CN109082013A - 一种用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料及制备方法 - Google Patents

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CN109082013A CN201810602383.8A CN201810602383A CN109082013A CN 109082013 A CN109082013 A CN 109082013A CN 201810602383 A CN201810602383 A CN 201810602383A CN 109082013 A CN109082013 A CN 109082013A
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刘瑞
魏锋
潘成
许稳强
张远
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Abstract

本发明公开一种用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料及制备方法，一种用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料由三元乙丙橡胶，聚丙烯，弹性体，填充油，相容剂，硫化剂，促进剂，防老剂，润滑剂，防霉剂和加工助剂组成。一种用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：称重，混合密炼，塑炼，挤出成型。本发明材料耐油性好，机械力学性能好，耐光性好，耐老化收缩性能好，极易加工，成型率高，能耗低，密封性好，使用寿命长，不含邻苯二甲酸盐生产加工过程无异味，对人体无害能够进行二次加工，尺寸稳定性好，适合在制作洗碗机密封条上推广使用。

Description

一种用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料及制备方法
技术领域
本发明涉及热塑性硫化橡胶材料及制备方法领域，具体属于一种用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料及制备方法。
背景技术
传统的洗碗机密封条通常是由三元乙丙橡胶(EPDM)制备而成。三元乙丙橡胶(EPDM)材料具有极好的耐热性，抗老化性好，压缩变形性能良好。但是用于洗碗机密封条材料存在以下缺点：1.发泡三元乙丙橡胶(EPDM)材料需要先后进行硫化和发泡两道加工工序，加工过程复杂；2.对于三元乙丙橡胶(EPDM)材料，其硫化和发泡工艺均不稳定，废品率高，且已经成型后的材料不能再进行二次加工，导致三元乙丙橡胶(EPDM)型密封条成本高于其他材料。
相对于上述所说的问题来说，热塑性硫化橡胶(TPV)材料环保安全无毒，热塑性硫化橡胶(TPV)硬度范围比三元乙丙橡胶硬度范围大，邵氏硬度大约从25A～120A，热塑性硫化橡胶(TPV)材料在-60℃～150℃可正常使用。热塑性硫化橡胶(TPV)材料具有优良的着色性，耐候性，抗疲劳性，耐温性，手感和天然橡胶极其相似，能够进行二次加工，成本低。为此，本发明提供了一种用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料及制备方法。同时，本发明材料耐油性好，本发明材料组分中有三元乙丙橡胶、弹性体、填充油为白油、聚丙烯等，其中填充油为白油，白油能够降低三元乙丙橡胶的粘度，提高熔体的流动性；三元乙丙橡胶及弹性体能够提高本发明材料的整体耐油性能。
发明内容
本发明目的是提供一种用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料及制备方法，可解决上述背景技术中提到的问题。同时，本发明材料耐油性好，机械力学性能好，耐光性好，耐老化收缩性能好，极易加工，成型率高，能耗低，密封性好，使用寿命长，不含邻苯二甲酸盐生产加工过程无异味，对人体无害能够进行二次加工，尺寸稳定性好，适合在制作洗碗机密封条上推广使用。
本发明所采用的技术方案如下：
一种用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料，其特征在于由三元乙丙橡胶，聚丙烯，弹性体，填充油，相容剂，硫化剂，促进剂，防老剂，润滑剂，防霉剂和加工助剂组成，其中各个组分的重量比例为：三元乙丙橡胶为100份，聚丙烯为25～55份，弹性体为20～70份，填充油为20～80份，相容剂为0～10份，硫化剂为0.5～10份，促进剂为0.5～5份，防老剂为0.3～1份，润滑剂为1～5份，防霉剂为0～0.5份，加工助剂为1～5份，所述三元乙丙橡胶为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物，所述聚丙烯为均聚聚丙烯，所述弹性体为乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的至少一种，其中乙烯-醋酸乙烯共聚物弹性体中乙烯乙酸酯的含量为8％～26％，所述填充油为直链烷烃的白油，其闪点大于200℃，所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MA)和聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MA)中的至少一种，所述硫化剂为硫磺、一氧化铅、过氧化二异丙苯(DCP)中的至少一种，所述促进剂为含硫促进剂N,N’-四甲基二硫双硫羰胺(TMTD)、促进剂2、2'-二硫代二苯并噻唑(DM)、促进剂N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(NS)中的至少一种,所述防老剂为防老剂2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体(RD)、防老剂乙氧基喹啉(AW)、抗氧剂2246(2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚))中的至少一种，所述润滑剂为硅酮母粒、硬脂酸、石蜡、PE蜡、硬脂酸甘油酯、油酸酰胺中的至少一种，所述防霉剂为10,10’-氧代双吩恶砒(OBPA)和(4，5-二氯-N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮)异噻唑啉酮衍生物(DCOIT)中的至少一种，所述加工助剂为ZnO类颜料、其它无机颜料、有机颜料和染料中的至少一种。
采用上述的一种用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料的制备方法，其具体步骤为：
步骤一：称重：将各组分按照权利要求1中的份数范围，精确称重；
步骤二：混合密炼：将按照权利要求1中的份数范围，精确称重后的三元乙丙橡胶，聚丙烯，弹性体，部分填充油，相容剂，防老剂，润滑剂，防霉剂和加工助剂投入高速混合机中，高速混合机的转速设置为500～800r/min，混合时间为10min，混合完成后，将混合料放入密炼机中进行密炼，密炼机的密炼温度设置为120～170℃，密炼时间设置为15～30min,得到预混料；
步骤三：塑炼：将步骤二得到预混料与硫化剂促进剂共同混合后，投入双螺杆造粒机中进行塑炼，双螺杆造粒机塑炼温度的参数设置为一区温度为165℃，二区温度为170℃，三区温度为175℃，四区温度为175℃，五区温度为180℃，六区温度为185℃，七区温度为190℃，八区温度为190℃，机头温度为185℃，同时调整好双螺杆造粒机的助油口，在助油口处加入剩余的填充油，主机转速为150～300r/min，硫化时间为30～50min,得到热塑性硫化橡胶粒料；
步骤四：挤出成型：将步骤三双螺杆造粒机制得的热塑性硫化橡胶粒料，通过单螺杆挤出机进行挤出成型，制成洗碗机密封条。其中：单螺杆挤出机螺杆前段温度为160℃，中段温度为165℃，后端温度为170℃，连接段温度为175℃，机头温度为185℃，螺杆转速为200r/min，牵引速度为350r/min。
与已有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明解决传统的洗碗机密封条通常是由三元乙丙橡胶(EPDM)制备而成，所存在的缺点。提供了一种用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料，达到了用热塑性硫化橡胶材料制作洗碗机密封条的成型率高，耐油性能好的目的。本发明中的洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料由三元乙丙橡胶，聚丙烯，弹性体，填充油，相容剂，硫化剂，促进剂，防老剂，润滑剂，防霉剂和加工助剂组成。其中：所述弹性体为乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的至少一种，乙烯-醋酸乙烯共聚物弹性体中乙烯乙酸酯的含量为8％～26％，具有弹性好的特点，与其他橡胶相容性好，加工性能好，耐油性好和熔融指数高；所述填充油为直链烷烃的白油，填充油闪点大于200℃，具有致敏性低和封闭性好，环保无毒，与橡胶材料相容性好，能够用于热塑性橡胶中非极性橡胶类。
同时，(1)本发明提供的用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料具有抗老化，耐油性，耐热性的特点，使用温度范围为-60～150℃，由此粒料制作的洗碗机密封条能够提高洗碗机的整体密封性能，降低了能耗，延长了使用寿命；(2)本发明材料中不含邻苯二甲酸盐，生产加工过程无异味，对人体无害，能够进行二次加工；(3)本发明中填充油为白油，其挥发性低，能够提高弹性体的抗氧化降解性能，有助于防止老化收缩，提高了材料的整体使用寿命；(4)本发提供的用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料机械力学性能强，尺寸稳定性好，耐油性优异，经试验研究结果表明：其拉伸强度≥10MPa，断裂伸长率≥600％，耐油体积变化率≤25％，耐油硬度变化率≤20％，耐油拉伸强度变化率≤30％，耐油断裂伸长率变化率≤20％。本发明材料耐油性好，机械力学性能好，耐光性好，耐老化收缩性能好，极易加工，成型率高，能耗低，密封性好，使用寿命长，不含邻苯二甲酸盐生产加工过程无异味，对人体无害能够进行二次加工，尺寸稳定性好，适合在制作洗碗机密封条上推广使用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明，对本发明实施例中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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。
下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料，其特征在于由三元乙丙橡胶，聚丙烯，弹性体，填充油，相容剂，硫化剂，促进剂，防老剂，润滑剂，防霉剂和加工助剂组成，其中各个组分的重量比例为：三元乙丙橡胶为100份，聚丙烯为25～55份，弹性体为20～70份，填充油为20～80份，相容剂为0～10份，硫化剂为0.5～10份，促进剂为0.5～5份，防老剂为0.3～1份，润滑剂为1～5份，防霉剂为0～0.5份，加工助剂为1～5份，所述三元乙丙橡胶为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物，所述聚丙烯为均聚聚丙烯，所述弹性体为乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的至少一种，其中乙烯-醋酸乙烯共聚物弹性体中乙烯乙酸酯的含量为8％～26％，所述填充油为直链烷烃的白油，其闪点大于200℃，所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MA)和聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MA)中的至少一种，所述硫化剂为硫磺、一氧化铅、过氧化二异丙苯(DCP)中的至少一种，所述促进剂为含硫促进剂N,N’-四甲基二硫双硫羰胺(TMTD)、促进剂2、2'-二硫代二苯并噻唑(DM)、促进剂N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(NS)中的至少一种,所述防老剂为防老剂2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体(RD)、防老剂乙氧基喹啉(AW)、抗氧剂2246(2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚))中的至少一种，所述润滑剂为硅酮母粒、硬脂酸、石蜡、PE蜡、硬脂酸甘油酯、油酸酰胺中的至少一种，所述防霉剂为10,10’-氧代双吩恶砒(OBPA)和(4，5-二氯-N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮)异噻唑啉酮衍生物(DCOIT)中的至少一种，所述加工助剂为ZnO类颜料、其它无机颜料、有机颜料和染料中的至少一种。
采用上述的一种用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料的制备方法，其具体步骤为：
步骤一：称重：将各组分按照权利要求1中的份数范围，精确称重；
步骤二：混合密炼：将按照权利要求1中的份数范围，精确称重后的三元乙丙橡胶，聚丙烯，弹性体，部分填充油，相容剂，防老剂，润滑剂，防霉剂和加工助剂投入高速混合机中，高速混合机的转速设置为500～800r/min，混合时间为10min，混合完成后，将混合料放入密炼机中进行密炼，密炼机的密炼温度设置为120～170℃，密炼时间设置为15～30min,得到预混料；
步骤三：塑炼：将步骤二得到预混料与硫化剂促进剂共同混合后，投入双螺杆造粒机中进行塑炼，双螺杆造粒机塑炼温度的参数设置为一区温度为165℃，二区温度为170℃，三区温度为175℃，四区温度为175℃，五区温度为180℃，六区温度为185℃，七区温度为190℃，八区温度为190℃，机头温度为185℃，同时调整好双螺杆造粒机的助油口，在助油口处加入剩余的填充油，主机转速为150～300r/min，硫化时间为30～50min,得到热塑性硫化橡胶粒料；
步骤四：挤出成型：将步骤三双螺杆造粒机制得的热塑性硫化橡胶粒料，通过单螺杆挤出机进行挤出成型，制成洗碗机密封条。其中：单螺杆挤出机螺杆前段温度为160℃，中段温度为165℃，后端温度为170℃，连接段温度为175℃，机头温度为185℃，螺杆转速为200r/min，牵引速度为350r/min。
实施例一：
本发明中一种用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料按如下材料份数称量(重量)：
(表1：)
三元乙丙橡胶 100份
均聚聚丙烯 30份
乙烯-辛烯共聚物 20份
白油 50份
PP-g-MA 5份
硫磺 2份
促进剂NS 1份
防老剂RD 0.3份
硬脂酸 3份
DCOIT 0.2份
加工助剂 3份
将按照(表1：)精确称重后的三元乙丙橡胶，均聚聚丙烯，乙烯-辛烯共聚物，部分白油，相容剂PE-g-MA，防老剂RD，硬脂酸，防霉剂DCOIT和加工助剂投入高速混合机中，高速混合机的转速设置为500～800r/min，混合时间为10min，混合完成后，将混合料放入密炼机中进行密炼，密炼机的密炼温度设置为120～170℃，密炼时间设置为15～30min,得到预混料；
将得到预混料与硫化剂硫磺促进剂NS共同混合后，投入双螺杆造粒机中进行塑炼，双螺杆造粒机塑炼温度的参数设置为一区温度为165℃，二区温度为170℃，三区温度为175℃，四区温度为175℃，五区温度为180℃，六区温度为185℃，七区温度为190℃，八区温度为190℃，机头温度为185℃，同时调整好双螺杆造粒机的助油口，在助油口处加入剩余的白油，主机转速为150～300r/min，硫化时间为30～50min,得到热塑性硫化橡胶粒料；
将双螺杆造粒机制得的热塑性硫化橡胶粒料，通过单螺杆挤出机进行挤出成型，制成洗碗机密封条。其中：单螺杆挤出机螺杆前段温度为160℃，中段温度为165℃，后端温度为170℃，连接段温度为175℃，机头温度为185℃，螺杆转速为200r/min，牵引速度为350r/min。
实施例二：
(表2：)
三元乙丙橡胶 100份
均聚聚丙烯 30份
乙烯-辛烯共聚物 20份
白油 50份
PE-g-MA 5份
一氧化铅 6份
促进剂TMTD 1.5份
防老剂AW 0.5份
PE蜡 2份
油酸酰胺 2份
OBPA 0.2份
加工助剂 2.7份
将按照(表2：)精确称重后的三元乙丙橡胶，均聚聚丙烯，乙烯-辛烯共聚物，部分白油，相容剂PE-g-MA，防老剂AW，PE蜡，油酸酰胺，防霉剂(OBPA)和加工助剂投入高速混合机中，高速混合机的转速设置为500～800r/min，混合时间为10min，混合完成后，将混合料放入密炼机中进行密炼，密炼机的密炼温度设置为120～170℃，密炼时间设置为15～30min,得到预混料；
将得到预混料与硫化剂一氧化铅促进剂TMTD共同混合后，投入双螺杆造粒机中进行塑炼，双螺杆造粒机塑炼温度的参数设置为一区温度为165℃，二区温度为170℃，三区温度为175℃，四区温度为175℃，五区温度为180℃，六区温度为185℃，七区温度为190℃，八区温度为190℃，机头温度为185℃，同时调整好双螺杆造粒机的助油口，在助油口处加入剩余的白油，主机转速为150～300r/min，硫化时间为30～50min,得到热塑性硫化橡胶粒料；
将双螺杆造粒机制得的热塑性硫化橡胶粒料，通过单螺杆挤出机进行挤出成型，制成洗碗机密封条。其中：单螺杆挤出机螺杆前段温度为160℃，中段温度为165℃，后端温度为170℃，连接段温度为175℃，机头温度为185℃，螺杆转速为200r/min，牵引速度为350r/min。
实施例三：
(表3：)
将按照(表3：)精确称重后的三元乙丙橡胶，均聚聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物，部分白油，相容剂PP-g-MA，抗氧剂2246，硬脂酸，防霉剂(DCOIT)和加工助剂投入高速混合机中，高速混合机的转速设置为500～800r/min，混合时间为10min，混合完成后，将混合料放入密炼机中进行密炼，密炼机的密炼温度设置为120～170℃，密炼时间设置为15～30min,得到预混料；
将得到预混料与硫化剂DCP促进剂DM共同混合后，投入双螺杆造粒机中进行塑炼，双螺杆造粒机塑炼温度的参数设置为一区温度为165℃，二区温度为170℃，三区温度为175℃，四区温度为175℃，五区温度为180℃，六区温度为185℃，七区温度为190℃，八区温度为190℃，机头温度为185℃，同时调整好双螺杆造粒机的助油口，在助油口处加入剩余的白油，主机转速为150～300r/min，硫化时间为30～50min,得到热塑性硫化橡胶粒料；
将双螺杆造粒机制得的热塑性硫化橡胶粒料，通过单螺杆挤出机进行挤出成型，制成洗碗机密封条。其中：单螺杆挤出机螺杆前段温度为160℃，中段温度为165℃，后端温度为170℃，连接段温度为175℃，机头温度为185℃，螺杆转速为200r/min，牵引速度为350r/min。
将上述实施例一～实施例三制得的热塑性硫化橡胶材料按照行业标准分别对其硬度、拉伸强度、断裂伸长率、耐油性硬度变化率、体积变化率、拉伸强度和耐油性断裂伸长率进行测定，其测试数据如下表所示：
(表4：)实施例一～实施例三中热塑性硫化橡胶(TPV)材料性能测试结果：
从上表中的数据可以看出，本发明的实施例一～实施例三制备的各种用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶(TPV)材料的硬度、拉伸强度、断裂伸长率、耐油性硬度变化率、体积变化率、拉伸强度和耐油性断裂伸长率均符合相关检测标准的要求，所制得的热塑性硫化橡胶(TPV)粒料的性能优良，具有机械性能好、耐油性好的特点，使用范围较广。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料，其特征在于由三元乙丙橡胶，聚丙烯，弹性体，填充油，相容剂，硫化剂，促进剂，防老剂，润滑剂，防霉剂和加工助剂组成，其中各个组分的重量比例为：三元乙丙橡胶为100份，聚丙烯为25～55份，弹性体为20～70份，填充油为20～80份，相容剂为0～10份，硫化剂为0.5～10份，促进剂为0.5～5份，防老剂为0.3～1份，润滑剂为1～5份，防霉剂为0～0.5份，加工助剂为1～5份，所述三元乙丙橡胶为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物，所述聚丙烯为均聚聚丙烯，所述弹性体为乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的至少一种，其中乙烯-醋酸乙烯共聚物弹性体中乙烯乙酸酯的含量为8％～26％，所述填充油为直链烷烃的白油，其闪点大于200℃，所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MA)和聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MA)中的至少一种，所述硫化剂为硫磺、一氧化铅、过氧化二异丙苯(DCP)中的至少一种，所述促进剂为含硫促进剂N,N’-四甲基二硫双硫羰胺(TMTD)、促进剂2、2'-二硫代二苯并噻唑(DM)、促进剂N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(NS)中的至少一种,所述防老剂为防老剂2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体(RD)、防老剂乙氧基喹啉(AW)、抗氧剂2246(2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚))中的至少一种，所述润滑剂为硅酮母粒、硬脂酸、石蜡、PE蜡、硬脂酸甘油酯、油酸酰胺中的至少一种，所述防霉剂为10,10’-氧代双吩恶砒(OBPA)和(4，5-二氯-N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮)异噻唑啉酮衍生物(DCOIT)中的至少一种，所述加工助剂为ZnO类颜料、其它无机颜料、有机颜料和染料中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种用于洗碗机密封条热塑性硫化橡胶材料的制备方法，其具体步骤为：
1)称重：将各组分按照权利要求1中的份数范围，精确称重；
2)混合密炼：将按照权利要求1中的份数范围，精确称重后的三元乙丙橡胶，聚丙烯，弹性体，部分填充油，相容剂，防老剂，润滑剂，防霉剂和加工助剂投入高速混合机中，高速混合机的转速设置为500～800r/min，混合时间为10min，混合完成后，将混合料放入密炼机中进行密炼，密炼机的密炼温度设置为120～170℃，密炼时间设置为15～30min,得到预混料；
3)塑炼：将步骤2)得到预混料与硫化剂促进剂共同混合后，投入双螺杆造粒机中进行塑炼，双螺杆造粒机塑炼温度的参数设置为一区温度为165℃，二区温度为170℃，三区温度为175℃，四区温度为175℃，五区温度为180℃，六区温度为185℃，七区温度为190℃，八区温度为190℃，机头温度为185℃，同时调整好双螺杆造粒机的助油口，在助油口处加入剩余的填充油，主机转速为150～300r/min，硫化时间为30～50min,得到热塑性硫化橡胶粒料；
4)挤出成型：将步骤3)双螺杆造粒机制得的热塑性硫化橡胶粒料，通过单螺杆挤出机进行挤出成型，制成洗碗机密封条。其中：单螺杆挤出机螺杆前段温度为160℃，中段温度为165℃，后端温度为170℃，连接段温度为175℃，机头温度为185℃，螺杆转速为200r/min，牵引速度为350r/min。
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