CN112011130A - 一种热塑性弹性体材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热塑性弹性体材料及其制备方法与应用，该热塑性弹性体材料，按质量份数比计由如下原料制备而成：三元乙丙橡胶为35～45份、马来酸酐接枝‑PP为20～30份、尼龙6为15～25份、填充剂为5～10份、填充油为0～5份、助剂为3～8份。本发明的热塑性弹性体材料可以通过二次注塑粘接在PA66/ABS材料顶盖盖板本体边沿上，并通过在盖板本体边沿上预置均布的圆柱型深孔，将热塑性弹性体材料熔融注入，强化了粘接效果。
Description
技术领域
本发明属于弹性体材料的技术领域，具体涉及一种热塑性弹性体材料及其制备方法与应用。
背景技术
变速箱顶盖盖板总成零件是一种盖罩类零件，扣合装配在变速箱顶盖侧方，对变速箱的换档机构零件起到保护、防水、防尘以及防止其它外来污染物进入的作用，同时也起到隔音降噪的作用。它是由硬质的罩盖类的盖板本体和本体边沿安装的软质的密封条组成。基于轻量化和低成本的目的，现在变速箱顶盖盖板采用尼龙合金材料注射制造盖板本体，并在盖板本体的边缘部位二次注射密封条，如图1示。
盖板本体可以采用玻纤增强PA66材料，也可以采用或玻纤增强的PA66/ABS材料，但PA66/ABS合金材料具有尺寸稳定性好、抗冲性和隔音降噪效果好的特点，而被选用作为新一代盖板本体材料。盖板的密封条采用能够注射成型的热塑性弹性体材料，通过注射时将其熔体粘接在盖板本体上。
尼龙壳体二次注射粘接包附热塑弹性体材料成为趋势，如电动工具，家用电器等，这种热塑性弹性体材料是是以SEBS(苯乙烯类弹性体)材料为基材，现有技术中公开了CN201510700126名称为《一种用于包覆尼龙材料的热塑性弹性体组合物》、CN201711417157名称为《种用于包覆玻纤增强尼龙的热塑性弹性体材料及其制备方法》一、CN201911340854名称为《一种新型TPE尼龙包胶材料及其制备方法》、CN201711284973名称为《一种专于包胶尼龙加玻纤的TPE材料及其制备方法》、CN201110326830名称为《可与玻纤填充增强的尼龙包覆粘结的热塑性弹性体》等。SEBS类的热塑性弹性体能够通过二次注射，将其熔体融熔粘接在尼龙壳体上，但是SEBS材料压缩永久变形大，耐热老化性能差，导致零件在90℃×600小时热老化测试中出现密封条严重的塑性变形和老化开裂的问题，因此不能满足汽车变速箱顶盖盖板总成的长期使用。
现有技术中，CN201510066493名称为《一种耐高温的热塑性弹性体材料及其制备方法》公开了一种聚丙烯(PP)和三元乙丙橡胶(EPDM)为主要成份，加入填充油、填料、交联剂等等其它配合剂而成的耐高温的弹性体材料(TPV)，具有很好的耐热老化性。TPV也是热塑性弹性体的一种，具有比SEBS更好的耐热性和压缩永久变形性，但TPV中的PP和EPDM均属于非极性高分子物，与极性的PA材料相溶性差，很难将二者粘接在一起，因此TPV密封条难以有效固定在PA66/ABS的顶盖盖板本体上。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种热塑性弹性体材料及其制备方法与应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种热塑性弹性体材料，按质量份数比计由如下原料制备而成：
作为优选实施方式的，所述填充剂选自高岭土。
作为优选实施方式的，所述填充油选自石蜡油。
作为优选实施方式的，所述助剂选自交联剂、稳定剂、防老剂中的一种或多种。
本发明还提供一种上述的热塑性弹性体材料的制备方法，包括如下步骤：
1)将三元乙丙橡胶与填充油充分混合均匀，使得填充油被三元乙丙橡胶完全吸收；
2)加入马来酸酐接枝-PP、尼龙6、填充剂，在搅拌过程中加入助剂，混合均匀，得到混合物；
3)将混合物挤出造粒，最后干燥处理，即可。
作为优选实施方式的，所述步骤3)中，将混合物采用双螺杆挤出机挤出造粒。
本发明还提供一种上述的热塑性弹性体材料的应用，所述热塑性弹性体材料用于PA66/ABS材料顶盖盖板二次注塑成型粘接密封条。
作为优选实施方式的，所述热塑性弹性体材料用于PA66/ABS材料顶盖盖板二次注塑成型粘接密封条的方法为：在盖板本体的边沿上预置若干排均布的圆柱状深孔，二次注塑时将热塑性弹性体材料熔融注射入深孔内，与深孔的内壁嵌合、粘接成型。
作为优选实施方式的，所述注塑过程中的温度分别为：后段温度为210～230℃，第二中段温度为220～250℃，第一中段温度为230～260℃，前段温度为235～265℃，喷嘴温度为240～270℃，模具温度为80～140℃。
与现有技术相比，具有如下有益效果：
其一，本发明的热塑性弹性体材料可以通过二次注塑粘接在PA66/ABS材料顶盖盖板本体边沿上，并通过在盖板本体边沿上预置均布的圆柱型深孔，将热塑性弹性体材料熔融注入，强化了粘接效果。
其二，本发明的成型方法能够将热塑性弹性体材料与PA66/ABS材料的顶盖盖板本体很好地成为一体，密封条粘接牢固，零件长期热老化试验和密封性试验测试表明密封条性能良好。
其三，本发明的二次注塑工艺条件可将热塑性弹性体材料熔融注入深孔内，与深孔内壁嵌合、粘接，防拉脱，从而进一步强化了密封条与罩盖的注射粘接效果，提高了与罩盖的融合粘接性。
附图说明
图1为盖板总成的结构示意图；
图2为盖板本体边沿上的深孔结构示意图；
图中，1-盖板本体、2-深孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
实施例1：
本实施例的热塑性弹性体材料，按质量份数比计由如下原料制备而成：
本实施例热塑性弹性体材料的制备方法，包括如下步骤：
将EPDM与石蜡油充分混合，待石蜡油被EPDM完全吸收，充分混合均匀后加入PP-G-MAH、PA6，再加入填充剂高岭土，在搅拌过程中加入助剂(交联剂、稳定剂、防老剂按质量比1:1:1混合而成)，混合均匀后送入双螺杆挤出机中挤出造粒，干燥，制得热塑性弹性体材料，该热塑性弹性体材料可用于PA66/ABS材料顶盖盖板二次注塑成型的热塑性弹性体密封条。
热塑性弹性体材料用于PA66/ABS材料顶盖盖板二次注塑成型粘接密封条的方法为：在盖板本体1的边沿上预置若干排均布的圆柱状深孔2，二次注塑时将热塑性弹性体材料熔融注射入深孔2内，与深孔2的内壁嵌合、粘接成型。注塑过程中的温度分别为：后段温度为230℃，第二中段温度为250℃，第一中段温度为260℃，前段温度为265℃，喷嘴温度为270℃，模具温度为140℃。
将热塑性弹性体材料与市场上的某一可包覆尼龙的SEBS材料作为对比例1在经注射制得标准样条，在同种测试条件下进行性能比对，结果见表1。
表1
采用热塑性弹性体材料二次注塑制造的顶盖盖板总成，长期热老化试验和密封性试验等测试表明密封条性能良好，密封条剥离结果为密封条本体破坏，零件测试结果见表2。
表2
实施例2：
本实施例的热塑性弹性体材料，按质量份数比计由如下原料制备而成：
将EPDM与石蜡油充分混合，待石蜡油被EPDM完全吸收，充分混合均匀后加入PP-G-MAH、PA6,再加入填充剂高岭土，在搅拌过程中加入助剂(交联剂、稳定剂、防老剂按质量比为1:2:3混合而成)，混合均匀后送入双螺杆挤出机中挤出造粒，干燥，制得热塑性弹性体材料，该热塑性弹性体材料可用于PA66/ABS材料顶盖盖板二次注塑成型的热塑性弹性体密封条。
热塑性弹性体材料用于PA66/ABS材料顶盖盖板二次注塑成型粘接密封条的方法为：在盖板本体1的边沿上预置若干排均布的圆柱状深孔2，二次注塑时将热塑性弹性体材料熔融注射入深孔2内，与深孔2的内壁嵌合、粘接成型。注塑过程中的温度分别为：后段温度为210℃，第二中段温度为220℃，第一中段温度为230℃，前段温度为235℃，喷嘴温度为240℃，模具温度为80℃。
将热塑性弹性体材料粒料与市场上的某一可包覆尼龙的SEBS材料作为对比例2在经注射制得标准样条，在同种测试条件下进行性能比对，结果见表3，相比对比例2有更好与尼龙粘合性，但压缩永久率明显增加。
表3
实施例3：
本实施例的热塑性弹性体材料，按质量份数比计由如下原料制备而成：
将EPDM加入PP-G-MAH、PA6，再加入填充剂高岭土，在搅拌过程中加入助剂(交联剂、稳定剂、防老剂按质量比为1:2:1混合而成)，混合均匀后送入双螺杆挤出机中挤出造粒，干燥，制得热塑性弹性体材料，该热塑性弹性体材料可用于PA66/ABS材料顶盖盖板二次注塑成型的热塑性弹性体密封条。
热塑性弹性体材料用于PA66/ABS材料顶盖盖板二次注塑成型粘接密封条的方法为：在盖板本体1的边沿上预置若干排均布的圆柱状深孔2，二次注塑时将热塑性弹性体材料熔融注射入深孔2内，与深孔2的内壁嵌合、粘接成型。注塑过程中的温度分别为：后段温度为230℃，第二中段温度为240℃，第一中段温度为250℃，前段温度为250℃，喷嘴温度为250℃，模具温度为100℃。
以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，其余未详细说明的为现有技术，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种热塑性弹性体材料，其特征在于：按质量份数比计由如下原料制备而成：
2.根据权利要求1所述的热塑性弹性体材料，其特征在于：所述填充剂选自高岭土。
3.根据权利要求1所述的热塑性弹性体材料，其特征在于：所述填充油选自石蜡油。
4.根据权利要求1所述的热塑性弹性体材料，其特征在于：所述助剂选自交联剂、稳定剂、防老剂中的一种或多种。
5.一种权利要求1～4任一项所述的热塑性弹性体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将三元乙丙橡胶与填充油充分混合均匀，使得填充油被三元乙丙橡胶完全吸收；
2)加入马来酸酐接枝-PP、尼龙6、填充剂，在搅拌过程中加入助剂，混合均匀，得到混合物；
3)将混合物挤出造粒，最后干燥处理，即可。
6.根据权利要求5所述的热塑性弹性体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，将混合物采用双螺杆挤出机挤出造粒。
7.一种权利要求1～4任一项所述的热塑性弹性体材料的应用，其特征在于：所述热塑性弹性体材料用于PA66/ABS材料顶盖盖板二次注塑成型粘接密封条。
8.根据权利要求7所述的热塑性弹性体材料的应用，其特征在于：所述热塑性弹性体材料用于PA66/ABS材料顶盖盖板二次注塑成型粘接密封条的方法为：在盖板本体(1)的边沿上预置若干排均布的圆柱状深孔(2)，二次注塑时将热塑性弹性体材料熔融注射入深孔(2)内，与深孔(2)的内壁嵌合、粘接成型。
9.根据权利要求8所述的热塑性弹性体材料的应用，其特征在于：所述注塑过程中的温度分别为：后段温度为210～230℃，第二中段温度为220～250℃，第一中段温度为230～260℃，前段温度为235～265℃，喷嘴温度为240～270℃，模具温度为80～140℃。
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