CN113930023A - 组合物、密封条及制备密封条的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了组合物、密封条及制备密封条的方法，所述组合物包括：70‑150重量份的三元乙丙橡胶、6.5‑9.5重量份的活性剂、0.5‑1.5重量份的分散剂、80‑120重量份的补强剂、35‑65重量份的增塑剂、20.5‑41.5重量份的填料、4.5‑5.5重量份的纤维素、0.5‑1.5重量份的石墨烯、4‑6重量份的环糊精类化合物、5‑7重量份的吸湿剂、0.4‑1.2重量份的硫磺、1.2‑2重量份的促进剂。由此，各组分之间互相配合，可以降低硫化过程中异味物质的挥发，由该组合物制备的密封条具有较低的气味。同时，由该组合物制备密封条的硫化速度较快，可以提高密封条的生产效率。

Description

组合物、密封条及制备密封条的方法

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及组合物、密封条及制备密封条的方法。

背景技术

随着人们环保意识逐渐提高，汽车车内空气质量成为广大群众和社会舆论的关注焦点。气味是能够反映出车内空气质量优劣的重要指标。气味是挥发性物质刺激人体的鼻腔嗅觉神经而在中枢神经中引起的一种感觉，是一种基于人嗅觉感官和舒适度的主观评价。引起嗅觉器官不舒适的气味也会引起心情烦躁。汽车内部气味较大会危害人体的呼吸系统、循环系统、神经系统等，严重影响驾驶员和乘客的身体健康及行车安全。

汽车密封条作为汽车重要零部件对车内气味有着较大的贡献量，其散发出的主要是焦臭味、氨味等刺激难闻的气味。

因此，有必要对现有的密封条进行改进。

发明内容

发明人发现，现有密封条配方存在气味较大、影响乘客身心健康与整车品质的缺陷。

为改善上述技术问题，本发明提供一种组合物，所述组合物包括：70-150重量份的三元乙丙橡胶、6.5-9.5重量份的活性剂、0.5-1.5重量份的分散剂、80-120重量份的补强剂、35-65重量份的增塑剂、20.5-41.5重量份的填料、4.5-5.5重量份的纤维素、0.5-1.5重量份的石墨烯、4-6重量份的环糊精类化合物、5-7重量份的吸湿剂、0.4-1.2重量份的硫磺、1.2-2重量份的促进剂。由此，各组分之间互相配合，可以降低硫化过程中异味物质的挥发，由该组合物制备的密封条具有较低的气味。同时，由该组合物制备密封条的硫化速度较快，保证快速硫化，可以提高密封条的生产效率，有利于提升密封条的产能，能够实现快速硫化生产的应用。

根据本发明的实施例，所述增塑剂包括聚丁二烯和石蜡油；所述聚丁二烯的含量为5-15重量份，所述石蜡油的含量为30-50重量份。由此，聚丁二烯和石蜡油互相配合，可以进一步改善组合物的粘度，提高组合物的交联程度，降低异味物质的产生，降低由组合物制备的密封条的气味。

根据本发明的实施例，所述填料包括氧化铝和碳纳米管；所述氧化铝的含量为20-40重量份，所述碳纳米管的含量为0.5-1.5重量份。由此，可以有效的提高组合物的导热系数，保证密封条的硫化速度，减少硫磺及促进剂的用量，降低密封条产品的气味。

根据本发明的实施例，所述促进剂包括二丁基二硫代磷酸锌盐促进剂和胺类促进剂；所述二丁基二硫代磷酸锌盐促进剂的含量为0.6-1重量份，所述胺类促进剂的含量为0.6-1重量份。由此，二丁基二硫代磷酸锌盐促进剂和胺类促进剂互相配合，可以进一步提高硫化速度。

根据本发明的实施例，所述活性剂包括氧化锌和硬脂酸；所述氧化锌的含量为6-8重量份，所述硬脂酸的含量为0.5-1.5重量份。由此，可以有效提高促进剂的活性和硫化速度。

根据本发明的实施例，所述分散剂包括聚乙二醇。由此，可以很好的改善三元乙丙橡胶在混炼过程中的分散性，提高均匀性。

根据本发明的实施例，所述补强剂包括炭黑。由此，可以有效的吸附挥发性有机物，减少气味的散发，降低密封条产品的气味。

本发明还提供一种密封条，所述密封条是由前文所述的组合物制备而成的。由此，该密封条具有前文所述的组合物所具有的全部特征和优点，在此不再赘述。

根据本发明的实施例，所述密封条为汽车密封条。

本发明还提供一种制备前文所述的密封条的方法，所述方法包括：将三元乙丙橡胶、除味剂、填料、增塑剂、活性剂、分散剂、补强剂混合，进行一段混炼；将所述一段混炼得到的产物与硫磺、促进剂、吸湿剂混合，进行二段混炼，得到密封条。由此，该方法具有前文所述的密封条所述的全部特征和优点，在此不再赘述。总的来说，由该方法制备得到的密封条具有低气味，同时，该方法的硫化速度较快，保证了快速硫化，可以提高密封条的生产效率，有利于提升密封条的产能。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂未注明生产厂商者，均为可以通过市场购买获得的常规产品。

现有密封条的刺激性气味主要原因在于配方中各组分本身自带异味，进而由各组分组成的组合物制备的密封条具有刺激性气味。而且在密封条生产过程中硫化反应产生刺激性气味。

为改善上述技术问题，本发明提供一种组合物，所述组合物包括：70-150重量份的三元乙丙橡胶、6.5-9.5重量份的活性剂、0.5-1.5重量份的分散剂、80-120重量份的补强剂、35-65重量份的增塑剂、20.5-41.5重量份的填料、4.5-5.5重量份的纤维素、0.5-1.5重量份的石墨烯、4-6重量份的环糊精类化合物、5-7重量份的吸湿剂、0.4-1.2重量份的硫磺、1.2-2重量份的促进剂。由此，各组分之间互相配合，可以降低硫化过程中异味物质挥发，由该组合物制备的密封条具有较低的气味。同时，由该组合物制备密封条的硫化速度较快，保证快速硫化，可以提高密封条的生产效率，有利于提升密封条的产能，能够实现快速硫化生产的应用。

本申请采用纤维素、石墨烯和环糊精类化合物的混合物作为除味体系。纤维素具有很高的比表面积和孔隙率，有利于分子在其内部的快速扩散和附着。纤维素是一种生物亲和载体，可以很好地稳定复合物。因此，在组合物中添加纤维素，可以有效地提高吸附性能。石墨烯具有高比表面积，通过添加石墨烯，可以增强纤维素的吸附性能，更有效的吸附由组合物生产密封条的过程中所产生的小分子异味物质。环糊精类化合物具有异味气体反应因子，通过添加环糊精类化合物，可以有效的捕捉异味物质，降低密封条的气味。总的来说，上述含量的纤维素、石墨烯和环糊精类化合物互相配合，可以有效的吸附和捕捉由组合物生产密封条过程中产生的异味物质，降低密封条的气味。

需要说明的是，环糊精类化合物是指取代或未取代的环糊精，本发明对取代环糊精的具体官能团、以及官能团的位置不作限制，本领域技术人员可以根据使用需求进行选择。

在组合物中，纤维素的含量为4.5-5.5重量份，例如4.5重量份、4.6重量份、4.7重量份、4.8重量份、4.9重量份、5.0重量份、5.1重量份、5.2重量份、5.3重量份、5.4重量份、5.5重量份。

在组合物中，石墨烯的含量为0.5-1.5重量份，例如0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1.0重量份、1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份。

在组合物中，环糊精类化合物的含量为4-6重量份，例如4重量份、4.2重量份、4.4重量份、4.5重量份、4.6重量份、4.8重量份、5重量份、5.2重量份、5.4重量份、5.5重量份、5.6重量份、5.8重量份、6重量份。

在本发明的一些实施例中，三元乙丙橡胶使用超高ENB生胶并用高乙烯生胶。例如，可以使用陶氏化学超高ENB生胶XSU51116并用陶氏化学高乙烯生胶4770P。生胶XSU51116牌号ENB含量高达9.5，能够保证密封条具有较快的硫化速度，同时减少B段配方中硫磺和促进剂的用量，减少含硫臭味物质产生风险。生胶4770P牌号乙烯含量为70％，能保证配方强度以及物理性能，改善密封条产品的外观。

本发明对吸湿剂的具体种类不作限制，本领域技术人员可以根据使用需求进行选择。

根据本发明的实施例，所述增塑剂包括聚丁二烯和石蜡油；所述聚丁二烯的含量为5-15重量份，例如5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份。所述石蜡油的含量为30-50重量份，例如30重量份、32重量份、34重量份、35重量份、36重量份、38重量份、40重量份、42重量份、44重量份、46重量份、48重量份、50重量份。由此，聚丁二烯和石蜡油互相配合，可以进一步改善组合物的粘度，提高组合物的交联程度，降低异味物质产生，降低由组合物制备的密封条的气味。

具体地，聚丁二烯具有弹性好、耐磨性强、与其他组分相容性好等特点。聚丁二烯能够在改善粘度的前提下，有效提高组合物的交联程度，减少硫磺和促进剂的用量，降低异味物质产生。根据本发明的一些实施例，聚丁二烯优选为液体聚丁二烯。

进一步地，石蜡油优选为石蜡油2158，其生产过程中小分子物质残留较少，因此能够降低硫化过程中石蜡油中小分子异味物质挥发，降低由组合物制备的密封条的气味。

根据本发明的实施例，所述填料包括氧化铝和碳纳米管；所述氧化铝的含量为20-40重量份，例如可以为20重量份、22重量份、24重量份、25重量份、26重量份、28重量份、30重量份、32重量份、34重量份、35重量份、36重量份、38重量份、40重量份。所述碳纳米管的含量为0.5-1.5重量份，例如0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1.0重量份、1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份。由此，氧化铝和碳纳米管互相配合，可以有效的提高组合物的导热系数，保证密封条的硫化速度，减少硫磺及促进剂的用量，降低密封条产品的气味。

具体地，氧化铝(Al₂O₃)是导热材料，添加上述含量的氧化铝，可以有效提高密封条的导热系数，减少促进剂的用量，保证密封条的硫化速度。碳纳米管具有高强度和导热系数，添加上述含量的碳纳米管，可以有效的提高密封条的导热效率。

根据本发明的实施例，硫磺可以是硫磺S-80。

根据本发明的实施例，所述促进剂包括二丁基二硫代磷酸锌盐促进剂和胺类促进剂；所述二丁基二硫代磷酸锌盐促进剂的含量为0.6-1.0重量份，例如0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1.0重量份。所述胺类促进剂的含量为0.6-1.0重量份，例如0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1.0重量份。由此，二丁基二硫代磷酸锌盐促进剂和胺类促进剂互相配合，可以进一步提高硫化速度。

进一步地，胺类促进剂可以是促进剂XLA，促进剂XLA是莱茵化学新型环保超速无亚硝胺促进剂，是一种活性胺类物质，能提高配方硫化速度。进一步地，二丁基二硫代磷酸锌盐促进剂可以是HSPD-50。二丁基二硫代磷酸锌盐促进剂和胺类促进剂都是无亚硝胺促进剂体系。

根据本发明的实施例，所述活性剂包括氧化锌和硬脂酸；所述氧化锌的含量为6-8重量份，例如6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份，所述硬脂酸的含量为0.5-1.5重量份，例如0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1.0重量份、1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份。由此，氧化锌和硬脂酸互相配合，可以有效的提高促进剂的活性和硫化速度。

根据本发明的实施例，所述分散剂包括聚乙二醇。由此，可以很好的改善三元乙丙橡胶在混炼过程中的分散性，提高均匀性。

根据本发明的实施例，所述补强剂包括炭黑。由此，可以有效的吸附挥发性有机物，减少气味的散发，降低密封条产品的气味。

进一步地，所述炭黑可以为N550炭黑或GN550炭黑，优选为GN550炭黑。具体地，GN550炭黑具有更好的分散性，其筛余物量为N550炭黑的1/50，这种特性更有利于吸附挥发性有机物，减少气味的散发，降低密封条产品的气味。

本发明还提供一种密封条，所述密封条是由前文所述的组合物制备而成的。由此，该密封条具有前文所述的组合物所具有的全部特征和优点，在此不再赘述。总的来说，该密封条具有低气味。而且，该密封条的硫化速度较快，保证了快速硫化，可以提高密封条的生产效率，有利于提升密封条的产能。

根据本发明的实施例，所述密封条为汽车密封条。

本发明还提供一种制备前文所述的密封条的方法，所述方法包括：将三元乙丙橡胶、除味剂、填料、增塑剂、活性剂、分散剂、补强剂混合，进行一段混炼；将所述一段混炼得到的产物与硫磺、促进剂、吸湿剂混合，进行二段混炼，得到密封条。由此，该方法具有前文所述的密封条所具有的全部特征和优点，在此不再赘述。总的来说，由该方法制备得到的密封条具有低气味。同时，该方法的硫化速度较快，保证快速硫化，可以提高密封条的生产效率，有利于提升密封条的产能，并满足快速生产的工艺要求。

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。实施例和对比例的原料均可通过市售获得或者已知的方法制备得到。

实施例1

称取符合要求的各组分，形成组合物。具体地，称取60重量份的三元乙丙橡胶XSU51116、50重量份的三元乙丙橡胶4770P、7重量份的氧化锌、1重量份的硬脂酸、1重量份的聚乙二醇、100重量份的炭黑GN550、10重量份的液体聚丁二烯、40重量份的石蜡油2158、30重量份的氧化铝、1重量份的碳纳米管、5重量份的纤维素、1重量份的石墨烯、5重量份的环糊精类化合物、6重量份的吸湿剂、0.8重量份的硫磺S-80、0.8重量份的促进剂HSPD-50、0.8重量份的促进剂XLA。

使用具有上述含量的组合物作为原料，制备密封条，具体步骤如下。

一段混炼：

在3L密炼机中进行混炼，混炼工艺为：密炼室初始温度70℃，转子转速40r·min^-1，加入三元乙丙橡胶XSU51116、三元乙丙橡胶4770P、氧化锌、硬脂酸、聚乙二醇、纤维素、石墨烯、环糊精类化合物等混炼40s，加入炭黑GN550、氧化铝、碳纳米管、液体聚丁二烯、石蜡油2158等混炼，随后在120℃的温度下排气，随后在150℃的温度下排胶。

在8寸开炼机上进行，下片工艺为：一段混炼胶→薄通2遍左右割胶倒胶10次→下片→停放待用。

二段混炼：

在8寸开炼机上进行，混炼工艺为：一段混炼胶→薄通2遍→加入硫磺S-80、促进剂HSPD-50、促进剂XLA、吸湿剂→左右割胶倒胶10次→打三角包4次→打卷3次→下片→停放待用(B段胶)。

将B段胶停放12h后使用平板硫化机压制试样，得到密封条。

实施例2

参照实施例1的方法制备密封条，不同之处在于，组合物包括4.5重量份的纤维素、0.5重量份的石墨烯、4重量份的环糊精类化合物，其他组分的物质组成与含量均与实施例1相同。

实施例3

参照实施例1的方法制备密封条，不同之处在于，组合物包括5.5重量份的纤维素、1.5重量份的石墨烯、6重量份的环糊精类化合物，其他组分的物质组成与含量均与实施例1相同。

实施例4

参照实施例1的方法制备密封条，不同之处在于，组合物包括20重量份的氧化铝、0.5重量份的碳纳米管，其他组分的物质组成与含量均与实施例1相同。

实施例5

参照实施例1的方法制备密封条，不同之处在于，组合物包括40重量份的氧化铝、1.5重量份的碳纳米管，其他组分的物质组成与含量均与实施例1相同。

对比例1

参照实施例1的方法制备密封条，不同之处在于，组合物包括4重量份的纤维素、0.3重量份的石墨烯、3重量份的环糊精类化合物，其他组分的物质组成与含量均与实施例1相同。

对比例2

参照实施例1的方法制备密封条，不同之处在于，组合物包括6重量份的纤维素、2重量份的石墨烯、6.5重量份的环糊精类化合物，其他组分的物质组成与含量均与实施例1相同。

对比例3

参照实施例1的方法制备密封条，不同之处在于，组合物包括18重量份的氧化铝、0.3重量份的碳纳米管、0重量份的液体聚丁二烯，其他组分的物质组成与含量均与实施例1相同。

对比例4

参照实施例1的方法制备密封条，不同之处在于，组合物包括45重量份的氧化铝、2重量份的碳纳米管、20重量份的液体聚丁二烯，其他组分的物质组成与含量均与实施例1相同。

性能验证

对实施例1-5和对比例1-4的密封条进行性能测试。密封条的性能测试时，材料物理性能评价标准：硬度要求(70-75)A，拉伸强度、拉断伸长率等性能按照GB/T528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》进行评价，标准拉伸强度要求≥8.0Mpa，拉断伸长率要求≥300％；气味性能按照大众气味测试方法与评价标准进行判定，要求≤3.0级。

材料综合性能通过硬度、拉伸强度、硫化速度、气味等指标进行表征。实施例1-实施例5密封条的材料性能测试数据见下表1；对比例1-对比例4密封条的材料性能测试数据见下表2。

表1

性能指标	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						硬度/A	73	72.5	73.6	70.6	75.0
拉伸强度/MPa	9.46	9.28	9.48	8.66	9.72
						拉断伸长率/％	367	352	382	365	302
T90/s	72	76	70	92	68
						气味等级	2.5	3.0	2.3	2.6	2.6

备注：T90是按照180℃*5min进行测试。

表2

性能指标	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4
					硬度/A	71.5	75.1	68.1	79.4
拉伸强度/MPa	9.16	9.68	8.36	10.42
					拉断伸长率/％	327	396	372	268
T90/s	79	70	105	65
					气味等级	3.4	2.3	2.6	2.6

从表1和表2可以看出，实施例1-5的密封条具有较高的硬度、拉伸强度和拉断伸长率，具有较短的硫化时间，同时具有较低的气味。对比例1的密封条的性能较差，对比例1中密封条的气味等级大于3级，不满足气味等级小于等于3级的要求。对比例2的原料中纤维素、石墨烯、环糊精类化合物的含量过大，虽然对比例2的密封条具有较高的硬度、拉伸强度和拉断伸长率，具有较短的硫化时间，具有较低的气味，但是对比例2在混炼过程存在胶料分散不良的问题，导致密封条产品外观不良，不能满足外观要求。对比例3的密封条的硬度小于70A，不能满足密封条的硬度要求，并且T90较大，即对比例3的硫化速度较慢。对比例4的拉断伸长率小于300％，不能满足密封条对拉断伸长率的要求。总的来说，只有当制备密封条的原料中的各个组分的含量在本申请的范围内时，制备得到的密封条才能具有较好的性能，本申请的密封条具有较快的硫化时间，同时具有较低的气味。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种组合物，其特征在于，所述组合物包括：70-150重量份的三元乙丙橡胶、6.5-9.5重量份的活性剂、0.5-1.5重量份的分散剂、80-120重量份的补强剂、35-65重量份的增塑剂、20.5-41.5重量份的填料、4.5-5.5重量份的纤维素、0.5-1.5重量份的石墨烯、4-6重量份的环糊精类化合物、5-7重量份的吸湿剂、0.4-1.2重量份的硫磺、1.2-2重量份的促进剂。

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述增塑剂包括聚丁二烯和石蜡油；

所述聚丁二烯的含量为5-15重量份，所述石蜡油的含量为30-50重量份。

3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述填料包括氧化铝和碳纳米管；

所述氧化铝的含量为20-40重量份，所述碳纳米管的含量为0.5-1.5重量份。

4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述促进剂包括二丁基二硫代磷酸锌盐促进剂和胺类促进剂；

所述二丁基二硫代磷酸锌盐促进剂的含量为0.6-1重量份，所述胺类促进剂的含量为0.6-1重量份。

5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述活性剂包括氧化锌和硬脂酸；

所述氧化锌的含量为6-8重量份，所述硬脂酸的含量为0.5-1.5重量份。

6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述分散剂包括聚乙二醇。

7.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述补强剂包括炭黑。

8.一种密封条，其特征在于，所述密封条是由权利要求1-7任一项所述的组合物制备而成的。

9.根据权利要求8所述的密封条，其特征在于，所述密封条为汽车密封条。

10.一种制备权利要求8-9任一项所述的密封条的方法，其特征在于，所述方法包括：

将三元乙丙橡胶、除味剂、填料、增塑剂、活性剂、分散剂、补强剂混合，进行一段混炼；

将所述一段混炼得到的产物与硫磺、促进剂、吸湿剂混合，进行二段混炼，得到密封条。