CN102775687B

CN102775687B - 一种汽车门窗拐角部位接合的海绵胶条及其制备方法

Info

Publication number: CN102775687B
Application number: CN201210265590.1A
Authority: CN
Inventors: 郝伟刚; 刘艳; 李漫
Original assignee: Great Wall Motor Co Ltd
Current assignee: Nuo Bo rubber Co., Ltd
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2032-07-30
Also published as: CN102775687A

Abstract

一种汽车门窗拐角部位接合的海绵胶条及其制备方法，用于解决汽车门窗拐角部位海绵胶条挺性差、强度低、长时间放置后易变形的问题。所述海绵胶条由下述质量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶 100份，氧化锌3～8份，硬脂酸1份，分散剂L-24 1～3份，硫磺油膏3～8份，聚乙二醇3～5份，SRF级炭黑SP5000 50～80份，石蜡油50～80份，复合类发泡剂S-537 3～6份，发泡剂AC 3～6份，尿素类发泡助剂K4-P 0.5～3份，硫磺0.5～2份，促进剂2～4份。本发明产品在降低产品单位密度、提高密封性和触感的同时，提高制品的强度和挺性，保证了其长期存放的抗变形性。

Description

一种汽车门窗拐角部位接合的海绵胶条及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种橡胶制品，特别是汽车门窗拐角部位接合密封胶条及制备方法，属汽车技术领域。

背景技术

汽车门窗密封条主要功能是密封、减震和装饰作用。因车身不同部位钣金结构的差异性，导致汽车门窗密封条断面不同、素材结构多变，而汽车门窗拐角部位接合胶条就是将不同断面素材粘结起来，组成完整的门窗密封条以用于正常装配，最终实现密封条的功能性，达到防止外部的风、雨及尘土等有害物质侵入车内，减少汽车在行驶中门、窗等部位产生的振动，保持车内的乘坐舒适性和清洁性，并使密封部位装置的工作环境得到改善，工作寿命得以延长。现有汽车门窗拐角部位接合胶条采用两种技术制备，一种是低硬度密实胶条；另一种是海绵胶条。其中，低硬度密实胶条本身触感硬、流动性差、质量重，在车门关闭时缓冲效果差，关门力大，实际生产过程中易出现顶角、断差及明疤等外观不良的缺陷。在相同的工艺条件下，密实胶单位密度为1.180g/cm³左右。而业内现有的海绵胶料，虽然可以改善车门关闭时的缓冲效果，降低关门力，但是为了保证流动性及发泡状态，配方中添加大量的软化剂，造成接合后的成品挺性差、强度偏低、长时间放置后易变形。

发明内容

本发明用于克服已有技术的缺陷而提供一种可以明显降低产品单位密度、提高强度及触感，且长时间使用不易变形的汽车门窗拐角部位海绵胶条及其制备方法。

本发明所称问题是由以下技术方案解决的：

一种汽车门窗拐角部位接合的海绵胶条，其特别之处是：所述海绵胶条由下述质量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶 100份，氧化锌 3～8份，硬脂酸 1份，分散剂L-24 1～3份，硫磺油膏 3～8份，聚乙二醇 3～5份，SRF级炭黑SP5000 50～80份，石蜡油 50～80份，复合类发泡剂S-537 3～6份，发泡剂AC 3～6份，尿素类发泡助剂K4-P 0.5～3份，硫磺 0.5～2份，促进剂 2～4份。

上述汽车门窗拐角部位接合的海绵胶条，所述促进剂由下述质量份的物质组成：促进剂BZ 0.5～1.5份，促进剂M 0.5～1.5份，促进剂CZ 0.1～0.8份，促进剂Na-22 0.1～0.8份，促进剂DTDM-80 0.1～0.8份。

一种制备上述汽车门窗拐角部位接合的海绵胶条的方法，它包括配料、混炼、开炼、出片、冷却、停放工序，所述混炼工序将三元乙丙橡胶、氧化锌、硬脂酸、分散剂、硫磺油膏、聚乙二醇、炭黑及石蜡油首先在上辅机***中进行混炼，排胶温度为130～140℃，混炼时间为10～20min，停放时间≥8h；然后将所得混合物在75L密炼机中进行二段混炼，在22寸开炼机上薄通5遍、打卷5次，停放4h即得所述海绵胶条。

本发明针对现有汽车门窗拐角部位海绵胶条产品挺性差、强度低、长时间放置后易变形的问题进行了改进，经反复研究试验，摒弃传统技术采用高门尼粘度生胶填充大量石蜡油的原料配比，在满足制品功能性前提下，选用低门尼粘度高乙烯含量的生胶，配合发泡剂、硫化剂、促进剂、补强剂等配料的使用，在降低产品单位密度、提高密封性和触感的同时，提高了海绵胶条的强度和挺性，保证了其长期存放的抗变形性。本发明产品与低硬度密实胶条相比，密度降低约50%，与现有海绵胶条相比，抗拉强度由1.55MP提高到1.85MP；撕裂强度由9.10KN/M提高到11.47KN/M。

具体实施方式

本发明中的三元乙丙橡胶具有良好的耐候性、物理机械性能和加工性能，是目前生产海绵橡胶制品的主要胶种。因充模法海绵胶工艺的特殊性，要求胶料尚为熔体状态的情况下充满模腔，即需要胶料具有良好的流动性。传统的技术是采用高门尼粘度生胶[例如朗盛化学K4903，ML（1+8），150℃：60]（注：门尼粘度是反映橡胶加工性能的好坏和分子量高低及分布范围宽窄的计量值）填充大量石蜡油，以达到上述目的，但易造成制品短期停放后的变性。本发明经反复研究试验给出优化配方，该配方即保证混炼胶良好的流动性，又保证足够的本体强度，并使发泡剂发泡时气体能够停留在胶体当中。配方中选择低门尼粘度生胶[三井化学X4010，ML（1+4），100℃：8]，同时，在配方中使用高乙烯含量的烯烃弹性体生胶[三井化学K9720B，MFR（190℃，2.16KG） : 2.0,乙烯含量为77%]，提高制品的挺性，保证其长期存放的抗变形性。并辅通用型低门尼粘度生胶[锦湖化学KEP435，ML（1+4），125℃：33]，三种生胶比例X4010：K9720B：KEP435=60:17:23。

本发明中所述的硫磺油膏为脂肪油以硫磺架桥并附加矿物油，其中含游离硫磺2.0%～3.0%，在配方中改善排气性及发泡均匀性，并增加胶料回弹性、拉伸强度及压缩永久变形性能等。

本发明中所述的硫磺为硫磺粉，其纯度≥99%，作为硫化剂混入橡胶经加热后能使橡胶分子之间产生交联，形成三维网状结构，使胶料具有相应的物理性能。

本发明中所述的氧化锌、硬脂酸及聚乙二醇作为活性剂，在配方中形成锌盐，活化硫化体系，提高硫化胶的交联密度及耐老化性能。

本发明中所述的SRF级炭黑SP5000为高结构、低补强炭黑（吸碘值：27±4，吸油值：120±6）选择该炭黑避免随着用量的增多，混炼胶的粘度升高，造成低密度化的困难。

本发明中所述的尿素类发泡助剂K4-P、复合类发泡剂S-537及发泡剂AC是配方中的发泡体系，通过添加发泡助剂来降低复合类发泡剂S-537及发泡剂AC的分级温度，提高其分解速度，以适应实际的硫化温度及时间。通过复合类发泡剂S-537及发泡剂AC的并用，使发泡剂的综合性能贴近工艺要求，控制在实际硫化温度下的膨胀率。

充模法制备海绵胶，在开模之前并不存在发泡的问题，只有发泡剂的分解、聚合物/气体溶胶体系和泡核的形成。开模后才有泡孔长大（发泡）、海绵成型的问题。因此不存在发泡速度与硫化速度相匹配的问题，只要保证胶料在正硫化之前发泡剂完全分解即可。发泡密度可以通过调节胶料的门尼粘度及发泡剂的用量来控制，本发明通过使用低门尼粘度生胶[三井化学X4010，ML（1+4），100℃：8]、低补强、高结构的炭黑及石蜡油控制胶料门尼粘度在ML（1+4），125℃：9左右。如果硫化胶硬度过高或交联密度过高（高模量）、发泡剂用量过小，都会引起海绵发泡效果不好，制品发硬。同时，要求发泡剂在胶料热硫化的早期阶段基本分解完毕，使胶料尚为熔体状态时即充满模腔，胶料有适宜的焦烧时间（焦烧时间长更易充满模腔，但表面易形成破孔）。本技术采用尿素类发泡助剂K4-P、复合类发泡剂S-537及发泡剂AC三种发泡材料配合使用，可保证足够的发气量及起发时间。硫化体系采用以硫黄为硫化剂并配以促进剂并用的半有效硫化体系，保证足够的焦烧时间及正硫化时间。

为了得到触感柔软的海绵橡胶，本发明在降低胶料的门尼粘度的同时，采用较低的硫化胶硬度（不添加发泡剂的情况下），降低交联密度、提高发泡密度。采用中等补强性能的SRF型炉法炭黑SP5000,来做为三元乙丙橡胶的补强剂，在保证强度及发泡的基础上，控制石蜡油的用量。

本发明产品密度小、重量轻，与低硬度密实胶条密度相比，对比数据如下：

本发明产品密度	低硬度密实胶条密度
		0.650g/cm³	1.180g/cm³

本发明产品强度高、挺行好，与现有海绵胶条相比，对比数据如下：

类别	拉伸强度（MPa）	撕裂强度（KN/m）
			本发明产品	1.85	11.47
现有海绵胶条产品	1.55	9.10

以下给出几个本发明原料配比实施例：

实施例1，按照如下质量份称取原料：三元乙丙橡胶 100份，氧化锌 3份，硬脂酸 1份，分散剂L-24 2份，硫磺油膏 5份，聚乙二醇 3份，SRF级炭黑SP5000 50份，石蜡油 50份，复合类发泡剂S-537 4份，发泡剂AC 3份，尿素类发泡助剂K4-P 3份，硫磺 0.5份，促进剂BZ 0.5份，促进剂M 0.5份，促进剂CZ 0.1份，促进剂Na-22 0.8份，促进剂DTDM-80 0.1份。

实施例2，按照如下质量份称取原料：三元乙丙橡胶 100份，氧化锌 8份，硬脂酸 1份，分散剂L-24 1份，硫磺油膏 8份，聚乙二醇 4份，SRF级炭黑SP5000 70份，石蜡油 80份，复合类发泡剂S-537 6份，发泡剂AC 5份，尿素类发泡助剂K4-P 1份，硫磺 1份，促进剂BZ 1.5份，促进剂M 0.7份，促进剂CZ 0.8份，促进剂Na-22 0.5份，促进剂DTDM-80 0.5份。

实施例3，按照如下质量份称取原料：三元乙丙橡胶 100份，氧化锌 5份，硬脂酸 1份，分散剂L-24 3份，硫磺油膏 3份，聚乙二醇 5份，SRF级炭黑SP5000 80份，石蜡油 60份，复合类发泡剂S-537 3份，发泡剂AC 6份，尿素类发泡助剂K4-P 0.5份，硫磺 2份，促进剂BZ 1份，促进剂M 1.5份，促进剂CZ 0.3份，促进剂Na-22 0.1份，促进剂DTDM-80 0.8份。

实施例4，按照如下质量份称取原料：三元乙丙橡胶 100份，氧化锌 7份，硬脂酸 1份，分散剂L-24 2.5份，硫磺油膏 4份，聚乙二醇 4份，SRF级炭黑SP5000 65份，石蜡油 55份，复合类发泡剂S-537 4份，发泡剂AC 4份，尿素类发泡助剂K4-P 1份，硫磺 2份，促进剂BZ 1份，促进剂M 1份，促进剂CZ 0.5份，促进剂Na-22 0.5份，促进剂DTDM-80 0.8份。

实施例5，按照如下质量份称取原料：三元乙丙橡胶 100份，氧化锌 4份，硬脂酸 1份，分散剂L-24 2份，硫磺油膏 6份，聚乙二醇 3.5份，SRF级炭黑SP5000 75份，石蜡油 75份，复合类发泡剂S-537 5.5份，发泡剂AC 5份，尿素类发泡助剂K4-P 1.5份，硫磺 0.8份，促进剂BZ 1.2份，促进剂M 0.8份，促进剂CZ 0.4份，促进剂Na-22 0.3份，促进剂DTDM-80 0.8份。

本发明产品的制备方法如下：

配料、混炼、开炼、出片、冷却、停放等工序，其特征在于：所述混炼工序将发明中使用的三元乙丙橡胶、氧化锌、硬脂酸、分散剂、硫磺油膏、聚乙二醇、炭黑及石蜡油首先在上辅机***中进行混炼，排胶温度为130～140℃，混炼时间约为10～20min，停放时间≥8h；然后将所得混合物在75L密炼机中进行二段混炼，在22寸开炼机上薄通5遍、打卷5次，停放4h后正常使用。所述密炼机和开炼机采用常规使用的密炼机和开炼机。

Claims

1.一种汽车门窗拐角部位接合的海绵胶条，其特征在于：所述海绵胶条由下述质量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶 100份，氧化锌 3～8份，硬脂酸 1份，分散剂L-24 1～3份，硫磺油膏 3～8份，聚乙二醇 3～5份，SRF级炭黑SP5000 50～80份，石蜡油 50～80份，复合类发泡剂S-537 3～6份，发泡剂AC 3～6份，尿素类发泡助剂K4-P 0.5～3份，硫磺 0.5～2份，促进剂 2～4份；

所述三元乙丙橡胶配方中选择低门尼粘度生胶三井化学X4010、烯烃弹性体生胶三井化学K9720B、以及低门尼粘度生胶锦湖化学KEP435做原料，三种生胶比例X4010：K9720B：KEP435=60:17:23。

2.根据权利要求1所述的汽车门窗拐角部位接合的海绵胶条，其特征在于：所述促进剂由下述质量份的物质组成：促进剂BZ 0.5～1.5份，促进剂M 0.5～1.5份，促进剂CZ 0.1～0.8份，促进剂Na-22 0.1～0.8份，促进剂DTDM-80 0.1～0.8份。

3.一种制备如权利要求1或2所述的汽车门窗拐角部位接合的海绵胶条的方法，其特征在于：它包括配料、混炼、开炼、出片、冷却、停放工序；所述混炼工序将配方中使用的原料首先在上辅机***中进行混炼，排胶温度为130～140℃，混炼时间为10～20min，停放时间≥8h；然后将所得混合物在75L密炼机中进行二段混炼，在22寸开炼机上薄通5遍、打卷5次，停放4h即得所述海绵胶条。