CN104693947A - 一种可预防干刮的雨刷及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可预防干刮的雨刷，包括刷胶条和涂覆于雨刷胶条唇部上的保护涂层，其中雨刷胶条为不饱和型橡胶材料制成，该保护涂层的配方为100重量份的氯丁橡胶，5-15重量份的甲基丙烯酸酯，0.9-1.2重量份的过氧化苯甲酰，10-30重量份的炭黑，10-30重量份的聚丙烯酸钠，2.0-6.0重量份的过氧化二异丙苯，0.5-2.0重量份的HVA-2。相应的，本发明还公开了上述可预防干刮的雨刷的制备方法，包括步骤S1、雨刷胶条表面氯化处理；S2、保护涂层的喷涂原料的制备；S3、在雨刷胶条表面喷涂保护涂层。本发明具有使用寿命长且实用性强的特点。

Description

一种可预防干刮的雨刷及其制备方法

技术领域

本发明属于汽车领域，其涉及到一种汽车雨刷，特别涉及到一种可预防干刮的雨刷及其制备方法。

背景技术

雨刷是机动车辆车挡风玻璃上为了防止雨水及其他污物影响视线而进行简单清理的一种工具，其一般由雨刷胶条、无骨雨刷钢片、雨刷护套和塑料件四种配件组成，其中，雨刷胶条是实际有效刮净汽车挡风玻璃外表面上雨水及其他污物的部件。现在市场上，雨刷胶条由一种橡胶材料制成，常用的橡胶种类如天然橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶等，这种雨刷胶条在擦拭挡风玻璃时，雨刷胶条与挡风玻璃之间会存在着非常大的摩擦系数，故这种雨刷胶条非常容易因为磨损，需要定时更换，即这种雨刷胶条存在着使用寿命短的缺点。

为了解决上述问题，专利号为200510068528.3的中国发明专利公开了一种用于雨刷，特别是用于汽车雨刷的刮水片，其包括一个通过橡胶材料硫化而得到的雨刷胶条，并且在该雨刷胶条的唇部的表面贴有一层由超高分子量聚乙烯、高分子聚乙烯、聚乙烯、氟化乙烯丙烯或聚乙烯-乙醚等材料组成的薄膜。本发明通过在雨刷胶条的唇部贴上一层具有自润滑性能的薄膜，能够有效降低雨刷胶条在工作中与汽车挡风玻璃之间的摩擦系数，因此其可以有效的减少雨刷胶条的磨损，从而实现提高雨刷胶条的使用寿命。但是，超高分子量聚乙烯、高分子聚乙烯、聚乙烯、氟化乙烯丙烯、聚乙烯-乙醚等材料的表面具有较强的惰性，其与橡胶、塑料的粘结性能很差，从而使得雨刷胶条唇部的薄膜容易出现脱粉等问题，即这种雨刷胶条存在着工作性能不稳定和使用寿命不够长的缺点。

考虑到设计汽车雨刷的目的是为了防止雨水及其他污物影响视线，而不是为了将玻璃上的雨水给刮除干净。基于上述目的，本发明通过在雨刷胶条上涂覆一层亲水吸水的涂层，以将玻璃表面的雨水抹平形成均一的水膜层，从而使得光线顺利穿过挡风玻璃而不会产生折射和弯曲变形，同时也可以减小雨刷胶条的磨损。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用寿命长且实用性强的可预防干刮的雨刷。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可预防干刮的雨刷，包括雨刷胶条和涂覆于雨刷胶条唇部上的保护涂层，其中雨刷胶条为不饱和型橡胶材料制成，该保护涂层的配方为100重量份的氯丁橡胶，5-15重量份的甲基丙烯酸酯，0.9-1.2重量份的过氧化苯甲酰，10-30重量份的炭黑，10-30重量份的聚丙烯酸钠，2.0-6.0重量份的过氧化二异丙苯，0.5-2.0重量份的HVA-2。

上述的一种可预防干刮的雨刷，该雨刷胶条的成型材料为天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶或丁腈橡胶中的一种或多种。

上述的一种可预防干刮的雨刷，该保护涂层的厚度为80-120μm。

相应的，本发明的另一个目的在于提供一种上述可预防干刮的雨刷的制备方法，其包括如下步骤：

S1、雨刷胶条表面氯化处理：雨刷胶条经混炼、硫化、模压成型后，将雨刷胶条的唇部浸渍在三氯异氰尿酸或次氯酸钠的酸溶液中氯化处理，然后用纯水反复洗涤；

S2、保护涂层的喷涂原料的制备：将氯丁橡胶放入开炼机中，并依次加入甲基丙烯酸酯和过氧化苯甲酰，打三角包薄通6次并左右切割翻炼2次，再依次加入炭黑、聚丙烯酸纳、过氧化二异丙苯和HVA-2，打三角包薄通6次并左右切割翻炼2次下片，置于平板硫化机上硫化，硫化完成后再放入旋盘式粉碎机中粉碎成橡胶粉末，并筛选出直径为5-60μm的橡胶粉末，即得到喷涂原料；

S3、在雨刷胶条表面喷涂保护涂层：利用静电喷涂的方式，在经步骤S1处理后的雨刷胶条的唇部喷涂步骤S2所得到的喷涂原料，并放入烤箱中烘干，即得到可预防干刮的雨刷。

上述的可预防干刮的雨刷的制备方法，步骤S1中三氯异氰尿酸或次氯酸钠的酸溶液为三氯异氰尿酸或次氯酸钠、酸、溶剂的混合物，该混合物中三氯异氰尿酸或次氯酸钠的质量百分含量为1-3wt％，酸的质量百分含量为0.5-2wt％。

上述的可预防干刮的雨刷的制备方法，该酸为盐酸、硫酸、醋酸、磷酸、硼酸中的一种。

上述的可预防干刮的雨刷的制备方法，该溶剂为酯类溶剂或是酮类溶剂。

上述的可预防干刮的雨刷的制备方法，步骤S2中平板硫化机的硫化条件为160℃/10MPa×tc90，硫化后停放24h，再放入旋盘式粉碎机中粉碎成橡胶粉末。

上述的可预防干刮的雨刷的制备方法，步骤S2还包括将所得喷涂原料进行筛选，选出直径为5-60μm的喷涂原料作为最终喷涂用料。

上述的可预防干刮的雨刷的制备方法，步骤S3中烤箱的烘烤温度为150-180℃。

本发明的有益效果是：通过在不饱和型橡胶材料制成的雨刷胶条的表面涂覆上一层由氯丁橡胶、甲基丙烯酸酯、过氧化苯甲酰、炭黑、聚丙烯酸钠、过氧化二异丙苯和HVA-2生产而成的保护涂层，该保护涂层中的甲基丙烯酸酯和氯丁橡胶都含有不饱和键，在过氧化苯甲酰的催化下，能使甲基丙烯酸酯接枝到氯丁橡胶上，致使氯丁橡胶主链结构编的不对称性，即使得其极性增强、分子链的柔韧性提高，从而提高氯丁橡胶和雨刷胶条主体橡胶的粘结性，改善聚丙烯酸纳和氯丁橡胶的相容性；聚丙烯酸钠是水溶性高分子化合物，吸湿性极强，其与氯丁橡胶分子链组成网状体系，当氯丁橡胶特殊保护涂层与水接触时，水分子通过扩散、毛细及表面吸附等物理作用进入氯丁橡胶内，与橡胶中的亲水性聚丙烯酸钠分子链段形成极强的亲和力，从而赋予氯丁橡胶特殊保护涂层吸水、保水的性能，提高雨刷胶条唇部的润滑性能。本发明在使用过程中，会在汽车挡风玻璃的表面刷出一层薄且均匀水膜，在保证光线顺利穿过挡风玻璃而不会产生折射和弯曲变形的情形下，还可以避免干刮而导致的雨刷胶条的过快磨损，因此本发明具有使用寿命长且实用性强的优点。

附图说明

图1是本发明雨刷胶条的结构示意图。

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解和认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

实施例1：

如图1所示，一种可预防干刮的雨刷，包括雨刷胶条1和涂覆于雨刷胶条1唇部上的保护涂层2，该可预防干刮的雨刷的制备方法如下：

S1、雨刷胶条表面氯化处理：(1)氯化溶液的制备：按1重量份的三氯异氰尿酸、0.5重量份的盐酸和100重量份的甲酸甲酯称取相应物料进行混合，制得到氯化溶液；(2)氯化处理：以天然橡胶为主要原料的雨刷胶条经混炼、硫化、模压成型后，将该雨刷胶条的唇部浸渍在步骤(1)所得的氯化溶液中氯化处理5-10分钟，然后用纯水反复洗涤；

S2、保护涂层的喷涂原料的制备：(1)称取以下涂层原料：100重量份的氯丁橡胶，5重量份的甲基丙烯酸己酯，0.9重量份的过氧化苯甲酰，10重量份的炭黑，10重量份的聚丙烯酸钠，2.0重量份的过氧化二异丙苯，0.5重量份的HVA-2(N，N’-间苯撑双马来酰亚胺)；(2)混料：将氯丁橡胶放入开炼机中，并依次加入甲基丙烯酸酯和过氧化苯甲酰，打三角包薄通6次并左右切割翻炼2次，再依次加入炭黑、聚丙烯酸纳、过氧化二异丙苯和HVA-2，打三角包薄通6次并左右切割翻炼2次下片，即得混合橡胶片；(3)硫化：将步骤(2)所得的混合橡胶片置于平板硫化机上硫化，硫化条件为160℃/10MPa×tc90，硫化后停放24h；(4)粉碎：将步骤(3)中硫化后的混合橡胶片放入旋盘式粉碎机中粉碎成橡胶粉末，并通过筛网筛选出直径为5-60μm的橡胶粉末，即得到喷涂用料；

S3、在雨刷胶条表面喷涂保护涂层：(1)喷涂：将步骤S2中得到喷涂用料，采用静电喷涂的方式，喷涂在经步骤S1处理后的雨刷胶条的唇部，喷涂的涂层厚度为120μm；(2)烘于：将上述步骤(1)中喷涂完成后的雨刷胶条放入烤箱中，烤箱的烘烤温度为180℃，烘干后即得到可预防干刮的雨刷。

本实施例的氯化溶液中的三氯异氰尿酸在酸性条件下与水作用生成次氯酸，次氯酸能与天然橡胶的碳碳双键发生反应，从而在橡胶表面引入极性基团，可以大大增加雨刷胶条的粘结性能；另一方面保护涂层中的甲基丙烯酸己酯和氯丁橡胶都含有不饱和键，在过氧化苯甲酰的催化下，能使甲基丙烯酸己酯接枝到氯丁橡胶上，致使氯丁橡胶主链结构编的不对称性，即使得其极性增强、分子链的柔韧性提高，从而提高氯丁橡胶和雨刷胶条主体橡胶的粘结性，改善聚丙烯酸纳和氯丁橡胶的相容性，因此通过本实施例所制得雨刷胶条具有不易脱粉和使用寿命长的优点。同时聚丙烯酸钠是水溶性高分子化合物，吸湿性极强，其与氯丁橡胶分子链组成网状体系，当氯丁橡胶特殊保护涂层与水接触时，水分子通过扩散、毛细及表面吸附等物理作用进入氯丁橡胶内，与橡胶中的亲水性聚丙烯酸钠分子链段形成极强的亲和力，从而赋予氯丁橡胶特殊保护涂层吸水、保水的性能，提高雨刷胶条唇部的润滑性能，从而使得在使用过程中，雨刷胶条会在汽车挡风玻璃的表面刷出一层薄且均匀水膜，在保证光线顺利穿过挡风玻璃而不会产生折射和弯曲变形的情形下，还可以避免干刮而导致的雨刷胶条的过快磨损，从而进一步延长通过本实施例所制得雨刷胶条的使用寿命。

实施例2～5

除改变氯化溶液的成分及配比、保护涂层的成分及配比、涂层厚度、烘烤温度外，其他实施条件和步骤均与实施例1中的相同。同时对步骤S3所得的可预防干刮的雨刷进行性能测试。各实施例中，氯化溶液的成分及配比列于表1；保护涂层的成分及配比列于表2；涂层厚度、烘烤温度及性能测试结果列于表3。

表1

	1	2	3	4	5
						甲酸甲酯(重量份)	100	100	100
甲酸己酯(重量份)				100
						丙酮(重量份)					100
三氯异氰尿酸(重量份)	1	2	3
						次氯酸钠(重量份)				2	2
盐酸(重量份)	0.5	1.0	2.0
						硫酸(重量份)				1.0
醋酸(重量份)					1.0

表2

	1	2	3	4	5
						氯丁橡胶(重量份)	100	100	100	100	100
甲基乙烯酸乙酯(重量份)	5	10	15
						甲基乙烯酸甲酯(重量份)				10
甲基丙烯酸月桂酯(重量份)					10
						过氧化苯甲酰(重量份)	0.9	1.0	1.2	1.0	1.0
炭黑(重量份)	10	20	30	20	30
						聚丙烯酸钠(重量份)	10	20	30	30	20
过氧化二异丙苯(重量份)	2.0	4.0	6.0	4.0	4.0
						HVA-2(重量份)	0.5	1.0	2.0	1.0	1.0

表3

	1	2	3	4	5
						保护涂层厚度(μm)	120	100	80	100	100
烘烤温度(℃)	180	160	150	160	160
						吸水率(％)	18	30	40	48	25
摩擦系数	0.27	0.20	0.17	0.15	0.24

上述表1至表3中：

甲酸甲酯，为上海聚豪精细化工有限公司提供的优级甲酸甲酯；

甲酸己酯，为济南飞越化工有限公司提供的工业级甲酸乙酯；

丙酮，为泰州市海陵区风成化工有限公司提供的优级丙酮；

三氯异氰尿酸，为广州汇和化工有限公司提供的可灵牌三氯异氰尿酸

次氯酸钠，为上海亿旭工贸有限公司提供的型号为AA的次氯酸钠

盐酸，为深圳市明润化工有限公司提供的分析纯AR级别的盐酸；

硫酸，为东莞市中天化工有限公司提供的分析纯AR级别的硫酸

醋酸，为济南历下雅轩化工产品经营部提供的分析纯级别的醋酸；

氯丁橡胶，为大同市宇杰化工有限公司提供的型号S40V的氯丁橡胶；

甲基丙烯酸己酯，为上海晶沪化工有限公司提供的工业级甲基丙烯酸乙酯；

甲基丙烯酸甲酯，为广州市缘创化工有限公司提供的型号为MMA的甲基丙烯酸甲酯；

甲基丙烯酸月桂酯，为广州永屹化工有限公司提供的型号为LMA的甲基丙烯酸月桂酯；

过氧化苯甲酰，为北京科瑞迪特新材料有限公司提供的型号为PX L-W75的过氧化苯甲酰；

炭黑，为上海凯茵化工有限公司提供的型号为A200的炭黑；

聚丙烯酸纳，为杭州絮媒化工有限公司提供的品牌号为XUMEX的聚丙烯酸钠；

过氧化二异丙苯，为上海景营物资有限公司提供的型号为DCP的过氧化二异丙苯；

HVA-2，为上海宁成高分子材料有限公司提供的型号为PDM(HVA-2)的N，N′-间苯撑双马来酰亚胺。

应当指出的是：

步骤S1中，雨刷胶条的成型材料不限于天然橡胶，其还可以是顺丁橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等不饱和型橡胶中的一种或多种，满足雨刷胶条中碳碳双键能够能够与氯化溶液中的次氯酸发生反应，并在橡胶表面引入极性基团，以增加粘结性能即可。另外，由于雨刷胶条的成型工艺非常成熟，并且该部分也不是本发明的保护点，故在本发明的所以实施例中，对其进行省略。

步骤S1中，在配制氯化溶液时，酸除了为盐酸、硫酸、醋酸以外，还可以为磷酸、硼酸等酸性药剂，满足该酸能够让整个氯化溶液呈酸性状态，并且氯化溶液中的三氯异氰尿酸/次氯酸钠能够与水作用生成次氯酸即可。

步骤S1中，在配制氯化溶液时，溶剂除了为甲酸甲酯、甲酸乙酯和丙酮外，还可以为甲酸丙酯、甲酸异丙酯、甲酸丁酯、甲酸异丁酯、甲酸异戊酯、甲酸苄酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酰乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、乙酸甲基戊酯、乙酸环己酯、乙酸苄酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸正丁酯、丙酸戊酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸正丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丁酯、乳酸戊酯、草酸二乙酯、草酸二丁酯、草酸二戊酯、碳酸二乙酯、磷酸三丁酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸异丙酯、水杨酸乙酯等酯类溶剂，或是甲基丙酮、丁酮、2-戊酮、3-戊酮、3-甲基-2-丁酮、2-己酮、3-己酮、2-甲基-3戊酮、3，3-二甲基-2-丁酮、4-甲基-2戊酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、2，4-二甲基-3-戊酮、2-辛酮、5-甲基-3-庚酮、2，6-二甲基-4-庚酮、2-壬酮、3-壬酮、5-壬酮、2，3-丁二酮、2，5-己二酮、异亚丙基丙酮、佛尔酮、异佛尔酮、环戊酮、环己酮、甲基环己酮、三甲基环己酮、环庚酮、苯乙酮、四氢萘酮等酮类溶剂，满足三氯异氰尿酸/次氯酸钠和酸能够完全的融合与所述溶剂中即可。

在步骤S2中，选用的甲基丙烯酸酯除了为甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸月桂酯外，还可以为甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸硬脂酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯等中的一种或几种的混合物，满足在过氧化苯甲酰的催化下，甲基丙烯酸酯能够接枝到氯丁橡胶上即可。通过在氯丁橡胶上接枝甲基丙烯酸酯，能够使得氯丁橡胶主链结构的不对称性、极性增强、分子链的柔韧性提高，从而提高氯丁橡胶和雨刷胶条主体橡胶的粘结性，改善聚丙烯酸纳和氯丁橡胶的相容性。另外，聚丙烯酸钠优选平均粒度为20-40μm为白色或浅黄色粉末，由此可以实现聚丙烯酸纳和氯丁橡胶能够更紧密的结合在一起，从而赋予氯丁橡胶特殊保护涂层吸水、保水的性能，提高雨刷胶条唇部的润滑性能，因此本发明在使用过程中，会在汽车挡风玻璃的表面刷出一层薄且均匀水膜，在保证光线顺利穿过挡风玻璃而不会产生折射和弯曲变形的情形下，还可以避免干刮而导致的雨刷胶条的过快磨损。

在步骤S3中，还可以在喷涂原料中加入色粉等其他辅料，以将整个保护涂层调节成不同的颜色，即可以将喷涂原料只作为喷涂操作的主要成分，同时配合其他附加成分，以使得整个保护涂层具有更多的性能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种可预防干刮的雨刷，其特征在于，包括雨刷胶条和涂覆于雨刷胶条唇部上的保护涂层，所述雨刷胶条为不饱和型橡胶材料制成，所述保护涂层的配方为100重量份的氯丁橡胶，5-15重量份的甲基丙烯酸酯，0.9-1.2重量份的过氧化苯甲酰，10-30重量份的炭黑，10-30重量份的聚丙烯酸钠，2.0-6.0重量份的过氧化二异丙苯，0.5-2.0重量份的HVA-2。

2.根据权利要求1所述的一种可预防干刮的雨刷，其特征在于，所述雨刷胶条的成型材料为天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶或丁腈橡胶中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种可预防干刮的雨刷，其特征在于，所述保护涂层的厚度为80-120μm。

4.一种权利要求1-3任一项所述的可预防干刮的雨刷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、雨刷胶条表面氯化处理：雨刷胶条经混炼、硫化、模压成型后，将雨刷胶条的唇部浸渍在三氯异氰尿酸或次氯酸钠的酸溶液中氯化处理，然后用纯水反复洗涤；

S2、保护涂层的喷涂原料的制备：将氯丁橡胶放入开炼机中，并依次加入甲基丙烯酸酯和过氧化苯甲酰，打三角包薄通6次并左右切割翻炼2次，再依次加入炭黑、聚丙烯酸纳、过氧化二异丙苯和HVA-2，打三角包薄通6次并左右切割翻炼2次下片，置于平板硫化机上硫化，硫化完成后再放入旋盘式粉碎机中粉碎成橡胶粉末，即得到喷涂原料；

S3、在雨刷胶条表面喷涂保护涂层：利用静电喷涂的方式，在经步骤S1处理后的雨刷胶条的唇部喷涂步骤S2所得到的喷涂原料，并放入烤箱中烘干，即得到可预防干刮的雨刷。

5.根据权利要求4所述的可预防干刮的雨刷的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中三氯异氰尿酸或次氯酸钠的酸溶液为三氯异氰尿酸或次氯酸钠、酸、溶剂的混合物，所述混合物中三氯异氰尿酸或次氯酸钠的质量百分含量为1-3wt％，酸的质量百分含量为0.5-2wt％。

6.根据权利要求5所述的可预防干刮的雨刷的制备方法，其特征在于，所述酸为盐酸、硫酸、醋酸、磷酸、硼酸中的一种。

7.根据权利要求5所述的可预防干刮的雨刷的制备方法，其特征在于，所述溶剂为酯类溶剂或是酮类溶剂。

8.根据权利要求4所述的可预防干刮的雨刷的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中平板硫化机的硫化条件为160℃/10MPa×tc90，硫化后停放24h，再放入旋盘式粉碎机中粉碎成橡胶粉末。

9.根据权利要求4所述的可预防干刮的雨刷的制备方法，其特征在于，所述步骤S2还包括将所得喷涂原料进行筛选，选出直径为5-60μm的喷涂原料作为最终喷涂用料。

10.根据权利要求4所述的可预防干刮的雨刷的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中烤箱的烘烤温度为150-180℃。