CN113621249B - 一种防异响的tpe防尘套及其生产工艺 - Google Patents

一种防异响的tpe防尘套及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本申请涉及防尘套的技术领域，具体公开了一种防异响的TPE防尘套，其特征在于，包含以下组分TPE；固体石蜡；补强剂；其他助剂。一种防异响的TPE防尘套的生产工艺，包括以下步骤：S1，将TPE加热熔融，加入固体石蜡搅拌混合均匀，得到混合料A；S2，将白油分成第一份白油和第二份白油，将柔性焦炭粉和第一份白油加入至混合物A中，并搅拌均匀得到混合料B；S3，将第二份白油加入至淀粉的水溶液，再加入油包水型乳化剂制成乳液，将乳液和炭黑粉末加入至混合料B中得到混合料C；S4，在混合料C中加入其他助剂搅拌混合均匀，通过制粒，得到弹性体颗粒；S5，将弹性颗粒经过注塑、吹塑、裁剪后得到防尘套。通过加入固体石蜡，使得防尘套不易出现异响。

Description

一种防异响的TPE防尘套及其生产工艺
技术领域
本申请涉及防尘套的领域，更具体地说，它涉及一种防异响的TPE防尘套及其生产工艺。
背景技术
防尘罩位于汽车球笼的周围，是汽车驱动系统球笼护罩，用于存放润滑脂，并避免灰尘、砂石、水、盐等进入润滑系统，防尘罩是汽车的重要部件之一，防尘罩需要能耐受道路上的泥浆和污垢所产生的极端磨蚀性的运行条件，还需要在极端温度条件下保持高度的挠性，以适应汽车可能发生的大角度急转弯。
防尘罩通常由TPE材料制成，TPE材料具有橡胶高强度以及高回弹性，又具有可注塑加工的特征，还具有环保无毒安全，硬度范围广，有优良着色性，触感柔软，耐候性好，抗疲劳性好、耐温性好，加工性能优越，无须硫化，可循环使用的优点。TPE可以二次注塑成型，与PP、PE、PC、PS、ABS等基材包覆粘合，也可单独成型，TPE材料在生产过程中不引入重金属，不添加有毒的邻苯二甲酸盐增塑剂，符合ROHS、REACH、EN71、PAHS及FDA环保检测。TPE材料采用直接注塑成型，加工容易，成型周期短，废制品回收容易，是取代橡胶及硅胶的理想材料。
当汽车大角度急转弯时，防尘套发生形变后接触球笼轴杆，并且防尘套容易与球笼轴杆摩擦后发出异响，导致汽车大角度急转弯时噪音大，影响汽车的使用体验感。
发明内容
为了改善防尘套容易出现异响的问题，本申请提供一种防异响的TPE防尘套及其生产工艺。
第一方面，本申请提供一种防异响的TPE防尘套，采用如下的技术方案：
一种防异响的TPE防尘套，包含以下重量份的组分：
TPE 90-110份；
固体石蜡 24-32份；
补强剂 15-20份；
其他助剂 3-6份。
通过采用上述技术方案，通过加入固体石蜡，一方面降低防尘套的表面摩擦力，从而使异响不易出现；另一方面，当防尘套与球笼轴杆的金属轴摩擦时，固体石蜡被蹭在金属轴表面并形成一层致密的保护膜，这层保护膜具有润滑的作用，使得异响不易出现，从而使防尘套出现异响的概率显著降低。
可选的，还包括重量份为8-12份的保护油。
通过采用上述技术方案，保护油的添加，使的防尘套在低温下其表面仍旧保持较好的润滑性能，使得异响不易出现。
可选的，还包括重量份为5-8份的柔性焦炭粉。
通过上述技术方案，柔性焦炭粉是用硬度低、气孔率高、含碳量高的优质焦炭原料精选而成，柔性焦炭粉能降低防尘套的摩擦系数，降低摩擦时产生的噪音，从而降低异响的出现概率。同时柔性焦炭粉的添加能提高防尘套的强度，且柔性焦炭粉的添加不易影响防尘套的韧性，使得防尘套不易开裂。
可选的，所述补强剂包括炭黑粉末、油包水型乳化剂以及40-70wt%的淀粉的水溶液；所述炭黑粉末、油包水型乳化剂以及40-70wt%的淀粉的水溶液的质量比为（8-15）:（1-3）:（6-10）。
通过采用上述技术方案，炭黑粉作为染料改变防尘套的颜色，且炭黑粉能较好的提高防尘套的抗老化性能。将保护油和淀粉的水溶液通过油包水型乳化剂制备成乳液后添加至TPE中，使得淀粉的水溶液在TPE中能分散均匀，糊化后的淀粉具有较强的粘结强度，提高防尘套整体关联性，能较好的提高防尘套的强度和韧性。
可选的，所述保护油为白油。
通过采用上述技术方案，白油是经过特殊的深度精制后的矿物油，白油无色、无味、化学惰性、光安定性能好，基本组成为饱和烃结构，芳香烃、含氮、氧、硫等物质近似于零。白油与TPE相容性较好，白油的添加使得防尘套不仅在低温下不易出现异响，还能提高防尘套的韧性，且白油的惰性结构使得防尘套的抗高温老化性能较好。
可选的，所述其他助剂包括抗氧化剂、抗紫外线剂，所述抗氧化剂、抗紫外线剂的质量比为（2-3）:1。
通过采用上述技术方案，抗氧化剂和抗紫外线剂共同作用，提高防尘套的抗老化性能。
第二方面，本申请提供一种防异响的TPE防尘套的生产工艺，采用如下的技术方案：
一种防异响的TPE防尘套的生产工艺，包括以下步骤：
S1，按所需重量份计，将TPE加热熔融，再加入固体石蜡搅拌混合均匀，得到混合料A；
S2，按所需重量份计，将白油分成两份，分别为第一份白油和第二份白油，将柔性焦炭粉和第一份白油加入至混合物A中，并搅拌均匀得到混合料B；
S3，按所需重量份计，将第二份白油加入至40-70wt%的淀粉的水溶液，再加入油包水型乳化剂制成油包水型乳液，将油包水型乳液和炭黑粉末加入至混合料B中得到混合料C；
S4，按所需重量份计，在混合料C中加入其他助剂搅拌混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出制粒，得到弹性体颗粒；
S5，将弹性颗粒经过注塑、吹塑、裁剪后得到防尘套。
通过采用上述技术方案，本方案主要采用熔融共混后再通过挤出机挤出、注塑、吹塑的方式生产出防尘套，无需硫化，使得防尘套制备工艺简单。
可选的，所述S2步骤中将柔性焦炭粉浸泡在白油中，浸泡至柔性焦炭粉表面充分包裹白油后，得到浸泡料；将浸泡料边搅拌边加入至搅拌中的混合物A中，并继续搅拌均匀得到混合料B。
通过采用上述技术方案，将柔性焦炭粉通过白油浸泡，柔性焦炭粉外表包覆一层白油，使得柔性焦炭粉与TPE相容性较好，不易上浮且容易均匀分散在TPE内，使柔性焦炭粉对提高防尘套强度以及降低防尘套摩擦系数的效果较好，从而使防尘套不易开裂且不易出现异响。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、通过加入固体石蜡，使得防尘套不易出现异响
2、通过采用白油作为保护油，使防尘套不仅在低温下不易出现异响，还能提高防尘套的韧性。
3、本申请的方法，通过加入柔性焦炭粉，使防尘套不易出现异响的同时，提高防尘套的强度，且对防尘套的韧性影响较小，使得防尘套不易开裂。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料名称 种类或来源
TPE 杜邦牌TPE HTR8223
柔性焦炭粉 巩义市回郭镇鑫源摩擦材料经营部出售，100目
炭黑粉末 天津双腾新材料科技有限公司出售，炭黑N339
油包水型乳化剂 武汉曙尔生物科技有限公司出售的甲基聚硅氧烷共聚物、海安牌脂肪醇聚氧乙烯醚、乳化剂OP-4
保护油 白油、植物油、松香油、蓖麻油
抗氧化剂 抗氧剂1010
抗紫外线剂 森诺牌，紫外线吸收剂UV-3030
实施例
实施例1
一种防异响的TPE防尘套，包含以下质量的组分：
TPE 90kg；
固体石蜡 24kg；
炭黑粉末 9kg；
甲基聚硅氧烷共聚物 2kg；
70wt%的淀粉的水溶液 7kg；
抗氧剂1010 2kg；
UV-3030 1kg。
一种防异响的TPE防尘套的生产工艺，其工艺如下：
按所需质量的原料进行如下操作，将TPE加入至密炼机，加热至250℃熔融，加入固体石蜡搅拌混合均匀，加入炭黑粉末、油包水型乳化剂、70wt%的淀粉的水溶液搅拌混合均匀后，最后加入抗氧剂1010、UV-3030搅拌混合均匀得到拌料；将拌料通过双螺杆挤出机挤出制粒，螺杆转速500rpm，得到弹性体颗粒；最后将弹性颗粒经过注塑、吹塑、裁剪后得到防尘套。
实施例2
一种防异响的TPE防尘套，包含以下质量的组分：
TPE 110kg；
固体石蜡 32kg；
炭黑粉末 14kg；
脂肪醇聚氧乙烯醚 3kg；
40wt%的淀粉的水溶液 8kg；
抗氧剂1010 4kg；
UV-3030 1.6kg。
一种防异响的TPE防尘套的生产工艺，其工艺如下：
按所需质量的原料进行如下操作，将TPE加入至密炼机，加热至250℃熔融，加入固体石蜡搅拌混合均匀，加入炭黑粉末、油包水型乳化剂、40wt%的淀粉的水溶液搅拌混合均匀后，最后加入抗氧剂1010、UV-3030搅拌混合均匀得到拌料；将拌料通过双螺杆挤出机挤出制粒，螺杆转速500rpm，得到弹性体颗粒；最后将弹性颗粒经过注塑、吹塑、裁剪后得到防尘套。
实施例3
一种防异响的TPE防尘套，包含以下质量的组分：
TPE 100kg；
固体石蜡 28.4kg；
炭黑粉末 12.3kg；
乳化剂OP-4 2.2kg；
55wt%的淀粉的水溶液 9.5kg；
抗氧剂1010 4.2kg；
UV-3030 1.4kg。
一种防异响的TPE防尘套的生产工艺，其工艺如下：
按所需质量的原料进行如下操作，将TPE加入至密炼机加热至250℃熔融，加入固体石蜡搅拌混合均匀，加入炭黑粉末、乳化剂OP-4、55wt%的淀粉的水溶液搅拌混合均匀后，最后加入抗氧剂1010、UV-3030搅拌混合均匀得到拌料；将拌料通过双螺杆挤出机挤出制粒，螺杆转速500rpm，得到弹性体颗粒；最后将弹性颗粒经过注塑、吹塑、裁剪后得到防尘套。
实施例4
与实施例3的区别在于，加入固体石蜡后还添加有8kg的白油。
实施例5
与实施例4的区别在于，白油的加入量为12kg。
实施例6
与实施例4的区别在于，白油的加入量为10kg。
实施例7
与实施例6的区别在于，还添加有5kg的柔性焦炭粉。
一种防异响的TPE防尘套的生产工艺，按所需质量的原料进行如下步骤：
S1，将TPE加入至密炼机加热至250℃熔融，再加入固体石蜡搅拌混合均匀，得到混合料A；
S2，将白油和柔性焦炭粉加入至混合物A中，并搅拌均匀得到混合料B；
S3，将炭黑粉末、乳化剂OP-4、55wt%的淀粉的水溶液加入至混合料B中得到混合料C；
S4，在混合料C中加入抗氧剂1010、UV-3030搅拌混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出制粒，得到弹性体颗粒；
S5，将弹性颗粒经过注塑、吹塑、裁剪后得到防尘套。
实施例8
与实施例7的区别在于，柔性焦炭粉的加入量为8kg。
实施例9
与实施例7的区别在于，柔性焦炭粉的加入量为6.6kg。
实施例10
与实施例7的区别在于，S2步骤中，将柔性焦炭粉浸泡在白油中，浸泡1h，得到浸泡料；将浸泡料边搅拌边加入至搅拌中的混合物A中，并继续搅拌均匀得到混合料B。
实施例11
与实施例10的区别在于，将白油分成两份，第一份白油为3kg，第二份白油为3.6kg；S2步骤中，将柔性焦炭粉浸泡在第一份白油中，浸泡0.5-2h，得到浸泡料；
S3步骤中，将第二份白油加入至55wt%的淀粉的水溶液，再加入乳化剂OP-4通过高剪切乳化机制成油包水型乳液，将油包水型乳液和炭黑粉末加入至混合料B中得到混合料C。
实施例12
与实施例3的区别在于，不添55wt%的淀粉的水溶液。
实施例13
与实施例3的区别在于，不添加炭黑粉。
实施例14
与实施例3的区别在于，不添加乳化剂OP-4剂。
实施例15
与实施例2的区别在于，不添加脂肪醇聚氧乙烯醚。
实施例16
与实施例3的区别在于，炭黑粉末添加有6.7kg、乳化剂OP-4添加有7.8kg、55wt%的淀粉的水溶液添加有10.5kg。
实施例17
与实施例3的区别在于，炭黑粉末添加有8.7kg、乳化剂OP-4添加有4.6kg、55wt%的淀粉的水溶液添加有12.7kg。
实施例18
与实施例6的区别在于，植物油等量替代白油。
实施例19
与实施例6的区别在于，松香油等量替代白油。
实施例20
与实施例6的区别在于，蓖麻油等量替代白油。
对比例
对比例1
与实施例3的区别在于，不添加固体石蜡。
对比例2
与实施例3的区别在于，液体石蜡等量替代固体石蜡。
对比例3
与实施例3的区别在于，不添加补强剂。
性能检测试验
异响检测：对实施例1-20和对比例1-3的防尘套进行检测，采用同一实施例和对比例分别制备得到50个防尘套，将防尘套安装至汽车上进行检测，25℃下，汽车转向角为30°转弯3次，人耳听是否发生异响，在表1中记录发生异响的个数，并在-10℃也对防尘套进行上述检测，在表1中记录发生异响的个数。
强度和韧性检测：参照JIS K 6251测试防尘套的拉伸强度及断裂伸长率，测试结果记录在表2。
老化检测：将防尘套放置于热空气老化烘箱中，设定温度为100℃，老化5d，取出试样冷却，测试老化后的拉伸强度和断裂伸长率，并分别计算老化前和老化后的变化率以及老化前后的断裂伸长率的变化率，通过变化率以表征抗老化情况，变化率越大，则抗老化性能越差，测试结果详见表2。
表1
25℃异响个数 -10℃异响个数
实施例1 20 28
实施例2 19 27
实施例3 16 24
实施例4 13 17
实施例5 13 18
实施例6 12 16
实施例7 9 14
实施例8 8 14
实施例9 8 13
实施例10 7 11
实施例11 7 11
实施例12 16 23
实施例13 16 24
实施例14 16 25
实施例15 19 27
实施例16 17 26
实施例17 16 25
实施例18 13 18
实施例19 14 19
实施例20 13 18
对比例1 27 38
对比例2 15 22
对比例3 17 24
表2
拉伸强度/MPa 断裂伸长率%
老化前 老化后 变化率% 老化前 老化后 变化率%
实施例1 46.4 37.2 -19.8 242 174 -28.1
实施例2 46.3 37.0 -20.0 246 177.4 -27.9
实施例3 47.8 38.5 -19.4 250 180.5 -27.8
实施例4 45.3 37.5 -17.2 262 206.2 -21.3
实施例5 45.2 37.5 -17.1 265 209.4 -21.0
实施例6 45.6 37.8 -17.1 266 210.1 -21.1
实施例7 53.7 44.6 -16.9 263 206.7 -21.4
实施例8 54.2 45.0 -17.0 262 204.1 -22.1
实施例9 54.3 45.1 -16.9 263 207.2 -21.2
实施例10 56.7 47.2 -16.8 264 207.8 -21.3
实施例11 57.9 48.4 -16.4 266 210.9 -20.7
实施例12 44.7 36.2 -19.1 243 178.6 -26.5
实施例13 42.3 33.8 -20.1 249 178.3 -28.4
实施例14 47.6 38.4 -19.3 242 176.4 -27.1
实施例15 46.4 37.1 -20.1 242 176.9 -26.9
实施例16 41.2 34.9 -19.2 241 179.3 -27.4
实施例17 40.7 34.5 -19.1 239 178.1 -27.6
实施例18 41.6 34.4 -17.2 263 206.7 -21.4
实施例19 42.3 35.0 -17.3 261 205.4 -21.3
实施例20 40.2 33.3 -17.1 259 202.8 -21.7
对比例1 53.4 44.5 -16.6 231 185.5 -19.7
对比例2 39.4 32.2 -18.2 253 190.8 -24.6
对比例3 37.4 30.4 -18.7 237 191.3 -19.3
结合实施例1-3和对比例1-2并结合表1和2可以看出，固体白蜡的添加使得防尘套不易出现异响，且使得防尘套的韧性明显提高。而液体石蜡虽然能提高防尘套的韧性，但是会使防尘套的强度大幅度降低。
结合实施例1-3和对比例3并结合表2可以看出，补强剂能提高防尘套的强度和韧性。
结合实施例3和实施例4-6并结合表1和2可以看出，白油使得防护套在低温下不易出现异响，白油还使防尘套的韧性明显提高，且还提高防尘套的抗老化性能。
结合实施例6和实施例18-20并结合表1和2可以看出，与植物油、松箱油以及蓖麻油相比，白油能在对防尘套强度影响较小的状态下，较好的提高防尘套的韧性。
结合实施例6和实施例7-9并结合表1和2可以看出，柔性焦炭粉的添加能较好的提高防尘套的强度，且不易影响防尘套的韧性。
结合实施例9和实施例10并结合表1和2可以看出，通过白油对柔性焦炭粉浸泡后，使柔性焦炭粉与TPE相容性较好，进一步提高防尘套的强度，且使防尘套不易出现异响。
结合实施例9和实施例11并结合表1和2可以看出，将淀粉的水溶液制成油包水型乳液，使得淀粉溶液在TPE中能分散均匀，使淀粉的水溶液能较好的提高防尘套的强度和韧性。
结合实施例3和实施例12并结合表1和2可以看出，淀粉的水溶液能较好的提高防尘套的韧性。
结合实施例3和实施例13并结合表1和2可以看出，炭黑能较好的提高防尘套的抗老化性能。
结合实施例2和3和实施例14和15并结合表1和2可以看出，乳化剂OP-4与脂肪醇聚氧乙烯醚相比，乳化剂OP-4对防尘套的韧性的提高的效果更好。
结合实施例3和实施例16和17并结合表1和2可以看出，当炭黑粉末、油包水型乳化剂以及40-70wt%的淀粉的水溶液的质量比为（8-15）:（1-3）:（6-10）范围时，补强剂的作用效果较好，否则会导致防尘套的强度和韧性明显降低。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (3)

1.一种防异响的TPE防尘套，其特征在于，包含以下重量份的组分：
TPE 90-110份；
固体石蜡 24-32份；
补强剂 15-20份；
其他助剂 3-6份；
还包括重量份为8-12份的保护油；
还包括重量份为5-8份的柔性焦炭粉；
所述补强剂包括炭黑粉末、油包水型乳化剂以及40-70wt%的淀粉的水溶液；所述炭黑粉末、油包水型乳化剂以及40-70wt%的淀粉的水溶液的质量比为（8-15）:（1-3）:（6-10）；
所述保护油为白油；
所述其他助剂包括抗氧化剂、抗紫外线剂，所述抗氧化剂、抗紫外线剂的质量比为（2-3）:1。
2.一种权利要求1所述的防异响的TPE防尘套的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1，按所需重量份计，将TPE加热熔融，再加入固体石蜡搅拌混合均匀，得到混合料A；
S2，按所需重量份计，将白油分成两份，分别为第一份白油和第二份白油，将柔性焦炭粉和第一份白油加入至混合物A中，并搅拌均匀得到混合料B；
S3，按所需重量份计，将第二份白油加入至40-70wt%的淀粉的水溶液，再加入油包水型乳化剂制成油包水型乳液，将油包水型乳液和炭黑粉末加入至混合料B中得到混合料C；
S4，按所需重量份计，在混合料C中加入其他助剂搅拌混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出制粒，得到弹性体颗粒；
S5，将弹性颗粒经过注塑、吹塑、裁剪后得到防尘套。
3.根据权利要求2所述的防异响的TPE防尘套的生产工艺，其特征在于：所述S2步骤中将柔性焦炭粉浸泡在白油中，浸泡至柔性焦炭粉表面充分包裹白油后，得到浸泡料；将浸泡料边搅拌边加入至搅拌中的混合物A中，并继续搅拌均匀得到混合料B。
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