CN109322993A - 一种汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫，包括：垫片基体和形成在所述垫片基体上的密封线，所述垫片基体具有安装孔，所述密封线至少突出形成在所述垫片基体的一面上，所述密封线使用与形成所述垫片基体的热塑性聚酯弹性体的硬度相同或者不同的热塑性聚酯弹性体注塑成型。本发明还提供了一种汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫的制备方法。本发明由于使用热塑性聚酯弹性体形成，边角余料或废品可以通过粉碎回填直接回收利用，而且热塑性聚酯弹性体密封垫强度高，弹性好；适用温度范围广，不易老化，可以长期稳定使用，能够大幅度提高密封可靠性和密封寿命。

Description

一种汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种密封垫，具体涉及一种汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫。
背景技术
热塑性聚酯弹性体(一般简称TPC或TPEE)是一类含有聚酯硬段、脂肪族聚酯或聚醚软段的线型嵌段共聚物。1972年，由美国DuPont公司和日本Toyobo公司率先开发成功，是一种新型高性能热塑性弹性体材料。热塑性聚酯弹性体兼具橡胶优良的弹性和热塑性塑料的易加工性，软硬度可调，设计自由，而且可以直接回收利用，加工简单，适合注塑、吹塑和挤出等加工工艺。由于具有优良弹性、强度高、耐疲劳性能好、耐介质、耐天候、耐高低温等优异特性，在发达国家汽车工业上应用发展很快，用于汽车安全气囊盖板、涡轮增压管路、防尘罩、发动机进气管、电线线缆、消音齿轮、堵塞、减震座、内饰等。但我国热塑性聚酯弹性体在汽车上应用的领域发展相对落后。
汽车发动机、变速器、桥、车身等大总成密封质量问题一直存在并成为困扰汽车品质提高的一个瓶颈，采用热塑性弹性体材料解决汽车密封问题，是一个全新的研究领域。目前发动机、变速器、桥用密封垫普遍采用无石棉混合材料或橡胶纸板复合材料，在高温高压状态下非常容易损坏，出现断裂、碎裂、分层、渗油等问题，造成泄漏。
无石棉混合材料密封垫采用海泡石、水镁石等石棉伴生矿物纤维作为纤维增强材料，代替以往普遍采用的石棉纤维，性能相近，但强度和压缩回弹性能等关键技术指标不如石棉材料。随着中国加入WTO，迎合国际禁用石棉的趋势，石棉密封垫片逐渐禁止使用。但是海泡石、水镁石等矿物纤维无法彻底去除石棉纤维，还有5％～20％的石棉含量，也被国际上所禁止。而采用芳纶纤维代替石棉纤维，又价格昂贵，资源有限。
橡胶纸板复合垫片是采用植物纤维增强混合材料采用抄取法制备成薄纸板，单面或双面整体涂覆橡胶或涂覆橡胶密封线制成。橡胶纸板复合垫片多用于桥壳、盖板等平面密封。橡胶纸板密封垫强度比较低，在一定拧紧力矩下容易变形产生分层现象，密封介质从层间渗漏，容易造成密封失效。
另外无石棉混合材料或橡胶纸板复合材料都含有橡胶等热固性材料，而且是不可分割的混合材料或多层材料，边角余料、废品及更换下来的零件不但无法回收利用，焚烧也会产生有毒有害物质，污染空气。因此只能掩埋处理，污染土地。
热塑性聚酯弹性体材料强度高，弹性好；适用温度范围广，可以在-50℃～+150℃下长期使用，不易老化，性能长期稳定可靠，因此开发热塑性聚酯弹性体密封垫，提高密封可靠性和密封寿命，具有非常好的应用价值。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫，该密封垫能够提高密封可靠性和密封寿命。
本发明采用的技术方案为：
本发明实施例提供一种汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫，包括：垫片基体和形成在所述垫片基体上的密封线，所述垫片基体具有安装孔，所述密封线至少突出形成在所述垫片基体的一面上，所述密封线使用与形成所述垫片基体的热塑性聚酯弹性体的硬度相同或者不同的热塑性聚酯弹性体注塑成型，所述垫片基体的厚度为0.5mm～2.5mm，所述密封线的厚度为0.2±0.02mm。
可选地，所述密封线使用的热塑性聚酯弹性体的硬度低于所述垫片基体使用的热塑性聚酯弹性体的硬度。
可选地，所述密封线使用的热塑性聚酯弹性体的硬度比所述垫片基体使用的热塑性聚酯弹性体的硬度低约10～20HD。
可选地，所述密封垫的密度约为1.1g/cm3，拉伸强度大于20MPa。
本发明另一实施例提供一种汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫的制备方法，所述密封垫包括垫片基体和形成在所述垫片基体上的密封线，所述垫片基体具有安装孔，所述方法包括：
将适量的热塑性聚酯弹性体粒料，在90℃～100℃的环境温度下干燥3h～4h；
将干燥后的粒料在215℃～225℃的温度下，注塑成型垫片基体和密封线；
其中，所述密封线至少突出形成在所述垫片基体的一面上，所述垫片基体的厚度为0.5mm～2.5mm，所述密封线的厚度为0.2±0.02mm。
本发明另一实施例还提供一种汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫的制备方法，所述密封垫包括垫片基体和形成在所述垫片基体上的密封线，所述垫片基体具有安装孔，所述方法包括：
将适量的具有第一硬度和第二硬度的热塑性聚酯弹性体粒料，在90℃～100℃的环境温度下干燥3h～4h；
将干燥后的具有第一硬度的热塑性聚酯弹性体粒料在预设的第一温度下，注塑成型垫片基体；之后将成型后的垫片基体放入模具中，在预设的第二温度下，采用第二硬度的热塑性聚酯弹性体粒料在所述垫片基体上注塑密封线；
其中，所述密封线至少突出形成在所述垫片基体的一面上，所述垫片基体的厚度为0.5mm～2.5mm，所述密封线的厚度为0.2±0.02mm，所述预设的第一温度为215℃～225℃，所述预设的第二温度为200℃～220℃。
可选地，所述第二硬度比所述第一硬度低约10～20HD。
可选地，所述垫片基体和所述密封线在同一台注塑机或者不同注塑机上注塑成型。
本发明实施例提供的汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫由于使用热塑性聚酯弹性体形成，边角余料或废品可以通过粉碎回填直接回收利用，而且热塑性聚酯弹性体密封垫强度高，弹性好；适用温度范围广，不易老化，可以长期稳定使用，能够大幅度提高密封可靠性和密封寿命。
附图说明
图1为本发明实施例提供的汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供的汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫，包括：垫片基体2和形成在垫片基体2上的密封线1，垫片基体2具有用于固定法兰的安装孔3，所述密封线1至少突出形成在所述垫片基体2的一面上，所述密封线1使用与形成所述垫片基体2的热塑性聚酯弹性体的硬度相同或者不同的热塑性聚酯弹性体注塑成型，所述垫片基体的厚度为0.5mm～2.5mm，所述密封线的厚度为0.2±0.02mm。
在本发明实施例中，所述密封线1使用的热塑性聚酯弹性体的硬度低于所述垫片基体2使用的热塑性聚酯弹性体的硬度。在一具体示例中，密封线1使用的材料邵尔D硬度低于垫片基体2使用的材料硬度10～20HD左右，这样，会使密封线具有更好的柔韧性。
也就是说，在本发明实施例中，密封线1可以采用与垫片基体2同种硬度的材料一次性注塑成型，也可以采用硬度更低、弹性更好的热塑性聚酯弹性体材料双料注塑或二次注塑成型。
具体地，本发明实施例的密封垫可通过下述步骤形成：采用热塑性聚酯弹性体粒料，在90℃～100℃的环境温度下干燥3h。干燥后的粒料在平均温度为215℃～225℃的料筒下，注塑成型为具有预设形状、厚度为0.5mm～2.5mm的垫片基体以及厚度为0.2±0.02mm的密封线，从而得到密封垫。注塑后冷却1s～2s，取出垫片，修整飞边，检验包装运输使用。其中，在使用相同硬度的热塑性弹性体材料注塑成型时，可以在模具上实现密封线形状，一次性注塑成型，工艺简单，边角余料可以直接回收利用。如果采用不同硬度的热塑性弹性体粒料注塑密封线，应先注塑垫片基体，再注塑密封线。采用不同硬度的热塑性弹性体双料注塑或二次注塑成型的密封垫，具有更好的弹性、回弹性和密封性能。
本发明实施例提供的汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫，密度约为1.1g/cm3，拉伸强度大于20MPa，可以在100℃以上直至150℃高温并且有一定压力的环境中正常使用，适用于汽车发动机、变速器、桥和车身的平面静密封，产品强度高，耐压能力强，密封效果良好。
本发明另一实施例还提供一种汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫的制备方法，所述密封垫包括垫片基体和形成在垫片基体上的密封线，所述垫片基体具有用于固定法兰的安装孔，所述方法包括以下步骤：
将适量的热塑性聚酯弹性体粒料，在90℃～100℃的环境温度下干燥3h～4h；
将干燥后的粒料在215℃～225℃的温度下，注塑成型垫片基体和密封线；
其中，所述密封线至少突出形成在所述垫片基体的一面上，所述垫片基体的厚度为0.5mm～2.5mm，所述密封线的厚度为0.2±0.02mm。
此外，该方法还包括：在注塑成型垫片基体和密封线后，冷却1s～2s后，取出垫片，修整飞边，进行包装运输使用。
【实施例1】
采用邵尔D硬度为50的热塑性聚酯弹性体粒料，在90℃的环境温度下干燥3h；
干燥后的粒料在215℃的料筒平均温度下，注塑成型带有密封线的密封垫，密封垫厚度为1.0mm，密封线高度为0.2mm；
经过1s时间冷却，取出垫片，修整飞边，检验包装。
【实施例2】
采用邵尔D硬度为50的热塑性聚酯弹性体粒料，在95℃的环境温度下干燥3.5h；
干燥后的粒料在220℃的料筒平均温度下，注塑成型带有密封线的密封垫，密封垫厚度为1.8mm，密封线高度为0.22mm；
经过1.5s时间冷却，取出垫片，修整飞边，检验包装。
【实施例3】
采用邵尔D硬度为50的热塑性聚酯弹性体粒料，在100℃的环境温度下干燥4h；
干燥后的粒料在225℃的料筒平均温度下，注塑成型带有密封线的密封垫，密封垫厚度为1.0mm，密封线高度为0.18mm；
经过2s时间冷却，取出垫片，修整飞边，检验包装。
本发明另一实施例还提供一种汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫的制备方法，所述密封垫包括垫片基体和形成在垫片基体上的密封线，所述垫片基体具有用于固定法兰的安装孔，所述方法包括：
将适量的具有第一硬度和第二硬度的热塑性聚酯弹性体粒料，在90℃～100℃的环境温度下干燥3h～4h；
将干燥后的具有第一硬度的热塑性聚酯弹性体粒料在预设的第一温度下，注塑成型垫片基体；之后将成型后的垫片基体放入模具中，在预设的第二温度下，采用第二硬度的热塑性聚酯弹性体粒料在所述垫片基体上注塑密封线；
其中，所述密封线至少突出形成在所述垫片基体的一面上，所述垫片基体的厚度为0.5mm～2.5mm，所述密封线的厚度为0.2±0.02mm，所述预设的第一温度为215℃～225℃，所述预设的第二温度为200℃～220℃。
此外，该方法还包括：在注塑成型垫片基体和密封线后，冷却1s～2s后，取出垫片，修整飞边，进行包装运输使用。
进一步地，所述第二硬度比所述第一硬度低约10～20HD。
进一步地，所述垫片基体和所述密封线在同一台注塑机或者不同注塑机上注塑成型。
具体地，采用同一台注塑机时，将干燥后的具有第一硬度和第二硬度的粒料在分别在预设的第一温度和预设的第二温度下，在相应的模具中依次注塑成型所述垫片基体和密封线。
采用两台注塑机时，首先，将干燥后的具有第一硬度的热塑性聚酯弹性体粒料在预设的第一温度下，在第一注塑机中注塑成型垫片基体；
之后，将成型后的垫片基体放入第二注塑机的模具中，在预设的第二温度下，采用第二硬度的热塑性聚酯弹性体粒料在所述垫片基体上注塑密封线。
【实施例4】
采用邵尔D硬度为60的热塑性聚酯弹性体粒料，在90℃的环境温度下干燥3h；
干燥后的粒料在215℃料筒平均温度下，注塑成型为垫片基体，该垫片基体的厚度为1.0mm，取出该垫片基体放入另一台注塑机的模具中；
采用邵尔D硬度为40的热塑性聚酯弹性体粒料，在90℃的环境温度下干燥3h；
干燥后的粒料在200℃料筒平均温度下，在垫片基体上注塑密封线，密封线高度为0.2mm；
冷却1s，取出垫片，修整飞边，包装运输使用。
【实施例5】
采用邵尔D硬度为60的热塑性聚酯弹性体粒料，在90℃的环境温度下干燥3.5h；
干燥后的粒料在220℃料筒平均温度下，注塑成型为垫片基体，该垫片基体厚度为1.0mm，取出该垫片基体放入另一台注塑机的模具中；
采用邵尔D硬度为40的热塑性聚酯弹性体粒料，在90℃的环境温度下干燥3.5h；
干燥后的粒料在210℃料筒平均温度下，在垫片基体上注塑密封线，密封线高度为0.2mm；
冷却1.5s，取出垫片，修整飞边，包装运输使用。
【实施例6】
采用邵尔D硬度为60的热塑性聚酯弹性体粒料，在100℃的环境温度下干燥4h；
干燥后的粒料在225℃料筒平均温度下，注塑成型为垫片基体，该垫片基体厚度为1.0mm，取出该垫片基体放入另一台注塑机的模具中；
采用邵尔D硬度为40的热塑性聚酯弹性体粒料，在100℃的环境温度下干燥4h；
干燥后的粒料在220℃料筒平均温度下，在垫片基体上注塑密封线，密封线高度为0.2mm；
冷却2s，取出垫片，修整飞边，包装运输使用。
采用本发明实施例提供的汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫的制备方法制备的密封垫，密度约为1.1g/cm3，拉伸强度大于20MPa，可以在100℃以上直至150℃高温并且有一定压力的环境中正常使用，适用于汽车发动机、变速器、桥和车身的平面静密封，产品强度高，耐压能力强，密封效果良好。
以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫，其特征在于，包括：垫片基体和形成在所述垫片基体上的密封线，所述垫片基体具有安装孔，所述密封线至少突出形成在所述垫片基体的一面上，所述密封线使用与形成所述垫片基体的热塑性聚酯弹性体的硬度相同或者不同的热塑性聚酯弹性体注塑成型，所述垫片基体的厚度为0.5mm～2.5mm，所述密封线的厚度为0.2±0.02mm。
2.根据权利要求1所述的汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫，其特征在于，所述密封线使用的热塑性聚酯弹性体的硬度低于所述垫片基体使用的热塑性聚酯弹性体的硬度。
3.根据权利要求2所述的汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫，其特征在于，所述密封线使用的热塑性聚酯弹性体的硬度比所述垫片基体使用的热塑性聚酯弹性体的硬度低约10～20HD。
4.根据权利要求1所述的汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫，其特征在于，所述密封垫的密度约为1.1g/cm3，拉伸强度大于20MPa。
5.一种汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫的制备方法，其特征在于，所述密封垫包括垫片基体和形成在所述垫片基体上的密封线，所述垫片基体具有安装孔，所述方法包括：
将适量的热塑性聚酯弹性体粒料，在90℃～100℃的环境温度下干燥3h～4h；
将干燥后的粒料在215℃～225℃的温度下，注塑成型垫片基体和密封线；
其中，所述密封线至少突出形成在所述垫片基体的一面上，所述垫片基体的厚度为0.5mm～2.5mm，所述密封线的厚度为0.2±0.02mm。
6.一种汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫的制备方法，其特征在于，所述密封垫包括垫片基体和形成在所述垫片基体上的密封线，所述垫片基体具有安装孔，所述方法包括：
将适量的具有第一硬度和第二硬度的热塑性聚酯弹性体粒料，在90℃～100℃的环境温度下干燥3h～4h；
将干燥后的具有第一硬度的热塑性聚酯弹性体粒料在预设的第一温度下，注塑成型垫片基体；之后将成型后的垫片基体放入模具中，在预设的第二温度下，采用第二硬度的热塑性聚酯弹性体粒料在所述垫片基体上注塑密封线；
其中，所述密封线至少突出形成在所述垫片基体的一面上，所述垫片基体的厚度为0.5mm～2.5mm，所述密封线的厚度为0.2±0.02mm，所述预设的第一温度为215℃～225℃，所述预设的第二温度为200℃～220℃。
7.根据权利要求6所述的汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫的制备方法，其特征在于，所述第二硬度比所述第一硬度低约10～20HD。
8.根据权利要求6所述的汽车用热塑性聚酯弹性体密封垫的制备方法，其特征在于，所述垫片基体和所述密封线在同一台注塑机或者不同注塑机上注塑成型。
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