一种微发泡汽车密封条材料及其制备方法与流程

本发明涉及一种汽车密封材料及其制备方法，尤其是一种微发泡汽车密封条材料及其制备方法。

背景技术：

目前，市场上的汽车密封条主要以硫化橡胶为主，面临的问题主要是经化学交联后无法回收再利用，且生产效率比较低，人们正在寻找替代材料，比如，热塑性弹性体，但因价格太高，市场应用有限。现在急需一种材料即可满足环保要求，可循环再利用，同时，具有低成本优势和高生产效率。

再生料大多为热塑性高分子材料，它的使用即可以实现资源再利用，节能环保，减少资源浪费，符合可持续发展要求，同时又可以降低制造成本，不失为一种良好选择。然而，再生料用于汽车密封条时，面临如下挑战：1、整体综合性能偏低，无法满足密封条抗弯等机械性能要求；2、加工过程中易再次降解，产品流动的稳定性差，产品表面易出现皱皮、凹坑等缺陷，严重影响后段植绒过程，造成产品合格率不高；3、再生料大多耐高低温性能较差，严重影响密封条使用性能；

技术实现要素：

为解决以上问题，本发明提供一种微发泡汽车密封条材料及其制备方法，产品可实现热塑加工重复利用，解决了硫化橡胶无法回收问题，同时，在挤出发泡成型过程中表现出了良好稳定加工性，获得完全封闭式泡孔结构的截面形态，制造成本低，产品重量轻，机械性能良，耐高低温和老化性能优良，产品尺寸稳定性高，满足汽车密封条成型和使用要求，另外，本发明还具有良好表观质量等优点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种微发泡汽车密封条材料，包括以下重量份数的组分：

再生聚丙烯20-40份

再生聚乙烯30-50份

茂金属聚乙烯5-20份

填充剂1-20份

表面极性改良剂1-10份

发泡剂1-5份，

分散剂1-5份，

其他助剂1-3份。

进一步技术方案，所述再生聚乙烯在190℃，21.6kg载荷下，熔体流动速率不超过10g/10min，650℃灰分烧蚀含量不超过3％；所述再生聚丙烯在190℃，2.16kg载荷下，熔体流动速度不超过5g/10min，650℃灰分烧蚀含量不超过4％。所述茂金属聚乙烯为茂金属高密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯中的一种，优选茂金属高密度聚乙烯；

进一步技术方案，所述填充剂为滑石粉、碳酸钙、云母、硫酸钡、高岭土中的一种；优选滑石粉；

进一步技术方案，所述表面极性改良剂为苯乙烯-丙烯腈共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸类共聚物、热塑性聚氨酯中的一种，优选热塑性聚氨酯；

进一步技术方案，所述发泡剂为化学发泡剂和物理发泡剂共同使用，化学发泡剂为碳酸氢盐类发泡剂、磺酰肼类发泡剂、偶氮类发泡剂中一种，优选碳酸氢盐类发泡剂；物理发泡剂为水、二氧化碳、氮气、丁烷、戊烷等气体。优选氮气；进一步技术方案，所述分散剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸、硬脂酸甘油酯中的一种，优选硬脂酸；

进一步技术方案，所述其他助剂为抗氧剂、润滑剂、光稳定剂等；尤其是抗氧剂和光稳定剂，能够有效保护产品，使其具有长期抗热氧和光老化特性，满足密封条使用要求；

进一步技术方案，所述的微发泡汽车密封条材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：将再生聚丙烯20-40份，再生聚乙烯30-50份，茂金属聚乙烯5-20份，填充剂1-20份，表面极性改良剂1-10份，分散剂1-5份，其他助剂1-3份，按照相应重量份数在中混锅中混合2-5min，通过料斗加入到双螺杆挤出机中，在170-220℃温度下造粒，螺杆转速400-600r/min，得到微发泡聚乙烯复合材料；步骤二：将发泡剂和步骤一得到的复合材料按照重量份数由主喂料口加入单螺杆挤出机中；同时，在机头处定量引入物理发泡气体，在150-230℃温度下，进行挤出发泡，配合植绒设备，获得内部具有椭圆或扁圆微孔形态结构、外部具有植绒效果的轻量化汽车密封条。

有益效果

与现有产品相比，本发明具有如下显著优点：

1、本发明采用再生聚乙烯、聚丙烯为主要原材料，并结合了微发泡技术，一方面实现了产品低制造成本，获得了轻量化特征，满足汽车轻量化要求；同时，实现了资源循环利用，节省了资源，环保节能，符合国家可持续发展的需求；

2、本发明微发泡密封条材料具有优良的物理性能，又有良好加工性能，通过采用具有窄分子量分布特征的茂金属聚乙烯作为熔体强度改良剂，使得再生料加工流动行为实现稳定可控，有效避免了挤出成型过程中产品表面缺陷，表面光滑，无凹陷，提高生产效率和产品合格率；另一方面，界面极性改良剂的使用，有利于提高后段植绒粘接强度，获得视觉美观、触感舒适的密封条产品。

3、本发明采用化学和物理微发泡相结合的方法，化学发泡剂分解后产生的盐颗粒可以很好的起到物理发泡泡孔成核剂作用，有利于细化泡孔孔径，优化泡孔分布，获得重量更轻，机械性能好，质量更稳定的密封条产品。

3、本发明材料制备的汽车密封条耐高低温性好，能够实现车内避风雨，防尘，隔热，隔音，对车窗交接边缘也有装饰效果，当车身振动扭曲的时候，还可以起到缓冲，吸震，保护玻璃的作用。

4、本发明提供该材料的制备方法，工艺可控，制造成本低，效率高，易于实现工业化。

附图说明

图1为一种微发泡汽车密封条材料微观结构示意图。

具体实施方式

实施例1

一种微发泡汽车密封条材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将再生聚丙烯20份，再生聚乙烯50份，茂金属线性低密度聚乙烯20份，填充剂滑石粉1份，热塑性聚氨酯1份，聚乙烯蜡1份，抗氧剂1010重量0.5份，光稳定剂3808重量0.2份，润滑剂硅酮0.3，按照相应重量份数在中混锅中混合2min，通过料斗加入到双螺杆挤出机中，在170-220℃温度下造粒，螺杆转速400r/min，得到微发泡聚乙烯复合材料；

步骤二：将碳酸铵4.5份和水0.5份，和步骤一得到的复合材料按照重量份数由主喂料口加入单螺杆挤出机中；同时，在机头处引入物理发泡气体，在150-230℃温度下，进行挤出发泡，配合植绒设备，获得内部具有椭圆或扁圆微孔形态结构、外部具有植绒效果的轻量化汽车密封条。

所述的再生聚乙烯在190℃，21.6kg载荷下，熔体流动速率为10g/10min，650℃灰分烧蚀含量为3％；所述再生聚丙烯在190℃，2.16kg载荷下，熔体流动速度为5g/10min，650℃灰分烧蚀含量为4％。

实施例2

一种微发泡汽车密封条材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将再生聚丙烯40份，再生聚乙烯30份，茂金属高密度聚乙烯10份，碳酸钙10份，乙烯-丙烯酸共聚物5份，硬脂酸2份，抗氧剂1010重量1.5份，光稳定剂3808重量0.5份，润滑剂硅酮1份，按照相应重量份数在中混锅中混合5min，通过料斗加入到双螺杆挤出机中，在170-220℃温度下造粒，螺杆转速600r/min，得到微发泡聚乙烯复合材料；

步骤二：将碳酸氢钠3.16份和氮气0.04份，和步骤一得到的复合材料按照重量份数由主喂料口加入单螺杆挤出机中；同时，在机头处引入物理发泡气体，在150-230℃温度下，进行挤出发泡，配合植绒设备，获得内部具有椭圆或扁圆微孔形态结构、外部具有植绒效果的轻量化汽车密封条。

所述的再生聚乙烯在190℃，21.6kg载荷下，熔体流动速率为2g/10min，650℃灰分烧蚀含量为1％；所述再生聚丙烯在190℃，2.16kg载荷下，熔体流动速度为3g/10min，650℃灰分烧蚀含量为1％。

实施例3

一种微发泡汽车密封条材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将再生聚丙烯30份，再生聚乙烯40份，茂金属高密度聚乙烯5份，填充剂滑石粉20份，苯乙烯-丙烯腈共聚物10份，聚乙烯蜡5份，抗氧剂168重量1份，光稳定剂3808重量0.4份，润滑剂硅酮0.6份，按照相应重量份数在中混锅中混合3min，通过料斗加入到双螺杆挤出机中，在170-220℃温度下造粒，螺杆转速500r/min，得到微发泡聚乙烯复合材料；

步骤二：将碳酸氢钠0.95份和氮气0.05份，和步骤一得到的复合材料按照重量份数由主喂料口加入单螺杆挤出机中；同时，在机头处引入物理发泡气体，在150-230℃温度下，进行挤出发泡，配合植绒设备，获得内部具有椭圆或扁圆微孔形态结构、外部具有植绒效果的轻量化汽车密封条。

所述的再生聚乙烯在190℃，21.6kg载荷下，熔体流动速率为8g/10min，650℃灰分烧蚀含量为2％；所述再生聚丙烯在190℃，2.16kg载荷下，熔体流动速度为4g/10min，650℃灰分烧蚀含量为2％。

实施例4

一种微发泡汽车密封条材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将再生聚丙烯25份，再生聚乙烯45份，茂金属线性低密度聚乙烯15份，填充剂碳酸钙15份，热塑性聚氨酯3份，硬脂酸3份，抗氧剂168重量0.8份，光稳定剂3808重量0.3份，润滑剂硅酮0.4份，按照相应重量份数在中混锅中混合5min，通过料斗加入到双螺杆挤出机中，在170-220℃温度下造粒，螺杆转速600r/min，得到微发泡聚乙烯复合材料；

步骤二：将偶氮二异庚腈2份和水0.5份，和步骤一得到的复合材料按照重量份数由主喂料口加入单螺杆挤出机中；同时，在机头处引入物理发泡气体，在150-230℃温度下，进行挤出发泡，配合植绒设备，获得内部具有椭圆或扁圆微孔形态结构、外部具有植绒效果的轻量化汽车密封条。

所述的再生聚乙烯在190℃，21.6kg载荷下，熔体流动速率为4g/10min，650℃灰分烧蚀含量为2％；所述再生聚丙烯在190℃，2.16kg载荷下，熔体流动速度为1g/10min，650℃灰分烧蚀含量为2.5％。

根据上述制备方法，对比例1、实施例1、实施例2、实施例3、实施例4，具体配方如下表所示：

对上表中的对比例和实施例进行检测，性能结果如下表所示：

本发明产品对比例和实施例性能表

从以上结果可以看出，与对比例1比较，本发明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4，本发明具有更低密度，轻量化效果显著，同时具有良好的机械强度和耐热性能，弯曲模量较现有技术有极大改变，能够符合汽车密封条机械和热性能要求，说明本发明可以替代硫化橡胶材料用于制造汽车密封条，而且制造成本优势更加明显。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。