CN106905620A - 汽车密封条胶料及汽车密封条 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车密封条胶料，包括以下重量份原料组分：三元乙丙橡胶50‑60份、氯丁橡胶20‑30份、热塑性聚氨酯弹性体30‑40份、白炭黑15‑25份、经γ‑氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维10‑20、碳酸钙5‑10份、促进剂Z 3‑5份、促进剂D 2‑4份、促进剂M 2‑4份、润滑分散剂1‑3份、交联剂1‑3份、防老剂1‑3份；并经过特定步骤对原料组分进行混合、处理，保证反应的顺利、高效进行，以获得具有极其优异密封性能、耐受性能、抗压缩变形性能和力学性能的汽车密封条胶料，极大提高了汽车密封条的使用性能和使用寿命。本发明提供的汽车密封条，还可使密封条呈现出更多的色彩和纹路，满足汽车的装饰设计和性能需求的发展，促进汽车密封条领域的进步。

Description

汽车密封条胶料及汽车密封条
技术领域
本发明涉及汽车密封条技术领域，尤其涉及汽车密封条胶料，以及由该密封条胶料获得的一种汽车密封条。
背景技术
密封条是用于密封并起到减震、防水、隔音、隔热、防尘、固定等作用的产品，从80年代起密封条先后被应用到汽车、门窗、机柜、冰箱、集装箱等各种行业，并根据不同行业的要求，先后研发出了特有的汽车密封条、机械密封条、门窗密封条等产品。汽车整车质量的一项重要指标是密封性，而汽车密封条产品正是决议这一指标优劣的重要零部件之一。汽车密封条被普遍应用于汽车前后风挡、车门、车窗、座椅、天窗、发动机舱、后备箱等车身部位，除具有密封、减震、防水、防尘、隔音、装饰等功用外还起到填补车身部件之间的间隙，弥补装配误差等作用，对司乘人员及整车起到保护和维护。由于汽车在使用中受一年四季外界环境的影响，汽车密封条常因高温、低温、强光照射及恶劣环境的腐蚀，容易发生变形和老化等现象，严重影响了密封条的密封性能、减震性能和使用寿命，进而影响汽车的使用安全性，不仅属于汽车配件中的易耗品，还成为影响汽车使用安全的不稳定因素。目前汽车密封条主要由三元乙丙橡胶(EPDM)的密实橡胶与海绵橡胶复合而成，以满足使用性能方面如弹性、抗压缩变形、耐老化、耐臭氧、耐化学作用、较宽的使用温度范围(-40℃～+120℃)等的要求，随着汽车性能的发展，对具有高密封性、高耐受性和高抗压缩变形性密封条的需求日益增强，对高性能密封条的材质研究成为本领域的发展趋势。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种汽车密封条胶料，包括以下重量份原料组分：三元乙丙橡胶50-60份、氯丁橡胶20-30份、热塑性聚氨酯弹性体30-40份、白炭黑15-25份、经γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维10-20、碳酸钙5-10份、促进剂Z 3-5份、促进剂D 2-4份、促进剂M 2-4份、润滑分散剂1-3份、交联剂1-3份、防老剂1-3份；
按照以下步骤制备：
a、获取经γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维；
b、将捏炼机预热后加入三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和经γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维，150-160℃炼制10-20min；
c、然后加入各促进剂、润滑分散剂、交联剂和防老剂，180-200℃炼制10-20min；
d、最后加入热塑性聚氨酯弹性体、白炭黑和碳酸钙，210-230℃炼制15-20min，得到汽车密封条胶料。
为提高汽车密封条的密封性能、耐受性能和抗压缩变形性能，本发明从密封条胶料的原料组成入手，在传统汽车密封条原料三元乙丙橡胶的基础上，配合氯丁橡胶和热塑性聚氨酯弹性体，使得到的胶料材料形成复合交联结构，进而使其在后续加工中易于与常规硫化体系交联，从而赋予胶料极其优异的密封性能和抗压缩变形性能，同时由于耐老化的氯丁橡胶和具有特殊软段硬段并存结构的热塑性聚氨酯弹性体的引入，使胶料材料的耐老化、耐油、耐化学作用、耐温度影响及弹性等方面的性能都得到显著增强，极大提高密封条的使用性能和使用寿命。在密封条胶料三大原料的配合作用下，再加入白炭黑、改性的硅烷化玻璃纤维和碳酸钙，以增强胶料的力学性能、力学强度和纤维性。此外，再配以各促进剂、润滑分散剂、交联剂、防老剂等辅助原料，促进胶料材料在形成交联结构过程各原料的分散与结合，维持各原料的稳定，以得到具有优异性能的胶料材料，满足汽车密封条的发展需求，促进汽车密封条领域的发展。为实现胶料的制备，通过限定各原料组分的混合顺序与分步炼制温度及时间，来保证在胶料的生产反应中各原料组分间能够充分分散与结合，促进反应的顺利、高效进行，和复合交联结构的形成，避免副反应的发生和副产物的干扰，实现对密封条胶料密封性能、耐受性能、抗压缩变形性能的优化，增强力学性能，以提供可满足高性能要求的汽车密封条胶料。
作为对上述技术方案的限定，所述润滑分散剂为亚乙基双硬脂酰胺(EBS)、苄基萘磺酸甲醛缩合物(CNF)或分散剂FC-303中的至少一种。
作为对上述技术方案的限定，所述交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)、三烯基甲基三异氰脲酸脂(TAIC)或交联剂H631中的至少一种。
作为对上述技术方案的限定，所述防老剂为防老剂D、防老剂RD、防老剂DNP或防老剂NBC中的至少一种。
进一步限定润滑分散剂、交联剂、防老剂等辅料的物质种类，以获得性能更优异、更稳定的汽车密封条胶料。
作为对上述技术方案的限定，所述经γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维按以下步骤获得：
将玻璃纤维的短切丝在550-600℃下烧制30-40min，待冷却后浸入到γ-氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液中，浸渍20-25min后进行超声处理，设置超声功率400W，于室温下对浸有玻璃纤维的γ-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液超声振荡20-25min，最后取出玻璃纤维，干燥得到由γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的玻璃纤维。
作为对上述技术方案的限定，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液的浓度为0.6-1mol/L。
进一步限定硅烷化玻璃纤维的改性处理方式及处理条件，以更利于玻璃纤维与胶料主原料间的反应和结构的交联，形成性能更稳定的胶料材料。
一种汽车密封条，包括由如上所述的汽车密封条胶料制成的本体结构，以及在所述本体结构外周包裹设置的热塑性聚氨酯膜的膜结构
由本发明的密封条胶料制备汽车密封条的本体结构，进一步在本体结构外周包裹由热塑性聚氨酯膜形成的膜结构，通过热塑性聚氨酯膜对胶料材料的包裹，由于膜材料的防水、透气、防腐蚀性能和具备的多色彩性，不仅可以使汽车密封条具有更好的耐油性、耐腐蚀性、延长使用寿命等优势，还可使密封条呈现出更多的色彩和纹路，满足汽车装饰的更多设计。
综上所述，采用本发明的技术方案，从汽车密封条胶料的原料组成入手，在传统汽车密封条原料三元乙丙橡胶的基础上，配合氯丁橡胶和热塑性聚氨酯弹性体为三大主料，再加入白炭黑、改性的硅烷化玻璃纤维和碳酸钙，配以各促进剂、润滑分散剂、交联剂、防老剂等辅助原料，同时在制备方法中限定各原料组分的混合顺序与分步炼制温度及时间，使原料组分间形成复合交联结构，保证反应的顺利、高效进行，使获得的胶料具有极其优异的密封性能、抗压缩变形性能，和显著增强的耐老化、耐油、耐化学作用、耐温度影响及弹性等方面的性能，以及增强的力学性能、力学强度和纤维性，从而极大提高密封条的使用性能和使用寿命。该制备过程简单，控制稳定，能够提供可满足高性能要求的汽车密封条胶料。由本发明的密封条胶料制备的汽车密封条，通过热塑性聚氨酯膜对胶料材料的包裹，不仅可以使汽车密封条具有更好的耐油性、耐腐蚀性、延长使用寿命等优势，还可使密封条呈现出更多的色彩和纹路，满足汽车的装饰设计和性能需求的发展，促进汽车密封条领域的进步。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例涉及一种汽车密封条及其制备。
实施例1.1
一种汽车密封条胶料，包括以下原料组分：三元乙丙橡胶56份，氯丁橡胶23份，热塑性聚氨酯弹性体35份，白炭黑21份、经γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维12份、碳酸钙6份、促进剂Z 3份、促进剂D 3份、促进剂M 4份、润滑剂EBS 1份、分散剂FC-303 1份、交联剂DCP 3份、防老剂D 1份、防老剂RD 1份；
其制备按以下步骤进行：
a、获取经γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维：
将玻璃纤维(使用普通玻璃纤维，其抗拉强度在标准状态下为6.3-6.9g/d，湿润状态5.4-5.8g/d，密度2.54g/cm3)的短切丝在550-600℃下烧制30min，待冷却后浸入到浓度为0.8mol/Lγ-氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液中，浸渍20-25min后进行超声处理，设置超声功率400W，于室温下对浸有玻璃纤维的γ-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液超声振荡20-25min，最后取出玻璃纤维，干燥得到由γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的玻璃纤维；
b、将捏炼机预热后加入三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和经γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维，150-160℃炼制12min；
c、然后加入各促进剂、润滑分散剂、交联剂和防老剂，180-190℃炼制15min；
d、最后加入热塑性聚氨酯弹性体、白炭黑和碳酸钙，210-220℃炼制19min，得到密封条胶料。
将获得的密封条胶料通过挤出机成形，得到汽车密封条。为进一步优化汽车密封条的使用性能和美观性，以经由挤出机成形的密封条胶料作为汽车密封条的本体结构，在本体结构外周还可包裹一层热塑性聚氨酯膜，形成膜结构，膜结构与本体结构经压膜机压合成为一体，得到新型的汽车密封条，由于该膜材料的防水、透气、防腐蚀性能和可具备的多色彩性，不仅可以使汽车密封条具有更好的耐油性、耐腐蚀性、延长使用寿命等优势，还可使密封条呈现出更多的色彩和纹路，满足汽车装饰的更多设计。
实施例1.2
一种汽车密封条胶料，包括以下原料组分：三元乙丙橡胶52份，氯丁橡胶26份，热塑性聚氨酯弹性体38份，白炭黑18份、经γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维16份、碳酸钙8份、促进剂Z 4份、促进剂D 2份、促进剂M 3份、润滑剂CNF 3份、交联剂TAIC 1份、交联剂H631 2份、防老剂NBC 3份；
其制备按以下步骤进行：
a、获取经γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维：
将玻璃纤维(使用普通玻璃纤维，其抗拉强度在标准状态下为6.3-6.9g/d，湿润状态5.4-5.8g/d，密度2.54g/cm3)的短切丝在550-600℃下烧制35min，待冷却后浸入到浓度为0.7mol/Lγ-氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液中，浸渍20-25min后进行超声处理，设置超声功率400W，于室温下对浸有玻璃纤维的γ-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液超声振荡20-25min，最后取出玻璃纤维，干燥得到由γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的玻璃纤维；
b、将捏炼机预热后加入三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和经γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维，150-160℃炼制14min；
c、然后加入各促进剂、润滑分散剂、交联剂和防老剂，190-200℃炼制12min；
d、最后加入热塑性聚氨酯弹性体、白炭黑和碳酸钙，220-230℃炼制17min，得到密封条胶料。
将获得的密封条胶料可制成常规的汽车密封条使用，也可制成汽车密封条的本体结构，在本体结构外周包裹热塑性聚氨酯膜，得到具有本体结构和膜结构的新型汽车密封条。
实施例1.3
一种汽车密封条胶料，包括以下原料组分：三元乙丙橡胶58份，氯丁橡胶30份，热塑性聚氨酯弹性体31份，白炭黑24份、经γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维19份、碳酸钙5份、促进剂Z 4份、促进剂D 4份、促进剂M 3份、润滑剂EBS 1份、润滑剂CNF 1份、交联剂DCP 1份、交联剂H631 1份、防老剂D 1份、防老剂RD 1份、防老剂DNP 1份；
其制备按以下步骤进行：
a、获取经γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维：
将玻璃纤维(使用普通玻璃纤维，其抗拉强度在标准状态下为6.3-6.9g/d，湿润状态5.4-5.8g/d，密度2.54g/cm3)的短切丝在550-600℃下烧制38min，待冷却后浸入到浓度为0.9mol/Lγ-氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液中，浸渍20-25min后进行超声处理，设置超声功率400W，于室温下对浸有玻璃纤维的γ-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液超声振荡20-25min，最后取出玻璃纤维，干燥得到由γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的玻璃纤维；
b、将捏炼机预热后加入三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和经γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维，150-160℃炼制13min；
c、然后加入促进剂、润滑分散剂、交联剂和防老剂，180-190℃炼制16min；
d、最后加入热塑性聚氨酯弹性体、白炭黑和碳酸钙，215-225℃炼制20min，得到密封条胶料。
将获得的密封条胶料可制成常规的汽车密封条使用，也可制成汽车密封条的本体结构，在本体结构外周包裹热塑性聚氨酯膜，得到具有本体结构和膜结构的新型汽车密封条。
实施例二
本实施例涉及实施例一获得的汽车密封条胶料的性能评价，检测包括硬度、拉伸强度、拉断伸长率、压缩永久变形和脆性温度等基本性能，检测结果如下表所示：
由上表数据可见，本发明的汽车密封条胶料具有极其优异的弹性、密封性、抗压缩变形性、和显著的耐老化、耐腐蚀等耐受性能，以及增强的力学强度、纤维性等力学性能，从而极大提高汽车密封条的使用性能和使用寿命，可满足高性能汽车密封条的要求。
对比例
本对比例涉及不同制备步骤对汽车密封条胶料的影响。
采用与实施例1.1相同的原料组分，制备按以下步骤进行：
A、γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维：
将普通玻璃纤维的短切丝浸入到浓度为0.9mol/L的γ-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液中，浸渍1h，取出、干燥得到由γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的玻璃纤维；
B、将捏炼机预热后加入三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和热塑性聚氨酯弹性体，150-160℃炼制13min；
C、然后加入促进剂、润滑分散剂、交联剂和防老剂，180-190℃炼制16min；
D、最后加入经γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维、白炭黑和碳酸钙，215-225℃炼制20min，出料，得到的胶料存在不均一的质量问题，经由挤出机制得的汽车密封条，在拉伸强度和拉伸伸长率性能方面大幅度下降，不能满足行业标准。
与对比例比较可见，本发明汽车密封条胶料，通过限定各原料组分的混合顺序与分步炼制温度及时间，促进各原料的充分分散与结合，保证反应的顺利、高效进行，以形成复合交联结构，显著提高密封性能、耐受性能、抗压缩变形性能，和力学性能，提供可满足高性能要求的汽车密封条胶料。
综上所述，本发明的汽车密封条胶料，从原料配方和制备方法两方面同时进行优化，获得的密封条胶料具有极其优异的密封性能、抗压缩变形性能，和显著增强的耐老化、耐油、耐化学作用、耐温度影响及弹性等性能，以及增强的力学性能、力学强度和纤维性，从而极大提高密封条的使用性能和使用寿命。由本发明的密封条胶料制备的新型汽车密封条，通过热塑性聚氨酯膜对胶料材料的包裹，不仅可以使汽车密封条具有更好的耐油性、耐腐蚀性、延长使用寿命等优势，还可使密封条呈现出更多的色彩和纹路，满足汽车的装饰设计和性能需求的发展，促进汽车密封条领域的进步。

Claims (7)

1.一种汽车密封条胶料，其特征在于，包括以下重量份原料组分：三元乙丙橡胶50-60份、氯丁橡胶20-30份、热塑性聚氨酯弹性体30-40份、白炭黑15-25份、经γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维10-20、碳酸钙5-10份、促进剂Z 3-5份、促进剂D 2-4份、促进剂M 2-4份、润滑分散剂1-3份、交联剂1-3份、防老剂1-3份；
按照以下步骤制备：
a、获取经γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维；
b、将捏炼机预热后加入三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和经γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维，150-160℃炼制10-20min；
c、然后加入各促进剂、润滑分散剂、交联剂和防老剂，180-200℃炼制10-20min；
d、最后加入热塑性聚氨酯弹性体、白炭黑和碳酸钙，210-230℃炼制15-20min，得到汽车密封条胶料。
2.根据权利要求1所述的汽车密封条胶料，其特征在于：所述润滑分散剂为亚乙基双硬脂酰胺、苄基萘磺酸甲醛缩合物或分散剂FC-303中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的汽车密封条胶料，其特征在于：所述交联剂为过氧化二异丙苯、三烯基甲基三异氰脲酸脂或交联剂H631中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的汽车密封条胶料，其特征在于：所述防老剂为防老剂D、防老剂RD、防老剂DNP或防老剂NBC中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的汽车密封条胶料，其特征在于：所述经γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面改性的硅烷化玻璃纤维按以下步骤获得：
将玻璃纤维的短切丝在550-600℃下烧制30-40min，待冷却后浸入到γ-氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液中，浸渍20-25min后进行超声处理，设置超声功率400W，于室温下对浸有玻璃纤维的γ-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液超声振荡20-25min，最后取出玻璃纤维，干燥得到由γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的玻璃纤维。
6.根据权利要求5所述的汽车密封条胶料，其特征在于：所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液的浓度为0.6-1mol/L。
7.一种汽车密封条，其特征在于：包括由权利要求1至6中任一项所述的汽车密封条胶料制成的本体结构，以及在所述本体结构外周包裹设置的热塑性聚氨酯膜的膜结构。
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