CN113954467A - 双面结皮的epdm片材、密封件及密封件的制备方法 - Google Patents

双面结皮的epdm片材、密封件及密封件的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双面结皮的EPDM片材、密封件及密封件的制备方法，包括EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材层和EPDM膜层，EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材层的表面裸露有若干泡孔，所述泡孔的开口面与EPDM膜层封堵连接，使泡孔成为闭孔空气弹性胶囊。通过上述方式，本发明保留了EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡的片材优异特性，还通过闭孔空气弹性胶囊结构确保了片材的压缩密封的可靠性，消除了EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材易压缩变形渗漏雨水的缺陷，提高了抗压缓冲性能；成本是EPDM三元乙丙橡胶闭孔发泡密封件的60%，使得价格竞争力强和技术性能指标均满足汽车主机厂的要求。

Description

双面结皮的EPDM片材、密封件及密封件的制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，特别是涉及一种双面结皮的EPDM片材、密封件及密封件的制备方法。
背景技术
开孔发泡材料（也称连孔）：开孔发泡材料泡孔与泡孔之间互相连通，或完全连通，单维或三维都能通过气体或液体，泡孔径为0.5~3mm不等。开孔发泡材料因其特殊的结构，具有以下特性：
1、优越的压缩性：只要低应力就可以压缩，反弹力小，且易回复。
2、保温隔热性：虽为开孔结构，但泡孔复杂，与闭孔材料相比一样具有隔热保温效果。
3、止水保水性：经压缩后水分不会渗漏，内部水分不易流失。
4、吸音性：由于开孔率高，内部泡孔结构复杂，使声波能量被衰减，因而表现出有极优越的吸音性能。
闭孔发泡材料：具有独立泡孔结构，内部泡孔与泡孔之间有壁膜隔开，不相互连通。闭孔发泡材料具有极其优良的抗冲击性，反弹性，柔软性，隔音性，隔热性，防水性，防汽性等。
三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，英文全称:Ethylene-Propylene-Diene Monomer(简称:EPDM)，三元乙丙是乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物。二烯烃具有特殊的结构，只有两键之一的才能共聚，不饱和的双键主要是作为交链处。另一个不饱和的不会成为聚合物主链，只会成为边侧链。三元乙丙的主要聚合物链是完全饱和的。这个特性使得三元乙丙可以抵抗热，光，氧气，尤其是臭氧。三元乙丙本质上是无极性的，对极性溶液和化学物具有抗性，吸水率低，具有良好的绝缘特性。
现在的消费者要求汽车物美价廉，要求性价比高，主机厂也在压低汽车零部件的价格，尤其在汽车用密封材料方面更为明显，如使用EPDM三元乙丙橡胶闭孔发泡片材研制车灯密封垫，那么用EPDM三元乙丙橡胶闭孔发泡片材做的密封垫零部件成本要高于主机厂订货的价格，意味着汽车零部件的制造商将会出现亏损和没有盈利能力，下游企业难以为继，但是主机厂的技术性能指标要求没有降低。
但采用EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡的片材制作密封件存在较多缺陷，经常遭到客户投诉。被客户投诉的主要原因是开孔发泡密封件主要是在雨天或洗车时渗水，当车灯壳体上集聚雨水时，车灯壳体密封有缺陷的位置渗入微水份，造成车灯内结雾凝露，影响车灯光照射发黄近光的效果，看不清道路前方的情况从而产生影响行车安全的隐患。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种能够保留EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡的片材的原有优异性能，克服其表面开孔的缺陷，同时提高抗压缓冲性能，不渗雨水并满足工程应用的要求，大幅降低成本的双面结皮的EPDM片材、密封件及密封件的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种双面结皮的EPDM片材，包括：EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材层和EPDM膜层，EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材层的表面裸露有若干泡孔，所述泡孔的开口面与EPDM膜层封堵连接，使泡孔成为闭孔空气弹性胶囊，使其的抗压缩回弹性能与EPDM三元乙丙橡胶闭孔发泡片材相当。
在本发明一个较佳实施例中，EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材层的上下表面的泡孔均通过EPDM膜层封堵连接。这层薄膜与片材表面熔接在一起，把开孔发泡的片材表面裸露的泡孔全部封堵熔接牢固，使得雨水无路径渗入开孔发泡材料内部，从而满足汽车车灯密封件的要求。
在本发明一个较佳实施例中，EPDM膜层用于封堵的表面设有硫化剂封堵层，硫化剂封堵层与EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材层牢固熔接。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种利用双面结皮的EPDM片材制备而成的密封件，包括以上任一所述的双面结皮的EPDM片材。
在本发明一个较佳实施例中，所述双面结皮的EPDM片材的表面连接有胶粘剂层，胶粘剂层与EPDM膜层表面连接，用于将密封件组装粘结，胶粘剂层表面设有运输存储用离型防粘纸层。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种密封件的制备方法，包括以下步骤：
1）准备EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材、EPDM膜和硫化剂；
2）EPDM膜表面刮涂硫化剂；
3）将有硫化剂的EPDM膜表面与EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材热压硫化，形成至少有3层结构的复合片材；
4）在复合片材上复合背胶，然后模切成型加工成各种形状的密封件。
在本发明一个较佳实施例中，所述热压硫化的硫化温度160-180℃，硫化保温段长4-7米，硫化时间4-8min，热压进料速度1-3m/min。
在本发明一个较佳实施例中，硫化剂为硫磺硫化剂。
本发明的有益效果是：本发明一方面保留了EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡的片材优异的耐天候、耐臭氧、耐热、稳定性、有良好的保温性、隔热性、防滑、缓冲、防震、吸音、隔音、密封等特性，另一方面通过闭孔空气弹性胶囊结构确保了片材的压缩密封的可靠性，消除了EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材易压缩变形渗漏雨水的缺陷，提高了抗压缓冲性能；本发明的成本是EPDM三元乙丙橡胶闭孔发泡密封件的60%，使得价格竞争力强和技术性能指标均满足汽车主机厂的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明利用双面结皮的EPDM片材制备而成的密封件一较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本发明实施例包括：
一种双面结皮的EPDM片材，包括：EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材层1和EPDM膜层2，EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材层1的表面裸露有若干泡孔11，所述泡孔的开口面与EPDM膜层2封堵连接，使泡孔成为闭孔空气弹性胶囊。
本发明的优选实施例是在EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材层1的上下表面的泡孔均通过EPDM膜层2封堵连接，如图1所示。
其中，EPDM膜层2用于封堵的表面设有硫化剂封堵层21，硫化剂封堵层21与EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材层1牢固熔接。使得雨水无路径渗入开孔发泡材料内部，不影响车灯的光学性能有效发挥，从而满足汽车车灯密封件的要求。
本发明还涉及一种密封件，包括上述的双面结皮的EPDM片材。所述双面结皮的EPDM片材的表面连接有胶粘剂层3，胶粘剂层3与EPDM膜层2表面连接，用于将密封件组装粘结，胶粘剂层表面设有运输存储用离型防粘纸层4。
本发明的密封件具有耐老化性，有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性。在120℃下可长期使用，在150-200℃下可短暂或间歇使用。加入适宜防老剂可提高其使用温度。以过氧化物交联的三元乙丙橡胶可在苛刻的条件下使用。三元乙丙橡胶在臭氧浓度 50pphm、拉伸30%的条件下，可达150h以上不龟裂。
本发明的密封件耐腐蚀性好，缺乏极性，不饱和度低，因而对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性。
本发明的密封件耐水蒸汽性能好，具有优异的耐水蒸汽性能并估优于其耐热性。在230℃过热蒸汽中，近100h后外观无变化。而氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶在同样条件下，经历较短时间外观发生明显劣化现象。
本发明的密封件耐过热水性能好，三元乙丙橡胶EPDM耐过热水性能亦较好，在125℃过热水中浸泡15个月后，力学性能变化甚小，体积膨胀率仅0.3%。
本发明的密封件绝缘性能好，具有优异的电绝缘性能和耐电晕性，电性能优于或接近于丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯。
本发明的密封件柔顺性好，由于EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材的乙丙橡胶分子结构中无极性取代基，分子内聚能低，分子链可在较宽范围内保持柔顺性，并在低温下仍能保持。
本发明还涉及密封件的制备方法，包括以下步骤：
1）准备EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材、EPDM膜和硫化剂，其中硫化剂优选为硫磺硫化剂；
2）EPDM膜表面刮涂硫化剂；
3）将有硫化剂的EPDM膜表面与EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材热压硫化，形成至少有3层结构的复合片材；
4）在复合片材上复合背胶，然后模切成型加工成各种形状的密封件，主要应用于汽车车灯密封件。
其中，所述热压硫化的硫化温度160-180℃，硫化保温段长4-7米，优选5米，硫化时间4-8min，优选5min，热压进料速度1-3m/min，优选1m/min。
综上所述，本发明一方面保留了EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡的片材优异的耐天候、耐臭氧、耐热、稳定性、有良好的保温性、隔热性、防滑、缓冲、防震、吸音、隔音、密封等特性，另一方面通过闭孔空气弹性胶囊结构确保了片材的压缩密封的可靠性，消除了EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材易压缩变形渗漏雨水的缺陷，提高了抗压缓冲性能；本发明的成本是EPDM三元乙丙橡胶闭孔发泡密封件的60%，使得价格竞争力强和技术性能指标均满足汽车主机厂的要求。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种双面结皮的EPDM片材，其特征在于，包括：EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材层和EPDM膜层，EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材层的表面裸露有若干泡孔，所述泡孔的开口面与EPDM膜层封堵连接，使泡孔成为闭孔空气弹性胶囊。
2.根据权利要求3所述的双面结皮的EPDM片材，其特征在于，EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材层的上下表面的泡孔均通过EPDM膜层封堵连接。
3.根据权利要求2所述的双面结皮的EPDM片材，其特征在于，EPDM膜层用于封堵的表面设有硫化剂封堵层，硫化剂封堵层与EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材层牢固熔接。
4.一种利用双面结皮的EPDM片材制备而成的密封件，其特征在于，包括权利要求1-3任一所述的双面结皮的EPDM片材。
5.根据权利要求4所述的密封件，其特征在于，所述双面结皮的EPDM片材的表面连接有胶粘剂层，胶粘剂层与EPDM膜层表面连接，用于将密封件组装粘结，胶粘剂层表面设有运输存储用离型防粘纸层。
6.根据权利要求5所述的密封件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）准备EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材、EPDM膜和硫化剂；
2）EPDM膜表面刮涂硫化剂；
3）将有硫化剂的EPDM膜表面与EPDM三元乙丙橡胶开孔发泡片材热压硫化，形成至少有3层结构的复合片材；
4）在复合片材上复合背胶，然后模切成型加工成各种形状的密封件。
7.根据权利要求6所述的密封件的制备方法，其特征在于，所述热压硫化的硫化温度160-180℃，硫化保温段长4-7米，硫化时间4-8min，热压进料速度1-3m/min。
8.根据权利要求6所述的密封件的制备方法，其特征在于，硫化剂为硫磺硫化剂。
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