CN109735043B - 易焊接高弹性热塑性弹性体材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及易焊接高弹性热塑性弹性体材料及其制备方法和应用，所述易焊接高弹性热塑性弹性体材料，包括以下重量份的物质：线型SEBS30～50重量份；聚α‑甲基苯乙烯8～15重量份；聚丙烯10～20重量份；聚酯弹性体5～15重量份；白油10～40重量份；无机填充剂20～30重量份。本发明提供的易焊接高弹性热塑性弹性体材料具有低温性能好，老化性能优异，长期使用不长霉、不变硬，有利于制冷器具的长效保温、节约能耗的特点，不仅可用于制作冰箱密封条，也可用作冰柜、酒柜等密封条。

Description

易焊接高弹性热塑性弹性体材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及易焊接高弹性热塑性弹性体材料及其制备方法和应用。
背景技术
目前的冰箱门密封条基本都采用软质PVC及TPE(热塑性弹性体材料)两种材料，TPE材料虽然具有较好的低温弹性及补偿性，然而当应用于结构复杂的冰箱密封条上时，具有以下缺陷：1、由于TPE弹性回复缺陷使得密封条变形后不能回复，在生产、加工、存放、运输、装配的过程中，密封条会受到较大的外力作用(如弯曲、扭转过大)会产生不可逆的变形，从而导致其弹性变差、不能够继续使用；2、密封条飞边变形还会导致冰箱漏冷、凝露等质量问题；3、TPE密封条在生产过程中，还存在焊缝开裂、焊疤大，焊接效率低等问题；4、现有的TPE材料在使用中还存在耐油性较差的问题，不利于油烟环境的使用。
PVC材料存在以下缺点：1、柔软度不高，弹性低，密封性差；2、高低温性能差，高温下变软容易粘附在箱体上，低温脆性大，失去弹性，容易损坏；3、不环保，邻苯增塑剂有毒性，不适合接触食品，PVC系卤族为欧盟等国家高度关注物质，属于被禁止使用的趋势；4、防止PVC加工过程中热分解产生气体，要求对动定模板表面进行镀铝处理，增加了工序。
综上，现有的用于冰箱门密封条的弹性体材料不能同时兼顾良好的弹性和良好的焊接性能。
发明内容
为了克服现有技术存在的的问题，本发明的目的之一是提供一种易焊接高弹性热塑性弹性体材料，它具有良好的弹性、焊接性能和加工性能。
本发明的目的之二是提供一种易焊接高弹性热塑性弹性体材料的制备方法。
本发明的目的之三是提供一种易焊接高弹性热塑性弹性体材料在冰箱密封条、冰柜密封条和酒柜密封条中的应用。
为实现上述目的，本发明的第一方面提供一种易焊接高弹性热塑性弹性体材料，包括以下重量份的物质：
Figure BDA0001962887710000021
本发明的第二方面提供一种所述的易焊接高弹性热塑性弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将线型SEBS与白油混合均匀，至白油被线型SEBS充分吸收后，加入聚α-甲基苯乙烯、聚丙烯、聚酯弹性体和无机填充剂混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料在双螺杆造粒机中造粒，得到母粒；
(3)接着将母粒在挤出机中挤出成型，得到易焊接高弹性热塑性弹性体材料。
本发明的第三方面提供一种易焊接高弹性热塑性弹性体材料在冰箱密封条、冰柜密封条和酒柜密封条中的应用。
通过上述技术方案，本发明具有以下技术效果：
1、通过加入聚α-甲基苯乙烯可以提升弹性体材料的焊接性能、改善弹性体材料的流动性，并使原料中弹性体的含量得到提升，从而改善门封条的焊接效率和弹性性能；
2、采用线型SEBS替代传统的星型SEBS，使得得到的弹性体材料具有更好的加工性能和弹性；
3、通过加入聚酯弹性体能够有有效提高弹性体材料的耐油性，增强材料物理性能并改善材料加工性能。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供一种易焊接高弹性热塑性弹性体材料，包括以下重量份的物质：
Figure BDA0001962887710000031
Figure BDA0001962887710000041
优选条件下，所述易焊接高弹性热塑性弹性体材料，包括以下重量份的物质：
Figure BDA0001962887710000042
与星型SEBS相比，线型SEBS网络解缠速度快，具有更好的流动性能，对于挤出生产复杂的异截面的密封条，线型SEBS更容易挤出成型，优选条件下，所述线型SEBS分子量为50000～200000。
虽然线型SEBS具有比星型SEBS更高的粘度，本发明中为了提升弹性体材料的焊接性能、改善弹性体材料的流动性，提升其焊接效率，在弹性体材料中加入聚α-甲基苯乙烯以改善材料熔融时的初粘性，此外聚α-甲基苯乙烯的加入也使原料中弹性体的含量得到提升，提高了弹性体材料的回弹性，改善了弹性体材料的变形不易回复的缺陷。优选条件下，所述线型SEBS与所述聚α-甲基苯乙烯的重量比1：0.2～0.3；进一步优选的，所述聚α-甲基苯乙烯的软化点为83～143℃。
聚酯弹性体可以有效提高易焊接高弹性热塑性弹性体材料的耐油性，增强其物理性能和加工性能，增大弹性体材料的焊接强度，提升了弹性体材料的耐油性。优选条件下，所述聚酯弹性体为含有聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚酯硬段和聚醚软段的线型嵌段共聚物；更优选的，所述线型SEBS与所述聚酯弹性体的重量比为1:0.1～0.5。
为了进一步提高所述易焊接高弹性热塑性弹性体材料的强度，优选条件下，所述无机填充剂选自碳酸钙、滑石粉和镁强粉中的至少一种。
优选条件下，所述白油为环烷油和/或石蜡油。
为了进一步提高所述易焊接高弹性热塑性弹性体材料的加工性能和抗老化性能，优选条件下，所述易焊接高弹性热塑性弹性体材料中还包括润滑剂、抗菌防霉剂、抗氧剂和紫外吸收剂中的至少一种。
优选条件下，所述润滑剂选自油酸酰胺、芥酸酰胺、N,N’乙撑双硬脂酰胺、聚二甲基硅氧烷和聚乙烯蜡中的至少一种。
优选条件下，所述抗菌防霉剂选自对苯丙咪唑氨基甲酸甲酯(BCM)、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮(OIT)、4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮(DCOIT)和呲啶硫酮锌(ZPT)中的至少一种。
优选条件下，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂168中的至少一种。
优选条件下，所述紫外吸收剂选自UV327、UV329、UV531和UV770中的至少一种。
本发明还提供一种所述的易焊接高弹性热塑性弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将线型SEBS与白油混合均匀，至白油被线型SEBS充分吸收后，加入聚α-甲基苯乙烯、聚丙烯、聚酯弹性体和无机填充剂混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料在双螺杆造粒机中造粒，得到母粒；
(3)接着将母粒在挤出机中挤出成型，得到易焊接高弹性热塑性弹性体材料。
具体的，所述的易焊接高弹性热塑性弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将线型SEBS与白油投入混料机混合0.5～1.5h，静置6～12h至白油充分被SEBS吸收；
当白油被线型SEBS充分吸收后，加入聚α-甲基苯乙烯、聚丙烯、聚酯弹性体和无机填充剂混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料在双螺杆造粒机中造粒，双螺杆造粒温度为160～210℃，得到母粒；
(3)将母粒投入单螺杆挤出机中挤出成型，挤出温度为150～190℃。
本发明提供的易焊接高弹性热塑性弹性体材料具有低温性能好，老化性能优异，长期使用不长霉、不变硬，有利于制冷器具的长效保温、节约能耗的特点，不仅可用于制作冰箱密封条，也可用作冰柜、酒柜等密封条。
以下将结合实例对本发明作进一步详细描述。
以下实施例中，线型SEBS购自岳阳石化，型号为YH-502T；聚α-甲基苯乙烯购自伊士曼，型号为Kristalex 3085；聚丙烯购自李长荣化学工业股份有限公司，型号为7011；聚酯弹性体购自杜邦，型号为3078。
实施例1
一种易焊接高弹性热塑性弹性体材料，由以下重量份的物质制成：
Figure BDA0001962887710000061
Figure BDA0001962887710000071
所述易焊接高弹性热塑性弹性体材料的制备步骤如下：
(1)将线型SEBS与环烷油投入混料机混合1h，静置8h至环烷油充分被线型SEBS吸收；
(2)将充好油的线型SEBS与聚α-甲基苯乙烯、聚丙烯、聚酯弹性体、镁强粉、芥酸酰胺、DCOIT、抗氧剂1010、抗氧剂1076、UV329混合15min，得到混合料；
(3)将混合料在双螺杆造粒机中造粒，双螺杆造粒温度为190℃，得到母粒；
(4)将母粒投入单螺杆挤出机中挤出成型，挤出温度为170℃，得到易焊接高弹性热塑性弹性体材料；
(5)将易焊接高弹性热塑性弹性体材料按照规定尺寸进行45°裁切，然后焊接成框，得到密封条。
实施例2
一种易焊接高弹性热塑性弹性体材料，由以下重量份的物质制成：
Figure BDA0001962887710000072
Figure BDA0001962887710000081
所述易焊接高弹性热塑性弹性体材料的制备步骤如下：
(1)将线型SEBS与环烷油投入混料机混合1.5h，静置6h让环烷油充分被线型SEBS吸收；
将充好油的线型SEBS与聚α-甲基苯乙烯、聚丙烯、聚酯弹性体、滑石粉、聚二甲基硅氧烷、DCOIT、抗氧剂1010、抗氧剂1076、UV770混合15min，得到混合料；
(2)将混合料在双螺杆造粒机中造粒，双螺杆造粒温度为160℃，得到母粒；
(3)将母粒投入单螺杆挤出机中挤出成型，挤出温度为150℃，得到易焊接高弹性热塑性弹性体材料；
(4)将易焊接高弹性热塑性弹性体材料按照规定尺寸进行45°裁切，然后焊接成框，得到密封条。
实施例3
一种易焊接高弹性热塑性弹性体材料，由以下重量份的物质制成：
Figure BDA0001962887710000082
Figure BDA0001962887710000091
所述易焊接高弹性热塑性弹性体材料的制备步骤如下：
(1)将线型SEBS与环烷油投入混料机混合0.5h，静置12h让环烷油充分被线型SEBS吸收；
将充好油的线型SEBS与聚α-甲基苯乙烯、聚丙烯、聚酯弹性体、滑石粉、聚乙烯蜡、OIT、抗氧剂168、UV531混合15min，得到混合料；
(2)将混合料在双螺杆造粒机中造粒，双螺杆造粒温度为210℃，得到母粒；
(3)将母粒投入单螺杆挤出机中挤出成型，挤出温度为190℃，得到易焊接高弹性热塑性弹性体材料；
(4)将易焊接高弹性热塑性弹性体材料按照规定尺寸进行45°裁切，然后焊接成框，得到密封条。
实施例4
一种易焊接高弹性热塑性弹性体材料，由以下重量份的物质制成：
Figure BDA0001962887710000092
Figure BDA0001962887710000101
所述易焊接高弹性热塑性弹性体材料的制备方法同实施例1。
实施例5
一种易焊接高弹性热塑性弹性体材料，由以下重量份的物质制成：
Figure BDA0001962887710000102
所述易焊接高弹性热塑性弹性体材料的制备方法同实施例1。
实施例6
一种易焊接高弹性热塑性弹性体材料，由以下重量份的物质制成：
Figure BDA0001962887710000103
Figure BDA0001962887710000111
所述易焊接高弹性热塑性弹性体材料的制备方法同实施例1。
实施例7
一种易焊接高弹性热塑性弹性体材料，由以下重量份的物质制成：
Figure BDA0001962887710000112
所述易焊接高弹性热塑性弹性体材料的制备方法同实施例1。
实施例8
一种易焊接高弹性热塑性弹性体材料，由以下重量份的物质制成：
Figure BDA0001962887710000113
Figure BDA0001962887710000121
所述易焊接高弹性热塑性弹性体材料的制备方法同实施例1。
实施例1～8中制备得到的密封条回弹性好飞边不变形，可用作冰箱冷藏(十字对开、法式、对开门等高端冰箱)、冷冻的内门封和外门封，以及酒柜门封。
对比例1
按照实施例1的方法，不同的是，采用星型SEBS代替线型SEBS。
对比例2
按照实施例1的方法，不同的是，不含有聚α-甲基苯乙烯。
对比例3
按照实施例1的方法，不同的是，不含有聚酯弹性体。
测试例：
采用GB/T 2411-2008方法测试实施例1～8和对比例1～3得到的弹性体密封条材料的邵氏硬度，实验结果如表1所示；
采用GB/T 1040.3-2006方法测试实施例1～8和对比例1～3得到的弹性体密封条材料的抗拉强度，实验结果如表1所示；
将实施例1～8和对比例1～3得到的弹性体密封条材料进行45°裁切，然后焊接成框，制成密封条，采用QB-T 1294-2013方法测试所得到的密封条的焊接拉力，实验结果如表1所示；
采用GB 21551.4-2010方法测试实施例1～8和对比例1～3得到的密封条的防霉等级，实验结果如表1所示。
表1
邵氏硬度/A 抗拉强度/MPa 焊接拉力/N 防霉等级
实施例1 73 17.5 148 0
实施例2 74 16.9 141 0
实施例3 66 15.2 126 0
实施例4 72 16.3 136 1
实施例5 70 16 132 1
实施例6 72 16.5 140 0
实施例7 64 14.5 120 1
实施例8 68 15.8 130 0
对比例1 74 13.8 70 0
对比例2 70 14.5 65 0
对比例3 72 13.5 89 0
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种易焊接高弹性热塑性弹性体材料，其特征在于，包括以下重量份的物质：
Figure FDA0002973552690000011
所述线型SEBS与所述聚α-甲基苯乙烯的重量比1：0.2～0.3；
所述线型SEBS与所述聚酯弹性体的重量比为1:0.1～0.5。
2.根据权利要求1所述的易焊接高弹性热塑性弹性体材料，其特征在于，所述聚α-甲基苯乙烯的软化点为83～143℃。
3.根据权利要求1所述的易焊接高弹性热塑性弹性体材料，其特征在于，所述聚酯弹性体为含有聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚酯硬段和聚醚软段的线型嵌段共聚物。
4.根据权利要求1所述的易焊接高弹性热塑性弹性体材料，其特征在于，所述无机填充剂选自碳酸钙、滑石粉和镁强粉中的至少一种；和/或
所述白油为环烷油和/或石蜡油。
5.根据权利要求1所述的易焊接高弹性热塑性弹性体材料，其特征在于，还包括润滑剂、抗菌防霉剂、抗氧剂和紫外吸收剂中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的易焊接高弹性热塑性弹性体材料，其特征在于，所述润滑剂选自油酸酰胺、芥酸酰胺、N,N’乙撑双硬脂酰胺、聚二甲基硅氧烷和聚乙烯蜡中的至少一种；和/或
所述抗菌防霉剂选自对苯丙咪唑氨基甲酸甲酯、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮和呲啶硫酮锌的至少一种；和/或
所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂168中的至少一种；和/或
所述紫外吸收剂选自UV327、UV329、UV531和UV770中的至少一种。
7.一种权利要求1～6中任意一项所述的易焊接高弹性热塑性弹性体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将线型SEBS与白油混合均匀，至白油被线型SEBS充分吸收后，加入聚α-甲基苯乙烯、聚丙烯、聚酯弹性体和无机填充剂混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料在双螺杆造粒机中造粒，得到母粒；
(3)接着将母粒在挤出机中挤出成型，得到易焊接高弹性热塑性弹性体材料。
8.一种权利要求1～7中任意一项所述的易焊接高弹性热塑性弹性体材料在冰箱密封条、冰柜密封条和酒柜密封条中的应用。
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