CN111205585B - 一种高性能冰箱密封条用sebs弹性体复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料及制备方法，由以下重量份数的原料制备而成：50～100重量份数的特种苯乙烯基热塑性弹性体Ⅰ(SEBS‑Ⅰ)、20～50重量份数的特种苯乙烯基热塑性弹性体Ⅱ(SEBS‑Ⅱ)、10～30重量份数的聚氨酯弹性体、1～3重量份数的增容剂、10～15重量份数的纯单体树脂、2～4重量份数的硅酮母粒、5～12重量份数的纳米碳酸钙、1～3重量份数的苯乙烯‑丙烯腈树脂SAN和0.1～2.0重量份数的抗氧剂。制备的冰箱密封条用SEBS弹性体材料具有硬度低、强度高、易焊接、耐候好、无析出和制备工艺简单等特点，是综合性能优异的高性能冰箱密封条材料。

Description

一种高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种SEBS弹性体复合材料的制备方法，尤其涉及一种高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料及其制备方法。
背景技术
冰箱密封条性能的好坏，直接关系到冰箱的密封冷藏和使用效果。因此，开发一种高性能的冰箱密封条材料，一直是行业内的热点问题。众所周知，被认为第二代冰箱密封条材料的PVC，其优点是价格便宜、容易焊接，缺点是含有卤素和大量增塑剂，耐低温性较差，低温下容易变硬；相比第二代的PVC基冰箱密封条材料，SEBS弹性体材料虽然焊接性和耐油性略差，但其优点是耐低温性好、不含卤素、更加环保，被普遍认为是第三代的冰箱密封条材料。当前的绝大多数的冰箱密封条，都采用了以上两种基本材料进行制备，这从已公开的发明专利也可见一斑。但综合分析可以发现，为了达到改善加工性和降低硬度等目的，PVC基或SEBS基的冰箱密封条材料，常常添加大量的诸如邻苯酯类、柠檬酸酯类或矿物油类等液体类增塑剂。而在长期的使用过程中，添加的液体增塑剂容易析出至表面，降低产品的质量和使用价值。
如何解决上述技术问题为本发明面临的课题。
发明内容
本发明的目的在于：针对以上问题，而提供一种高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料及其制备方法，该特殊的SEBS基冰箱密封条用弹性体材料，该材料不含任何的液体类增塑剂，制备过程无需与矿物油预先混合，且容易挤出成形，是一种高性能的冰箱密封条用弹性体复合材料，具有良好的技术先进性和广阔的市场前景。
为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料，其中，由以下重量份数的原料制备而成：50～100重量份数的特种苯乙烯基热塑性弹性体Ⅰ(SEBS-Ⅰ)、20～50重量份数的特种苯乙烯基热塑性弹性体Ⅱ(SEBS-Ⅱ)、10～30重量份数的聚氨酯弹性体、1～3重量份数的增容剂、10～15重量份数的纯单体树脂、2～4重量份数的硅酮母粒、5～12重量份数的纳米碳酸钙、1～3重量份数的苯乙烯-丙烯腈树脂SAN和0.1～2.0重量份数的抗氧剂。
本发明所采用的特种苯乙烯基热塑性弹性体Ⅰ(SEBS-Ⅰ)为日本旭化成公司生产的SOE系列SEBS，其特点是在无矿物油增塑的条件下，具有优异的挤出性能，且回弹性明显高于普通的SEBS产品。优选的SOE系列SEBS，其牌号为S1606和S1611，邵氏硬度分别为67A和71A，其拉伸强度分别为20.0MPa和23.0Mpa，断裂伸长率分别为490％和600％，密度分别为0.96g/cm3和1.02g/cm3，MFR(230℃，2.16kg)分别为2.9g/10min和15g/10min，外观均呈致密颗粒状。
本发明所采用的特种苯乙烯基热塑性弹性体Ⅱ(SEBS-Ⅱ)为美国科腾公司生产的ERS系列SEBS材料，其主要牌号为G1640、G1641、G1642、G1643和G1645。优选的ERS系列SEBS为医用级的牌号G1643和G1645，外观均呈致密颗粒状，其特点是硬度低，无需白油填充的条件下，可以很好地进行挤出或注塑加工，且耐低温性优于通用级的SEBS。其中，G1643的邵氏硬度为51A，拉伸强度为8.2MPa，断裂伸长率为625％，S/EB的比例为18/82，MFR(230℃，2.16kg)为18g/10min；G1645的邵氏硬度为35A，拉伸强度为4.5MPa，断裂伸长率为618％，S/EB的比例为13/87，MFR(230℃，2.16kg)为3.5g/10min。
本发明所采用的聚氨酯弹性体为聚酯型的聚氨酯弹性体TPU，其邵氏硬度≤75A，拉伸强度≥25MPa。优选的聚酯型的聚氨酯弹性体TPU为烟台万华公司生产的WHT-1570，其邵氏硬度为71A，拉伸强度为29.8MPa，撕裂强度为66.7KN/m。
本发明所采用的增容剂为氨基接枝的SEBS(SEBS-g-NH2)。优选的SEBS-g-NH2为日本旭化成公司生产的牌号MP10，其接枝率为1.5％，其邵氏硬度为89A，拉伸强度为28MPa，S/EB的比例为30/70，MFR(230℃，2.16kg)为4.0g/10min。
本发明所采用的纯单体树脂为美国伊斯曼公司生产的纯单体石油树脂，其软化点≥130℃，Z均分子量(MZ)≥14000，牌号为Endex155、Endex160。
本发明所采用的硅酮母粒为采用纳米二氧化硅为负载的高性能硅酮母粒。优选的高性能硅酮母粒为德国瓦克公司生产的牌号L-5，其硅酮含量≥60％，外观呈半透明致密颗粒状。
本发明所采用的纳米碳酸钙为食品级的重质纳米碳酸钙，其平均粒径为50nm，外观呈白色粉末状。
本发明所采用的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168以重量份数为1:2的混合物。也即是，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的二元混合物，二者的添加比例为1：2。
为了更好地实现上述发明目的，本发明还提供一种高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料进制备方法，所述制备方法的具体内容如下：将以上所述重量份数的特种苯乙烯基热塑性弹性体Ⅰ(SEBS-Ⅰ)、特种苯乙烯基热塑性弹性体Ⅱ(SEBS-Ⅱ)、聚氨酯弹性体、氨基接枝的SEBS(SEBS-g-NH2)、纯单体树脂、硅酮母粒、纳米碳酸钙、苯乙烯-丙烯腈树脂SAN和抗氧剂依次加入混合机，在60℃下高速混合5～8分钟后，直接转移至双螺杆挤出机的加料漏斗，在温度为150～190℃的条件下，经熔融挤出造粒，制得所述高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料。
与现有的技术相比较，本发明的有益效果为：
(1)本发明的高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料与填充了矿物油的通用级SEBS弹性体材料相比，其不仅保持了相当高的柔软度，而且回弹性更佳，拉伸强度和焊接强度更高；
(2)本发明的高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料不含液体类增塑剂，避免了材料在长期使用过程中的析出风险；
(3)本发明的高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料通过添加具有增粘作用的纯单体树脂，制备的SEBS弹性体复合材料不仅焊接强度明显增加，而且缩短了焊接的时间；
(4)本发明的高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料制备过程没有矿物油的填充等环节，制备工艺更加简单。
具体实施方式
本发明提供的高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料，其中，由以下重量份数的原料制备而成：50～100重量份数的特种苯乙烯基热塑性弹性体Ⅰ(SEBS-Ⅰ)、20～50重量份数的特种苯乙烯基热塑性弹性体Ⅱ(SEBS-Ⅱ)、10～30重量份数的聚氨酯弹性体、1～3重量份数的增容剂、10～15重量份数的纯单体树脂、2～4重量份数的硅酮母粒、5～12重量份数的纳米碳酸钙、1～3重量份数的苯乙烯-丙烯腈树脂SAN和0.1～2.0重量份数的抗氧剂。
本发明所采用的特种苯乙烯基热塑性弹性体Ⅰ(SEBS-Ⅰ)为日本旭化成公司生产的SOE系列SEBS，其特点是在无矿物油增塑的条件下，具有优异的挤出性能，且回弹性明显高于普通的SEBS产品。优选的SOE系列SEBS，其牌号为S1606和S1611，邵氏硬度分别为67A和71A，其拉伸强度分别为20.0MPa和23.0Mpa，断裂伸长率分别为490％和600％，密度分别为0.96g/cm3和1.02g/cm3，MFR(230℃，2.16kg)分别为2.9g/10min和15g/10min，外观均呈致密颗粒状。
本发明所采用的特种苯乙烯基热塑性弹性体Ⅱ(SEBS-Ⅱ)为美国科腾公司生产的ERS系列SEBS材料，其主要牌号为G1640、G1641、G1642、G1643和G1645。优选的ERS系列SEBS为医用级的牌号G1643和G1645，外观均呈致密颗粒状，其特点是硬度低，无需白油填充的条件下，可以很好地进行挤出或注塑加工，且耐低温性优于通用级的SEBS。其中，G1643的邵氏硬度为51A，拉伸强度为8.2MPa，断裂伸长率为625％，S/EB的比例为18/82，MFR(230℃，2.16kg)为18g/10min；G1645的邵氏硬度为35A，拉伸强度为4.5MPa，断裂伸长率为618％，S/EB的比例为13/87，MFR(230℃，2.16kg)为3.5g/10min。
本发明所采用的聚氨酯弹性体为聚酯型的聚氨酯弹性体TPU，其邵氏硬度≤75A，拉伸强度≥25MPa。优选的聚酯型的聚氨酯弹性体TPU为烟台万华公司生产的WHT-1570，其邵氏硬度为71A，拉伸强度为29.8MPa，撕裂强度为66.7KN/m。
本发明所采用的增容剂为氨基接枝的SEBS(SEBS-g-NH2)。优选的SEBS-g-NH2为日本旭化成公司生产的牌号MP10，其接枝率为1.5％，其邵氏硬度为89A，拉伸强度为28MPa，S/EB的比例为30/70，MFR(230℃，2.16kg)为4.0g/10min。
本发明所采用的纯单体树脂为美国伊斯曼公司生产的纯单体石油树脂，其软化点≥130℃，Z均分子量(MZ)≥14000，牌号为Endex155、Endex160。
本发明所采用的硅酮母粒为采用纳米二氧化硅为负载的高性能硅酮母粒。优选的高性能硅酮母粒为德国瓦克公司生产的牌号L-5，其硅酮含量≥60％，外观呈半透明致密颗粒状。
本发明所采用的纳米碳酸钙为食品级的重质纳米碳酸钙，其平均粒径为50nm，外观呈白色粉末状。
本发明所采用的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168以重量份数为1:2的混合物。也即是，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的二元混合物，二者的添加比例为1：2。
为了更好地实现上述发明目的，本发明还提供一种种高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料进制备方法，所述制备方法的具体内容如下：将以上所述重量份数的特种苯乙烯基热塑性弹性体Ⅰ(SEBS-Ⅰ)、特种苯乙烯基热塑性弹性体Ⅱ(SEBS-Ⅱ)、聚氨酯弹性体、氨基接枝的SEBS(SEBS-g-NH2)、纯单体树脂、硅酮母粒、纳米碳酸钙、苯乙烯-丙烯腈树脂SAN和抗氧剂依次加入混合机，在60℃下高速混合5～8分钟后，直接转移至双螺杆挤出机的加料漏斗，在温度为150～190℃的条件下，经熔融挤出造粒，制得所述高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料。
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。实施例中未注明具体条件的实验方法及未说明配方的试剂均为按照本领域常规条件。
以下是对本发明作进一步的详细描述：
实施例1～11：一种高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料，其原料的组成和重量份数如下表1和表2：
表1，实施例1～6：
Figure BDA0002404807090000041
Figure BDA0002404807090000051
表2，实施例7～11：
Figure BDA0002404807090000052
Figure BDA0002404807090000061
一种高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料，其制备方法如下：
将以上所述各实施例的原料组分SEBS-Ⅰ、SEBS-Ⅱ、TPU、增容剂SEBS-g-NH2、纯单体树脂、硅酮母粒、纳米碳酸钙、SAN树脂和抗氧剂依次加入混合机，在60℃下高速混合5～8分钟得混合物料；
将上述制得的混合物料加入双螺杆挤出机，经熔融混合挤出造粒，制得一种高性能冰箱密封条用SEBS弹性体材料。其工艺条件如表3所示：
表3：
Figure BDA0002404807090000062
表4,比较例1～4的原料组成和重量份数如下：
Figure BDA0002404807090000063
以上比较例1～4的制备方法采用与实施例相同的制备方法。
表5，比较例5～10的原料和重量份数如下：SEBS-G1654、G1651为美国科腾公司生产的通用级SEBS，分子量分别为18万和25万，外观均呈松散粉末状，一般加工之前需要填充矿物油：
Figure BDA0002404807090000071
以上比较例5和比较例9，采用与实施例相同的制备方法。
以上比较例6～8、10的制备方法为：首先，将SEBS-G1654、G1651与矿物油加入混合机，高速混合5-10分钟，放置24小时，然后，再按照实施例中相同的制备方法和工艺进行制备。
表6，实施例1～11和比较例1～10的各项性能测试结果，其中，耐析出性的测试方法为：材料上下各采用10张的原木白纸包裹，并施加1公斤的重物，置于高低温箱中在±40℃交替匀速变温2次，每次8小时，最后观察白纸的吸油情况如下表：
Figure BDA0002404807090000072
Figure BDA0002404807090000081
由以上的测试结果可以看出，与比较例1～10相比，实施例1～11具有更加优异的综合性能，符合高性能冰箱密封条材料的使用要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，任何在此基础上，对其中配方和工艺的局部变动，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料，其特征在于，由以下重量份数的原料制备而成：50～100重量份数的特种苯乙烯基热塑性弹性体ⅠSEBS-Ⅰ、20～50重量份数的特种苯乙烯基热塑性弹性体ⅡSEBS-Ⅱ、10～30重量份数的聚氨酯弹性体、1～3重量份数的增容剂、10～15重量份数的纯单体树脂、2～4重量份数的硅酮母粒、5～12重量份数的纳米碳酸钙、1～3重量份数的苯乙烯-丙烯腈树脂SAN和0.1～2.0重量份数的抗氧剂；
所述的特种苯乙烯基热塑性弹性体ⅠSEBS-Ⅰ为日本旭化成公司生产的SOE系列SEBS；
所述的特种苯乙烯基热塑性弹性体ⅡSEBS-Ⅱ为美国科腾公司生产的ERS系列SEBS材料，其牌号为G1640、G1641、G1642、G1643和G1645；
所述的聚氨酯弹性体为聚酯型的聚氨酯弹性体TPU，其邵氏硬度≤75A，拉伸强度≥25MPa；
所述的增容剂为氨基接枝的SEBS（SEBS-g-NH2）；
所述的纯单体树脂为美国伊斯曼公司生产的纯单体石油树脂，其软化点≥130℃，Z均分子量（MZ）≥14000，牌号为Endex155、Endex160；
所述的硅酮母粒为采用纳米二氧化硅为负载的高性能硅酮母粒；
所述的纳米碳酸钙为食品级的重质纳米碳酸钙，其平均粒径为50nm，外观呈白色粉末状；
所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的二者混合物，二者的添加比例为1：2；
所述的高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料的制备方法，具体内容如下：将以上所述重量份数的特种苯乙烯基热塑性弹性体ⅠSEBS-Ⅰ、特种苯乙烯基热塑性弹性体ⅡSEBS-Ⅱ、聚氨酯弹性体、增容剂SEBS-g-NH2、纯单体树脂、硅酮母粒、纳米碳酸钙、苯乙烯-丙烯腈树脂和抗氧剂依次加入混合机，在60℃下高速混合5～8分钟后，直接转移至双螺杆挤出机的加料漏斗，在温度为150～190℃的条件下，经熔融挤出造粒，制得所述高性能冰箱密封条用SEBS弹性体复合材料。
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