本發(fā)明涉及汽車密封條技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及汽車密封條膠料，以及由該密封條膠料獲得的一種汽車密封條。
背景技術(shù)：
密封條是用于密封并起到減震、防水、隔音、隔熱、防塵、固定等作用的產(chǎn)品，從80年代起密封條先后被應(yīng)用到汽車、門窗、機(jī)柜、冰箱、集裝箱等各種行業(yè)，并根據(jù)不同行業(yè)的要求，先后研發(fā)出了特有的汽車密封條、機(jī)械密封條、門窗密封條等產(chǎn)品。汽車整車質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)是密封性，而汽車密封條產(chǎn)品正是決議這一指標(biāo)優(yōu)劣的重要零部件之一。汽車密封條被普遍應(yīng)用于汽車前后風(fēng)擋、車門、車窗、座椅、天窗、發(fā)動(dòng)機(jī)艙、后備箱等車身部位，除具有密封、減震、防水、防塵、隔音、裝飾等功用外還起到填補(bǔ)車身部件之間的間隙，彌補(bǔ)裝配誤差等作用，對(duì)司乘人員及整車起到保護(hù)和維護(hù)。由于汽車在使用中受一年四季外界環(huán)境的影響，汽車密封條常因高溫、低溫、強(qiáng)光照射及惡劣環(huán)境的腐蝕，容易發(fā)生變形和老化等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了密封條的密封性能、減震性能和使用壽命，進(jìn)而影響汽車的使用安全性，不僅屬于汽車配件中的易耗品，還成為影響汽車使用安全的不穩(wěn)定因素。目前汽車密封條主要由三元乙丙橡膠(EPDM)的密實(shí)橡膠與海綿橡膠復(fù)合而成，以滿足使用性能方面如彈性、抗壓縮變形、耐老化、耐臭氧、耐化學(xué)作用、較寬的使用溫度范圍(-40℃～+120℃)等的要求，隨著汽車性能的發(fā)展，對(duì)具有高密封性、高耐受性和高抗壓縮變形性密封條的需求日益增強(qiáng)，對(duì)高性能密封條的材質(zhì)研究成為本領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種汽車密封條膠料，包括以下重量份原料組分：三元乙丙橡膠50-60份、氯丁橡膠20-30份、熱塑性聚氨酯彈性體30-40份、白炭黑15-25份、經(jīng)γ-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行表面改性的硅烷化玻璃纖維10-20、碳酸鈣5-10份、促進(jìn)劑Z 3-5份、促進(jìn)劑D 2-4份、促進(jìn)劑M 2-4份、潤滑分散劑1-3份、交聯(lián)劑1-3份、防老劑1-3份；
按照以下步驟制備：
a、獲取經(jīng)γ-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行表面改性的硅烷化玻璃纖維；
b、將捏煉機(jī)預(yù)熱后加入三元乙丙橡膠、氯丁橡膠和經(jīng)γ-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行表面改性的硅烷化玻璃纖維，150-160℃煉制10-20min；
c、然后加入各促進(jìn)劑、潤滑分散劑、交聯(lián)劑和防老劑，180-200℃煉制10-20min；
d、最后加入熱塑性聚氨酯彈性體、白炭黑和碳酸鈣，210-230℃煉制15-20min，得到汽車密封條膠料。
為提高汽車密封條的密封性能、耐受性能和抗壓縮變形性能，本發(fā)明從密封條膠料的原料組成入手，在傳統(tǒng)汽車密封條原料三元乙丙橡膠的基礎(chǔ)上，配合氯丁橡膠和熱塑性聚氨酯彈性體，使得到的膠料材料形成復(fù)合交聯(lián)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使其在后續(xù)加工中易于與常規(guī)硫化體系交聯(lián)，從而賦予膠料極其優(yōu)異的密封性能和抗壓縮變形性能，同時(shí)由于耐老化的氯丁橡膠和具有特殊軟段硬段并存結(jié)構(gòu)的熱塑性聚氨酯彈性體的引入，使膠料材料的耐老化、耐油、耐化學(xué)作用、耐溫度影響及彈性等方面的性能都得到顯著增強(qiáng)，極大提高密封條的使用性能和使用壽命。在密封條膠料三大原料的配合作用下，再加入白炭黑、改性的硅烷化玻璃纖維和碳酸鈣，以增強(qiáng)膠料的力學(xué)性能、力學(xué)強(qiáng)度和纖維性。此外，再配以各促進(jìn)劑、潤滑分散劑、交聯(lián)劑、防老劑等輔助原料，促進(jìn)膠料材料在形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)過程各原料的分散與結(jié)合，維持各原料的穩(wěn)定，以得到具有優(yōu)異性能的膠料材料，滿足汽車密封條的發(fā)展需求，促進(jìn)汽車密封條領(lǐng)域的發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)膠料的制備，通過限定各原料組分的混合順序與分步煉制溫度及時(shí)間，來保證在膠料的生產(chǎn)反應(yīng)中各原料組分間能夠充分分散與結(jié)合，促進(jìn)反應(yīng)的順利、高效進(jìn)行，和復(fù)合交聯(lián)結(jié)構(gòu)的形成，避免副反應(yīng)的發(fā)生和副產(chǎn)物的干擾，實(shí)現(xiàn)對(duì)密封條膠料密封性能、耐受性能、抗壓縮變形性能的優(yōu)化，增強(qiáng)力學(xué)性能，以提供可滿足高性能要求的汽車密封條膠料。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的限定，所述潤滑分散劑為亞乙基雙硬脂酰胺(EBS)、芐基萘磺酸甲醛縮合物(CNF)或分散劑FC-303中的至少一種。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的限定，所述交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯(DCP)、三烯基甲基三異氰脲酸脂(TAIC)或交聯(lián)劑H631中的至少一種。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的限定，所述防老劑為防老劑D、防老劑RD、防老劑DNP或防老劑NBC中的至少一種。
進(jìn)一步限定潤滑分散劑、交聯(lián)劑、防老劑等輔料的物質(zhì)種類，以獲得性能更優(yōu)異、更穩(wěn)定的汽車密封條膠料。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的限定，所述經(jīng)γ-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行表面改性的硅烷化玻璃纖維按以下步驟獲得：
將玻璃纖維的短切絲在550-600℃下燒制30-40min，待冷卻后浸入到γ-氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液中，浸漬20-25min后進(jìn)行超聲處理，設(shè)置超聲功率400W，于室溫下對(duì)浸有玻璃纖維的γ-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液超聲振蕩20-25min，最后取出玻璃纖維，干燥得到由γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的玻璃纖維。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的限定，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液的濃度為0.6-1mol/L。
進(jìn)一步限定硅烷化玻璃纖維的改性處理方式及處理?xiàng)l件，以更利于玻璃纖維與膠料主原料間的反應(yīng)和結(jié)構(gòu)的交聯(lián)，形成性能更穩(wěn)定的膠料材料。
一種汽車密封條，包括由如上所述的汽車密封條膠料制成的本體結(jié)構(gòu)，以及在所述本體結(jié)構(gòu)外周包裹設(shè)置的熱塑性聚氨酯膜的膜結(jié)構(gòu)
由本發(fā)明的密封條膠料制備汽車密封條的本體結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步在本體結(jié)構(gòu)外周包裹由熱塑性聚氨酯膜形成的膜結(jié)構(gòu)，通過熱塑性聚氨酯膜對(duì)膠料材料的包裹，由于膜材料的防水、透氣、防腐蝕性能和具備的多色彩性，不僅可以使汽車密封條具有更好的耐油性、耐腐蝕性、延長使用壽命等優(yōu)勢(shì)，還可使密封條呈現(xiàn)出更多的色彩和紋路，滿足汽車裝飾的更多設(shè)計(jì)。
綜上所述，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，從汽車密封條膠料的原料組成入手，在傳統(tǒng)汽車密封條原料三元乙丙橡膠的基礎(chǔ)上，配合氯丁橡膠和熱塑性聚氨酯彈性體為三大主料，再加入白炭黑、改性的硅烷化玻璃纖維和碳酸鈣，配以各促進(jìn)劑、潤滑分散劑、交聯(lián)劑、防老劑等輔助原料，同時(shí)在制備方法中限定各原料組分的混合順序與分步煉制溫度及時(shí)間，使原料組分間形成復(fù)合交聯(lián)結(jié)構(gòu)，保證反應(yīng)的順利、高效進(jìn)行，使獲得的膠料具有極其優(yōu)異的密封性能、抗壓縮變形性能，和顯著增強(qiáng)的耐老化、耐油、耐化學(xué)作用、耐溫度影響及彈性等方面的性能，以及增強(qiáng)的力學(xué)性能、力學(xué)強(qiáng)度和纖維性，從而極大提高密封條的使用性能和使用壽命。該制備過程簡(jiǎn)單，控制穩(wěn)定，能夠提供可滿足高性能要求的汽車密封條膠料。由本發(fā)明的密封條膠料制備的汽車密封條，通過熱塑性聚氨酯膜對(duì)膠料材料的包裹，不僅可以使汽車密封條具有更好的耐油性、耐腐蝕性、延長使用壽命等優(yōu)勢(shì)，還可使密封條呈現(xiàn)出更多的色彩和紋路，滿足汽車的裝飾設(shè)計(jì)和性能需求的發(fā)展，促進(jìn)汽車密封條領(lǐng)域的進(jìn)步。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例一
本實(shí)施例涉及一種汽車密封條及其制備。
實(shí)施例1.1
一種汽車密封條膠料，包括以下原料組分：三元乙丙橡膠56份，氯丁橡膠23份，熱塑性聚氨酯彈性體35份，白炭黑21份、經(jīng)γ-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行表面改性的硅烷化玻璃纖維12份、碳酸鈣6份、促進(jìn)劑Z 3份、促進(jìn)劑D 3份、促進(jìn)劑M 4份、潤滑劑EBS 1份、分散劑FC-303 1份、交聯(lián)劑DCP 3份、防老劑D 1份、防老劑RD 1份；
其制備按以下步驟進(jìn)行：
a、獲取經(jīng)γ-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行表面改性的硅烷化玻璃纖維：
將玻璃纖維(使用普通玻璃纖維，其抗拉強(qiáng)度在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為6.3-6.9g/d，濕潤狀態(tài)5.4-5.8g/d，密度2.54g/cm3)的短切絲在550-600℃下燒制30min，待冷卻后浸入到濃度為0.8mol/Lγ-氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液中，浸漬20-25min后進(jìn)行超聲處理，設(shè)置超聲功率400W，于室溫下對(duì)浸有玻璃纖維的γ-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液超聲振蕩20-25min，最后取出玻璃纖維，干燥得到由γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的玻璃纖維；
b、將捏煉機(jī)預(yù)熱后加入三元乙丙橡膠、氯丁橡膠和經(jīng)γ-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行表面改性的硅烷化玻璃纖維，150-160℃煉制12min；
c、然后加入各促進(jìn)劑、潤滑分散劑、交聯(lián)劑和防老劑，180-190℃煉制15min；
d、最后加入熱塑性聚氨酯彈性體、白炭黑和碳酸鈣，210-220℃煉制19min，得到密封條膠料。
將獲得的密封條膠料通過擠出機(jī)成形，得到汽車密封條。為進(jìn)一步優(yōu)化汽車密封條的使用性能和美觀性，以經(jīng)由擠出機(jī)成形的密封條膠料作為汽車密封條的本體結(jié)構(gòu)，在本體結(jié)構(gòu)外周還可包裹一層熱塑性聚氨酯膜，形成膜結(jié)構(gòu)，膜結(jié)構(gòu)與本體結(jié)構(gòu)經(jīng)壓膜機(jī)壓合成為一體，得到新型的汽車密封條，由于該膜材料的防水、透氣、防腐蝕性能和可具備的多色彩性，不僅可以使汽車密封條具有更好的耐油性、耐腐蝕性、延長使用壽命等優(yōu)勢(shì)，還可使密封條呈現(xiàn)出更多的色彩和紋路，滿足汽車裝飾的更多設(shè)計(jì)。
實(shí)施例1.2
一種汽車密封條膠料，包括以下原料組分：三元乙丙橡膠52份，氯丁橡膠26份，熱塑性聚氨酯彈性體38份，白炭黑18份、經(jīng)γ-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行表面改性的硅烷化玻璃纖維16份、碳酸鈣8份、促進(jìn)劑Z 4份、促進(jìn)劑D 2份、促進(jìn)劑M 3份、潤滑劑CNF 3份、交聯(lián)劑TAIC 1份、交聯(lián)劑H631 2份、防老劑NBC 3份；
其制備按以下步驟進(jìn)行：
a、獲取經(jīng)γ-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行表面改性的硅烷化玻璃纖維：
將玻璃纖維(使用普通玻璃纖維，其抗拉強(qiáng)度在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為6.3-6.9g/d，濕潤狀態(tài)5.4-5.8g/d，密度2.54g/cm3)的短切絲在550-600℃下燒制35min，待冷卻后浸入到濃度為0.7mol/Lγ-氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液中，浸漬20-25min后進(jìn)行超聲處理，設(shè)置超聲功率400W，于室溫下對(duì)浸有玻璃纖維的γ-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液超聲振蕩20-25min，最后取出玻璃纖維，干燥得到由γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的玻璃纖維；
b、將捏煉機(jī)預(yù)熱后加入三元乙丙橡膠、氯丁橡膠和經(jīng)γ-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行表面改性的硅烷化玻璃纖維，150-160℃煉制14min；
c、然后加入各促進(jìn)劑、潤滑分散劑、交聯(lián)劑和防老劑，190-200℃煉制12min；
d、最后加入熱塑性聚氨酯彈性體、白炭黑和碳酸鈣，220-230℃煉制17min，得到密封條膠料。
將獲得的密封條膠料可制成常規(guī)的汽車密封條使用，也可制成汽車密封條的本體結(jié)構(gòu)，在本體結(jié)構(gòu)外周包裹熱塑性聚氨酯膜，得到具有本體結(jié)構(gòu)和膜結(jié)構(gòu)的新型汽車密封條。
實(shí)施例1.3
一種汽車密封條膠料，包括以下原料組分：三元乙丙橡膠58份，氯丁橡膠30份，熱塑性聚氨酯彈性體31份，白炭黑24份、經(jīng)γ-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行表面改性的硅烷化玻璃纖維19份、碳酸鈣5份、促進(jìn)劑Z 4份、促進(jìn)劑D 4份、促進(jìn)劑M 3份、潤滑劑EBS 1份、潤滑劑CNF 1份、交聯(lián)劑DCP 1份、交聯(lián)劑H631 1份、防老劑D 1份、防老劑RD 1份、防老劑DNP 1份；
其制備按以下步驟進(jìn)行：
a、獲取經(jīng)γ-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行表面改性的硅烷化玻璃纖維：
將玻璃纖維(使用普通玻璃纖維，其抗拉強(qiáng)度在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為6.3-6.9g/d，濕潤狀態(tài)5.4-5.8g/d，密度2.54g/cm3)的短切絲在550-600℃下燒制38min，待冷卻后浸入到濃度為0.9mol/Lγ-氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液中，浸漬20-25min后進(jìn)行超聲處理，設(shè)置超聲功率400W，于室溫下對(duì)浸有玻璃纖維的γ-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液超聲振蕩20-25min，最后取出玻璃纖維，干燥得到由γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的玻璃纖維；
b、將捏煉機(jī)預(yù)熱后加入三元乙丙橡膠、氯丁橡膠和經(jīng)γ-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行表面改性的硅烷化玻璃纖維，150-160℃煉制13min；
c、然后加入促進(jìn)劑、潤滑分散劑、交聯(lián)劑和防老劑，180-190℃煉制16min；
d、最后加入熱塑性聚氨酯彈性體、白炭黑和碳酸鈣，215-225℃煉制20min，得到密封條膠料。
將獲得的密封條膠料可制成常規(guī)的汽車密封條使用，也可制成汽車密封條的本體結(jié)構(gòu)，在本體結(jié)構(gòu)外周包裹熱塑性聚氨酯膜，得到具有本體結(jié)構(gòu)和膜結(jié)構(gòu)的新型汽車密封條。
實(shí)施例二
本實(shí)施例涉及實(shí)施例一獲得的汽車密封條膠料的性能評(píng)價(jià)，檢測(cè)包括硬度、拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長率、壓縮永久變形和脆性溫度等基本性能，檢測(cè)結(jié)果如下表所示：
由上表數(shù)據(jù)可見，本發(fā)明的汽車密封條膠料具有極其優(yōu)異的彈性、密封性、抗壓縮變形性、和顯著的耐老化、耐腐蝕等耐受性能，以及增強(qiáng)的力學(xué)強(qiáng)度、纖維性等力學(xué)性能，從而極大提高汽車密封條的使用性能和使用壽命，可滿足高性能汽車密封條的要求。
對(duì)比例
本對(duì)比例涉及不同制備步驟對(duì)汽車密封條膠料的影響。
采用與實(shí)施例1.1相同的原料組分，制備按以下步驟進(jìn)行：
A、γ-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行表面改性的硅烷化玻璃纖維：
將普通玻璃纖維的短切絲浸入到濃度為0.9mol/L的γ-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液中，浸漬1h，取出、干燥得到由γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的玻璃纖維；
B、將捏煉機(jī)預(yù)熱后加入三元乙丙橡膠、氯丁橡膠和熱塑性聚氨酯彈性體，150-160℃煉制13min；
C、然后加入促進(jìn)劑、潤滑分散劑、交聯(lián)劑和防老劑，180-190℃煉制16min；
D、最后加入經(jīng)γ-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行表面改性的硅烷化玻璃纖維、白炭黑和碳酸鈣，215-225℃煉制20min，出料，得到的膠料存在不均一的質(zhì)量問題，經(jīng)由擠出機(jī)制得的汽車密封條，在拉伸強(qiáng)度和拉伸伸長率性能方面大幅度下降，不能滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
與對(duì)比例比較可見，本發(fā)明汽車密封條膠料，通過限定各原料組分的混合順序與分步煉制溫度及時(shí)間，促進(jìn)各原料的充分分散與結(jié)合，保證反應(yīng)的順利、高效進(jìn)行，以形成復(fù)合交聯(lián)結(jié)構(gòu)，顯著提高密封性能、耐受性能、抗壓縮變形性能，和力學(xué)性能，提供可滿足高性能要求的汽車密封條膠料。
綜上所述，本發(fā)明的汽車密封條膠料，從原料配方和制備方法兩方面同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，獲得的密封條膠料具有極其優(yōu)異的密封性能、抗壓縮變形性能，和顯著增強(qiáng)的耐老化、耐油、耐化學(xué)作用、耐溫度影響及彈性等性能，以及增強(qiáng)的力學(xué)性能、力學(xué)強(qiáng)度和纖維性，從而極大提高密封條的使用性能和使用壽命。由本發(fā)明的密封條膠料制備的新型汽車密封條，通過熱塑性聚氨酯膜對(duì)膠料材料的包裹，不僅可以使汽車密封條具有更好的耐油性、耐腐蝕性、延長使用壽命等優(yōu)勢(shì)，還可使密封條呈現(xiàn)出更多的色彩和紋路，滿足汽車的裝飾設(shè)計(jì)和性能需求的發(fā)展，促進(jìn)汽車密封條領(lǐng)域的進(jìn)步。