CN102604312B - 热塑性弹性体密封条材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热塑性弹性体密封条材料及其制备方法。该热塑性弹性体密封条材料，由如下重量份数的原料构成：SEBS 20～35份；接枝SEBS 8～15份；白油15～40份；改性有机硅氧烷15～25份；矿物填料5～10份；聚烯烃10～25份；润滑剂0.1～1.0份；及抗氧剂0.1～0.5份。上述热塑性弹性体密封条材料中引入了改性有机硅氧烷，由于硅氧键具有更高的键能以及更大的空间位角，因此与常规的SBC类TPE密封条相比，具有更优异的耐高温性能。

Description

热塑性弹性体密封条材料及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及密封条材料及其制备方法，特别是涉及一种热塑性弹性体密封条材料及其制备工艺。

【背景技术】

随着我国的家电行业、汽车行业的飞速发展，对密封条的需求量越来越大，要求也越来越高，我国已经成为了汽车、家电消费大国，因此密封条具有广阔的市场及前景。

随着工业的发展，新型的密封条材料越来越多，其中热塑性弹性体材料就是最突出的环保材料中的一种，它主要分为聚烯烃类(TPO、TPV)、聚氨酯类(TPU)、聚氯乙烯类(TPVC)、聚酰胺类(TPAE)等类型的热塑性弹性体。

热塑性弹性体(thermoplastic elastomer，简称TPE)是指在常温下具有加硫橡胶的性质(即弹性体的性质)，在高温下又可以塑性变形，由于它是受热即具有可塑性的弹性体，古称为热可塑弹性体。TPE是由橡胶成分与塑胶成分所构成。

硫化橡胶工艺复杂且难以回收再次利用，而聚氯乙烯含有卤素且含有大量的增塑剂因此对环境有一定的负面作用，随着对环保的要求越来越高，而TPE为同时具有橡胶与塑胶之性质的材料，已经具有加硫橡胶的性质，不必加硫作业，加工简单，可重复使用，因此热塑性弹性体在密封条的行业会扮演越来越重要的角色。

然而，常规的热塑性弹性体材料TPE存在耐热性能有限、压缩永久变形大，耐久性与重复耐疲劳性还有限等情况，在一定程度上限制了其使用的范围。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种力学性能优异，耐高温的热塑性弹性体密封条材料。

一种热塑性弹性体密封条材料，由如下重量份数的原料构成：

SEBS                            20～35份；

接枝SEBS                        8～15份；

白油                            15～40份；

改性有机硅氧烷                  15～25份；

矿物填料                        5～10份；

聚烯烃                          10～25份；

润滑剂                          0.1～1.0份；及

抗氧剂                          0.1～0.5份。

在优选的实施例中，所述改性有机硅氧烷为有机硅-聚氨酯共聚物或苯乙烯-聚二甲基硅氧烷嵌段聚合物。

在优选的实施例中，所述SEBS为线型三嵌段的SEBS。

在优选的实施例中，所述接枝SEBS为马来酸酐接枝SEBS。

在优选的实施例中，所述白油为环烷基白油和石蜡基白油中的一种或者两种的混合物。

在优选的实施例中，所述矿物填料为碳酸钙和白炭黑中的一种或者两种的混合物。

在优选的实施例中，所述聚烯烃为以下物质中的一种或者至少两种的混合物：HIPS、均聚PP、共聚PP、乙烯-丁烯共聚型POE和乙烯-丙烯共聚型POE。

在优选的实施例中，所述润滑剂为以下物质中的一种或者至少两种的混合物：聚二甲基硅氧烷、硅酮母粒、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和硬脂酸钙。

在优选的实施例中，所述抗氧剂为以下物质中的一种或者两种混合物：(3、5-二叔丁基-4-4羟基苯基)丙酸十八碳酸酯和三(2、4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。

一种热塑性弹性体密封条材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、按照重量份数称取白油15～40份、润滑剂0.1～1.0份，将两者混合，搅拌均匀；

步骤二、按照重量份数称取SEBS 20～35份加入步骤一得到的混合液中搅拌均匀，至SEBS完全吸收白油；

步骤三、按照重量分数称取接枝SEBS 8～15份、改性有机硅氧烷15～25份、矿物填料5～10份、聚烯烃10～25份、抗氧剂0.1～0.5份，加入步骤二得到的混合液并搅拌均匀；及

第四步、用双螺杆挤出机塑化、挤出、冷却、造粒，即得所述热塑性弹性体密封条材料。

上述热塑性弹性体密封条材料中引入了改性有机硅氧烷，由于硅氧键具有更高的键能以及更大的空间位角，因此与常规的SBC类TPE密封条相比，具有更优异的耐高温性能。其次，改性有机硅氧烷的引入，在一定程度上对复合材料起到明显的内润滑和外润滑作用，进而也改善了材料整体的加工性能和降低表面摩擦，使上述材料作为冰箱、冷柜、汽车上密封条时具有更好的密封性。

【具体实施方式】

以下通过具体实施方式对热塑性弹性体密封条材料及其制备方法作详细说明。

一实施方式的热塑性弹性体密封条材料，其是由如下重量份数的原料构成：

SEBS                                20～35份；

接枝SEBS                            8～15份；

白油                                15～40份；

改性有机硅氧烷                      15～25份；

矿物填料                            5～10份；

聚烯烃                              10～25份；

润滑剂                              0.1～1.0份；及

抗氧剂                              0.1～0.5份。

其中，SEBS优选为线型三嵌段的SEBS(苯乙烯和丁二烯共聚氢化而成的嵌段共聚物)。

接枝SEBS优选为马来酸酐接枝SEBS(SEBS-g-MAH)。

白油优选为环烷基白油和石蜡基白油中的一种或者两种的混合物。

改性有机硅氧烷优选为有机硅-聚氨酯共聚物或苯乙烯-聚二甲基硅氧烷嵌段聚合物。

矿物填料优选为碳酸钙和白炭黑中的一种或者两种的混合物。

聚烯烃优选为以下物质中的一种或者至少两种的混合物：HIPS(即耐冲击性聚苯乙烯)、均聚PP(即均聚型聚丙烯)、共聚PP(即共聚型聚丙烯)、乙烯-丁烯共聚型POE(即乙烯-丁烯共聚型聚烯烃弹性体)和乙烯-丙烯共聚型POE。

润滑剂优选为以下物质中的一种或者至少两种的混合物：聚二甲基硅氧烷、硅酮母粒、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和硬脂酸钙。

抗氧剂优选为以下物质中的一种或者两种混合物：(3、5-二叔丁基-4-4羟基苯基)丙酸十八碳酸酯和三(2、4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。

上述热塑性弹性体密封条材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、按照重量份数称取白油15～40份、润滑剂0.1～1.0份，将两者混合，搅拌均匀；

步骤二、按照重量份数称取SEBS 20～35份加入步骤一得到的混合液中搅拌均匀，至SEBS完全吸收白油；

步骤三、按照重量分数称取接枝SEBS 8～15份、改性有机硅氧烷15～25份、矿物填充5～10份、矿物填料10～25份、抗氧剂0.1～0.5份，加入步骤二得到的混合液并搅拌均匀；及

第四步、用双螺杆挤出机塑化、挤出、冷却、造粒，即得所述热塑性弹性体密封条材料。

上述热塑性弹性体密封条材料中引入了改性有机硅氧烷，由于硅氧键具有更高的键能以及更大的空间位角，因此与常规的SBC类TPE密封条相比，具有更优异的耐高温性能。其次，改性有机硅氧烷的引入，在一定程度上对复合材料起到明显的内润滑和外润滑作用，进而也改善了材料整体的加工性能和降低表面摩擦，使上述材料作为冰箱、冷柜、汽车上密封条时具有更好的密封性。

本实施方式的改性有机硅氧烷优选为有机硅-聚氨酯共聚物或苯乙烯-聚二甲基硅氧烷嵌段聚合物。苯乙烯-聚二甲基硅氧烷是由苯乙烯与聚二甲基硅氧烷通过自由基本体聚合反应合成的具有不同有机硅含量的聚二甲基硅氧烷接枝聚苯乙烯共聚物。在对接枝共聚物做力学性能测试时发现，共聚物的冲击强度和断裂延伸率随有机硅含量的增加而提高，热稳定性也较聚苯乙烯有一定程度的提高。另外，在本实施方式的配方体系中含有聚苯乙烯树脂，苯乙烯-聚二甲基硅氧烷共聚物与聚苯乙烯树脂具有较好的相容性，因此选择苯乙烯-聚二甲基硅氧烷共聚物能使热稳定性也在一定程度上提高。由于苯乙烯-聚二甲基硅氧烷共聚物与体系具有很好的相容性，因此上述热塑性弹性体密封条材料具有良好的力学性能，例如较大程度的增加材料的冲击强度以及断裂伸长率等。

下面结合具体实施例对热塑性弹性体密封条材料及其制备方法作详细说明。

1.原料配比(重量份数)

表1

2、加工工艺

第一步称取白油、润滑剂，将两者混合，搅拌均匀；第二步称取SEBS加入搅拌均匀，至SEBS完全吸收白油；第三步称取SEBS-g-MAH、改性有机硅氧烷、矿物填料、聚烯烃、抗氧剂，加入并搅拌均匀；第四步用双螺杆挤出机在170℃～200℃温度下在设定转速、螺杆组合等加工参数下塑化、挤出、冷却、造粒；第五步烘干包装，即得到上速热塑性弹性体密封条复合材料。

3性能测试

表2为实施例1～4的性能测试数据与常规SBC类TPE密封条的性能对比

表2

由表2可知，本发明实施例的热塑性弹性体密封条材料具有优异的力学性能，良好的耐高温性能，弹性回复性能好，成形加工方便，主要性能指标达到或优于传统的SBC类TPE密封条，适合应用于汽车、冰箱、冷柜等方面的密封条。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种热塑性弹性体密封条材料，其特征在于，由如下重量份数的原料构成：

所述改性有机硅氧烷为有机硅-聚氨酯共聚物或苯乙烯-聚二甲基硅氧烷嵌段聚合物；

所述接枝SEBS为马来酸酐接枝SEBS；

所述聚烯烃为以下物质中的一种或者至少两种的混合物：HIPS、均聚PP、共聚PP、乙烯-丁烯共聚型POE和乙烯-丙烯共聚型POE。

2.根据权利要求1所述的热塑性弹性体密封条材料，其特征在于：所述SEBS为线型三嵌段的SEBS。

3.根据权利要求1所述的热塑性弹性体密封条材料，其特征在于：所述白油为环烷基白油和石蜡基白油中的一种或者两种的混合物。

4.根据权利要求1所述的热塑性弹性体密封条材料，其特征在于：所述矿物填料为碳酸钙和白炭黑中的一种或者两种的混合物。

5.根据权利要求1所述的热塑性弹性体密封条材料，其特征在于：所述润滑剂为以下物质中的一种或者至少两种的混合物：聚二甲基硅氧烷、硅酮母粒、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和硬脂酸钙。

6.根据权利要求1所述的热塑性弹性体密封条材料，其特征在于：所述抗氧剂为以下物质中的一种或者两种混合物：（3、5-二叔丁基-4-4羟基苯基）丙酸十八碳酸酯和三（2、4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯。

7.一种热塑性弹性体密封条材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、按照重量份数称取白油15～40份、润滑剂0.1～1.0份，将两者混合，搅拌均匀；

步骤二、按照重量份数称取SEBS20～35份加入步骤一得到的混合液中搅拌均匀，至SEBS完全吸收白油；

步骤三、按照重量分数称取接枝SEBS8～15份、改性有机硅氧烷15～25份、矿物填料5～10份、聚烯烃10～25份、抗氧剂0.1～0.5份，加入步骤二得到的混合液并搅拌均匀；及

第四步、用双螺杆挤出机塑化、挤出、冷却、造粒，即得所述热塑性弹性体密封条材料；

所述改性有机硅氧烷为有机硅-聚氨酯共聚物或苯乙烯-聚二甲基硅氧烷嵌段聚合物。