一种汽车密封条料用tpv及其制备方法_2

文档序号:9610924阅读:来源:国知局
降冰片二締或NBD)、甲基降冰片二締; 链締基、亚烷基、环締基和环亚烷基降冰片締,例如5-亚甲基-2-降冰片締(MNB)、 5-亚乙基-2-降冰片締巧NB)、5-乙締基-2-降冰片締(VNB)、5-丙締基-2-降冰片締、 5-异亚丙基-2-降冰片締、5-(4-环戊締基)-2-降冰片締和5-环亚己基-2-降冰片締。
[0032] 当二締是共辆二締时,其可W是1,3-戊二締、1,3-下二締、2-甲基-1,3-下二締、 4-甲基-1,3-戊二締或1,3-环戊二締。
[0033] 二締选自ENB、VNB或NBD,更优选选自ENB或VNB,最优选选自ENB的非共辆二締。 可硫化弹性体多締单体含量优选为乙締和α-締控摩尔数的大于0至大约10% (摩尔% )。 按重量计,可硫化弹性体多締单体含量折算成摩尔百分比限额,并可W根据多締的重量而 变化。一般而言,W互聚体的重量计,多締含量为大于0至15wt%,更优选0.3至12wt%, 最优选0. 5至lOwt%。
[0034]本发明的可硫化弹性体的制备方法可采用本领域所公知的那些方法制备得到。
[00巧]热塑忡聚備挥 任何合适的热塑性材料都可W用作本发明的TPV的热塑性相。热塑性材料通常是可W至少在材料的软化的溫度或烙点溫度模塑或者成形和再加工的材料。聚締控是优选的热塑 性材料。聚締控是聚合物科学和工程的基础结构部分,因为热塑性材料基于石油化学生产 的低成本和高生产量。
[0036] 热塑性聚締控包括但不限于W下单体的均聚物和共聚物:a-締控如1-下締、1-戊 締、1-己締、2-甲基-1-丙締、3-甲基-1-戊締、4-甲基-1-戊締和5-甲基-1-己締,W及 乙締、下締和丙締,但优选丙締的均聚物和共聚物。
[00;37] 香联聚龙Λ備 本申请中的交联聚苯乙締是指对横化的聚苯乙締在真空下进行紫外光(UV)照射处理, 从而获得的交联聚苯乙締。
[0038]所述交联聚苯乙締的结构式如下所示:
其中,m、η表示分子中苯乙締重复单元的数目,均为大于或等于2的整数,且m、η相互 独立。Ri选自氨、Ci-Cs烷基或烷氧基、含有至少一个径基的Ci-Cs烷基,Rz选自氨或横酸基 团。在一种实施方式中,Ci-Cs烷基或烷氧基包括但不限于,甲基,下基,正丙基,异丙基,正 下基,异下基,叔下基,甲氧基,乙氧基,异丙氧基,叔下氧基等。在一种优选地实施方式中, Ri选自氨,此时该交联聚苯乙締的重复单元为含有至少一个横酸基团的苯乙締。
[0039] 可W在真空下使用紫外光(UV)照射法制备交联聚苯乙締:将横化的聚苯乙締 放置在小的真空腔体中(~lXl〇3托),该真空腔体设置有一个石英窗口。采用紫外光 (入=255皿,功率=50W),在距离石英窗口约10cm处照射横化的聚苯乙締,照射2-6h后 即可得到交联的聚苯乙締。
[0040] 在一种优选地实施方式中,交联聚苯乙締的反应过程如下:
经紫外光处理后得到的光生自由基可W通过FT-IR测试表征得到确认,-SO3H基团、C-H键、一CH2-键的消失都会在相应的波数位置上引起峰强大幅减小,而生成的交联聚苯乙締 既不溶于水、也不溶于有机溶剂,故可W通过溶解性测试验证得到交联聚苯乙締。
[0041] 在制备交联聚苯乙締时,通常采用苯乙締单体重复单元的苯环上有一个横酸取代 基团的聚苯乙締,经紫外光处理后得到部分横化的交联聚苯乙締。本申请中使用的术语"部 分横化的交联聚苯乙締"是指横化度低于100%的横化交联聚苯乙締,即苯乙締类交联聚合 物的一些苯乙締类单体重复单元的苯环上取代有横酸基,而苯乙締类交联聚合物的另一些 苯乙締类单体重复单元的苯环上没有横酸基。横化度的定义为:在交联聚苯乙締结构中发 生横化的苯环(即接有一个横酸基的苯环)占总苯环数的百分比。
[0042] 横化度可W如下计算:
其中縣鶴别表示?^酸基的摩尔数和苯巧的摩尔数。
[0043] 如果每个苯环上都取代有一个横酸基,则横化度=100%。横化度的测量可W按照本 领域已知的方法,例如滴定法和ih-nmr等进行。
[0044] 用于本申请的横化聚苯乙締可W通过横化试剂对苯乙締类聚合物进行横化制得。 在一种实施方式中,可W用于本申请的横化试剂的实例包括但不限于,浓硫酸、发烟硫酸、 S〇3、酷基横酸醋等。
[0045] 在上述横化过程中,通常会使用溶剂。所述溶剂可W包括本领域技术人员已知的 各种溶剂,例如,面代烧控如氯代烧控,和环烧控如环己烧等。浓硫酸也可W作为溶剂使用, 此时该浓硫酸本身还是横化试剂。
[0046] 用于本申请的横化聚苯乙締也可W是市售的。
[0047] 在一种优选地实施方式中,所述交联聚苯乙締的横化度为0. 5-50%。更优选地,所 述交联聚苯乙締的横化度为5-25%。如果交联聚苯乙締的横化度太低,则将其加入到硫化混 合物中,使最终TPV弹性体的交联密度比较小,从而对改善汽车密封料的耐压缩永久变形 性能的效果不明显;如果交联聚苯乙締的横化度太高,则该部分横化的交联聚苯乙締与硫 化混合物交联时产生的链与链之间的交联点过多,导致最终获得的TPV弹性体的交联密度 太大,不利于TPV的弹性恢复,受到外力作用后压缩永久变形较大,导致密封不严、漏冷等 现象。
[0048] 在一种实施方式中,可W用于本申请的交联聚苯乙締的重均分子量约为500~ 3000原子质量单位。如果交联聚苯乙締的分子量过低,颗粒分散相较少,且粒径较小,分 子链段相对较短,链段运动容易,导致最终合成的TPV弹性体难W获得所需的强度;另一方 面,如果分子量过高,则交联聚苯乙締的烙融溫度高于硫化溫度,导致其在硫化过程中加工 流动性较差,与硫化混合物之间的作用力较弱,使最终获得的TPV弹性体的交联密度比较 小,从而无法明显改善汽车密封料的耐压缩永久变形性能。
[0049] 需要说明的是,在本说明书中,重均分子量是使用凝胶渗透色谱(GPC)测定的保 留时间(保留容量),将在同一条件下测定的分子量已知的标准聚苯乙締的保留时间(保留 容量)换算成聚苯乙締的分子量而求得的值。具体来讲,作为凝胶渗透色谱装置,使用4根 "TSKgelG-SWXL,,、"TSKgelG-2000SWXL,,、"TSKgelG-3000SWXL,,、及"TSKgelG-4000SWXL"(商 品名,均为日本东曹达公司生产),作为检测器使用示差折射仪,流动相:四氨巧喃、测定溫 度:40°C、流速:1血/min的条件下进行测定。
[0050] 交联聚苯乙締的加入既可W引入横酸基团,提供可供交联的基团,又可W通过聚 苯乙締的交联结构提高硫化混合物的耐溶剂性能和热稳定性,从而提供本发明的有益效 果。
[0051] 龙并睐畔放忡氣化石墨備 本申请中的苯并咪挫改性氧化石墨締是指用苯并咪挫对氧化石墨締进行接枝改性处 理,包括使用单组分的苯并咪挫类化合物改性氧化石墨締或使用其他组分与苯并咪挫类化 合物配合改性氧化石墨締。
[0052] 可W用于本申请的苯并咪挫类化合物包括本领域技术人员已知的各种化合物,其 实例包括但不限于,苯并咪挫、2-甲基苯并咪挫、5-甲基苯并咪挫、2-乙基苯并咪挫、2-丙 基苯并咪挫、2-下基苯并咪挫、1,2-二甲基苯并咪挫、5,6-二甲基苯并咪挫、2-径甲基苯 并咪挫、5-甲氧基苯并咪挫、2-异丙基苯丙咪挫、4-氮杂苯并咪挫、2-径基苯并咪挫、5-径 基-2甲基苯并咪挫、1-苯基苯并咪挫、2-苯基苯并咪挫、2-氨基苯并咪挫、4-氨基苯并咪 挫、5-氨基苯并咪挫、1-径基甲基苯并咪挫、1-甲基-2-苯基苯并咪挫、1,5-二甲基-1H-苯 并咪挫、1,6-二甲基-1H-苯并咪挫、1-异丙締基-1H-苯并咪挫、2- (3-径基丙基)-苯并咪 挫中的一种或几种。在一种优选地实施方式中,所述苯并咪挫类化合物为苯并咪挫。
[0053] 在一种实施方式中,所述苯并咪挫改性氧化石墨締由包含环氧型硅烷偶联剂、苯 并咪挫类化合物和氧化石墨締的原料制备得到。
[0054] 所述苯并咪挫改性氧化石墨締可采用如下合成方法: (1) 环氧硅烷改性苯并咪挫化合物的制备 在完全干燥的Ξ口烧瓶中加入苯并咪挫10份,环氧型硅烷偶联剂1~30份W及适 量良溶剂,在惰性气体保护下揽拌约30min后,加热至约75~85°C反应约化后,降至室 溫,把溶液倒入甲醇中,有沉淀析出;用甲醇反复洗涂去除溶剂后过滤后,于真空烘箱中约 50°C下烘干约22~2地,即得环氧硅烷改性的苯并咪挫化合物; (2) 苯并咪挫改性氧化石墨締的制备 将步骤(1)制得的环氧硅烷改性的苯并咪挫化合物50份,化及氧化石墨締5~10份加 入去离子水中,加适量碱调节PH至8~10,超声约30min后,在约65~75°C下揽拌反应约 80~100min后,再加入适量盐酸,调节PH至1~2,质子交换约24h后,再中和该溶液, 抽滤并去除溶剂后,即得苯并咪挫改性氧化石墨締。
[00巧]W上物料所用份数均为重量份。
[0056] 硫化混合物中,苯并咪挫改性氧化石墨締的加入既可W通过咪挫的引入,使其与 交联聚苯乙締的横酸基团产生粒子交联,有效地提高TPV体系的交联密度;又可W通过咪 挫、氧化石墨締的引入,提高密封条料的强度和耐老化性能,因此提供本发明的有益效果。
[0057] 苯并咪挫类化合物与氧化石墨締的重量比,对苯并咪挫改性氧化石墨締在硫化混 合物中所发挥的作用有重要影响。在一种优选地实施方式中,所述苯并咪挫类化合物与氧 化
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