聚物、热塑性聚氨酯橡胶等。所用TPE材料的重均分子量通常为50,000-150,000，优选55,000-120,000，更优选60,000-100,000。TPE材料在本发明组合物中的含量通常为30-60重量％，优选40-50重量％，基于高弹性TPE组合物的总重量计。

在本发明中，优选使用苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(称为SEBS树脂)，例如可以商品名为YH-502购自湖南岳阳巴陵石化有限公司，其重均分子量通常为100,000)。

矿物油

本发明的组合物中包括矿物油。矿物油为在常压下通过物理蒸馏方法从石油中提炼出来的基础油，其馏程优选为230℃至460℃，更优选为380℃至450℃。根据矿物油分子结构、化学组成方面的不同，通常可分为环烷基橡胶油、石蜡基橡胶油、芳香基橡胶油等。矿物油具有与TPE材料良好的相容性，可以使组合物中各组分混合更加均匀。在本发明的组合物中，矿物油的含量可以为15-35重量％，优选20-30重量％，基于高弹性TPE组合物的总重量计。优选环烷基橡胶油，因其价格较低且与优选的TPE材料SEBS树脂相容性较好。通常要求其芳烃含量(C_A)小于40重量％。

TPE增强组分

考虑到门封使用条件，为调节硬度、比重、力学性能和流动性，可以任选地添加TPE增强组分。可用于本发明的TPE增强组分包括但不限于，聚丙烯(PP)、聚乙烯、玻璃纤维、聚丙烯酸系塑料等。在本发明中，优选聚丙烯作为TPE增强组分。所述TPE增强组分的含量增加时可以提升TPE门封的硬度，但同时也会降低材料的力学性能以及流动性。因此，在本发明的组合物中，所述TPE增强组分的含量应控制在合适的比例，通常不超过40重量％，优选不超过30重量％，基于高弹性TPE组合物的总重量计。当其含量高于40重量％时，会显著降低材料的机械性能。

热稳定剂

可提及的热稳定剂的实例为有机锡、空间位阻酚和/或亚磷酸酯、对苯二酚类、二苯胺类，以及Ca-Zn复合稳定剂，其浓度不超过3重量％，优选1.0至2.5重量％，基于高弹性TPE组合物的总重量计。优选Ca-Zn复合稳定剂。

无机填料

可提及的无机填料E为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、碳纤维、玻璃纤维、玻璃珠、无定形二氧化硅、硅酸钙、偏硅酸钙、碳酸镁、高岭土、白垩、粉状石英、云母、硫酸钡和长石，这些填料的使用量最高不超过20重量％，基于高弹性TPE组合物的总重量计，否则会影响所得门封的弹性。

可提及的优选的无机填料为重质碳酸钙和轻质碳酸钙。优选其纯度高于90％。

润滑剂

本发明的模塑组合物可包含0至3重量％、优选1至2重量％的润滑剂，基于高弹性TPE组合物的总重量计。

作为润滑剂，可使用常规用于此目的的所有润滑剂体系，使用时应注意内外润滑平衡。优选Al盐、碱金属盐或碱土金属盐，或具有10至44个、优选具有12至44个碳原子的脂肪酸的酯或酰胺。

金属离子优选为碱土金属和Al，特别优选为Ca或Mg。

优选的金属盐为硬脂酸钙和褐煤酸钙、以及硬脂酸铝。

还可以使用不同盐的任意所需混合比的混合物。

抗UV剂

为提高所得门封的抗老化性能，防止在加工和使用过程中氧化变黄，可以任选地向组合物中加入抗UV剂。可提及的UV稳定剂为各种取代的间苯二酚、水杨酸酯、苯并三唑类和二苯甲酮，其用量通常为最高1重量％，优选0.5重量％左右，基于高弹性TPE组合物的总重量计。

其他添加剂

本发明的组合物还可包含其他常规的添加剂，如颜料、加工助剂、抗菌防霉剂等，其含量不作特别限制，可由本领域技术人员酌情添加。

可用于本发明的组合物中的颜料可为无机颜料，例如二氧化钛、群青蓝、氧化铁和炭黑，以及有机颜料，如酞菁、喹吖啶酮和苝。

可用于本发明的组合物中的加工助剂可为脱模剂、成核剂等，例如聚乙二醇、石蜡、糖精钠等。

可用于本发明的组合物中的抗菌防霉剂可为氧化锌、磷酸二氢铵等。

在一个特定的技术方案中，本发明的高弹性TPE门封组合物中不包含增塑剂。常规PVC门封的生产过程中必须加入增塑剂，而所加入的增塑剂在高温状态下容易从材料中移出，造成逐渐老化，同时也会容易与冰箱PCM板发生反应造成粘连影响冰箱品质。本发明的组合物有效地避免了现有技术的上述缺陷。

高弹性TPE门封的制造

本发明的高弹性TPE组合物的粒料可通过如下方法制备：通过在常规混合设备如螺杆挤出机、Brabender混合器或Banbury混合器中混合起始组分，接着将它们出料、冷却，然后通过挤出机挤出并制粒。还可将各个组分预混合，然后将剩余原料分别和/或同样以混合物的形式加入。例如，可以先将稳定剂与TPE材料加入混合机中，再将其他组分加入，最后加入无机填料。混合温度通常为150至180℃，挤出温度通常为150至180℃。

随后，将上述粒料在门封生产线上根据本领域已知的常规方法挤出、定型、冷却、裁切、套装磁条、焊接、定型悬挂，即得可用于冷藏装置的高弹性TPE门封。

本发明的高弹性TPE门封具有优异的耐高温性和耐寒性，并且弹性高、回弹性好、无毒无害，耐久性和压缩变形性良好，适合用于冷藏装置，如冰箱、冷柜等。

实施例

本发明将通过以下实施例进行更详细地阐述，但这些实施例仅为说明目的，而无意限制本发明范围。

测量方法：以下检测方法适用于本说明书内容。所加物质的量均为重量份。

耐高温测试：将测试样品加热到100-120℃的温度并保持不少于5分钟，观察样品材料的变化。

根据ISO868的国际标准测量材料的硬度和硬度变化率。

根据ISO527的国际标准测量材料的机械性能，具体为拉伸强度、断裂伸长率和压缩复原率。

实施例1

根据本发明制备门封条粒料

将3份Ca-Zn稳定剂(SL-201，购自深圳市京桥科技有限公司)按配比(Ca:Zn＝3:1)混合、研磨，并与100份SEBS树脂(岳阳巴陵石化有限公司，商品名：YH-502，重均分子量为100，000)一起放入高混机(50-1000L高混机，上海铂昱机械厂)中，在(10rpm)转速下低速搅拌，边搅拌边缓慢均匀加入60份环烷基橡胶油(馏程：380-410℃；杭州福达精细油品有限公司)，加入完成后升至(25rpm)的高速搅拌。当温度升至150℃左右时，再转低速，低高速交变，控制物料温度在150～180℃之间约15分钟。转至低速加入40份TPE增强组分PP、0.5份间苯二酚(抗UV剂)、1份硬脂酸钙(润滑剂)以及0.5份的其他常规添加剂。最后加入25份轻质碳酸钙粉末，继续搅拌3～5分钟，出锅、冷却、出料。上述粉状混合料用锥形双螺杆(DSJSZ系列，青岛德尔玛塑料机械有限公司)塑化挤出造粒，即得TPE门封条粒料。

制备门封条

取该粒料在门封条专用生产线上挤出、定型、冷却、裁切、套装磁条、焊接、定型悬挂，即得冰箱/冷柜用门封条。门封条挤出温度为150-180℃。

实施例2

SEBS树脂100份、环烷基橡胶油40份、PP35份、轻质碳酸钙粉末20份、Ca-Zn稳定剂1份、间苯二酚0.5份、硬脂酸钙0.5份，以及0.5份的其他常规添加剂。按实例1工艺生产加工。

实施例3

SEBS树脂45份、环烷基橡胶油30份、PP20份、Ca-Zn稳定剂1.5份、间苯二酚0.5份、硬脂酸钙0.5份，轻质碳酸钙粉末20份，以及0.3份的其他常规添加剂。按实例1工艺生产加工。

对比实施例1

按实施例1的工艺生产加工，不同在于用100份PVC树脂(分子量：80000)替代100份SEBS树脂，并用60份对苯二甲酸二辛酯(DOTP增塑剂)代替60份环烷基橡胶油。

随后，通过上文所述的方法对三种本发明的TPE门封样品以及按常规方法生产的PVC门封样品根据上文所述标准测试方法进行耐高温性能、和机械性能测试。所得结果如表1所示。

表1

由表1可以看出，与常规的PVC门封(对比实施例1)相比，使用了本发明的高弹性TPE组合物制成的门封样品(实施例1至3)展示出明显更高的硬度和更低的硬度变化率，并且机械强度(拉伸强度、断裂伸长率和压缩复原率)得到显著改善。

另外，将测试样品加热到100-120℃的温度并保持5分钟后，对比实施例1的样品变软并产生轻微刺激性气味，而本发明实施例的样品未发生明显变化。这表明由本发明的高弹性TPE组合物制成的门封样品具有更好的耐高温性能，且不会产生对人体和环境造成影响的有害气体。

本说明书所用的术语和表述方式仅被用作描述性、而非限制性的术语和表述方式，在使用这些术语和表述方式时无意将已表示和描述的特征或其组成部分的任何等同物排斥在外。

尽管已表示和描述了本发明的几个实施方式，但本发明不被限制为所描述的实施方式。相反，本领域普通技术人员应当意识到在不脱离本发明原则和精神的情况下可对这些实施方式进行任何变通和改进，本发明的保护范围由所附的权利要求及其等同物所确定。

Claims (10)

1.一种用于制造冷藏装置用门封的组合物，其包括：

1)30-60重量％的热塑性弹性体(TPE材料)；

2)15-35重量％的矿物油；

3)任选地0-40重量％的TPE增强组分，

基于组合物的总重量计。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物还包含热稳定剂、无机填料、润滑剂、抗UV剂以及其他常规添加剂。

3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物中TPE材料(如苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)树脂)的含量为40-50重量％。

4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物中矿物油(如环烷基橡胶油)的含量为20-30重量％。

5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物中TPE增强组分(如聚丙烯)的含量为0-30重量％。

6.根据权利要求2所述的组合物，其中所述组合物中热稳定剂含量为0至3重量％，无机填料的含量为0至20重量％，润滑剂含量为0至3重量％，抗UV剂含量为0-1重量％。

7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物中不包含增塑剂。

8.由权利要求1至7中任一项的组合物制备的用于冷藏装置的门封。

9.由权利要求1至7中任一项的组合物制备用于冷藏装置的门封的方法。

10.包含权利要求9的门封的冷藏装置，如冰箱或冷柜。