一种冰箱密封条材料及其制备方法与流程

本发明属于热塑性弹性体材料，涉及一种冰箱密封条材料，尤其涉及一种冰箱密封条材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着家电行业、汽车行业的飞速发展，市场对密封条的需求量越来越大，要求也越来越高。

2、冰箱的密封条决定了冰箱的制冷和隔热效果，一般冰箱密封条必须具有弹性才能起到密封作用，因此各种冰箱密封条的设计都围绕着弹性橡胶材料而发展。第一代冰箱密封条产品为热固性弹性材料，具有耐油性、耐高温和不易变形等诸多优点，但是，存在加工工艺复杂、能耗高、不可回收、不环保等缺点，于是，第一代橡胶材料冰箱密封条很快就被第二代pvc(聚氯乙烯)材料所取代，pvc材料由于具有廉价、耐用、化学性质稳定、加工工艺简单等优势而被用做冰箱密封条。

3、然而，随着消费者对生活品质的要求越来越高，pvc密封条的差环保性、加工工艺的有害性、pvc在使用过程中较差的耐低温性等缺陷被不断放大，pvc密封条逐渐无法满足人们的高要求。因此，热塑性弹性体tpe(thermoplastic elastomer)应运而生，这种新型的热塑性弹性体成为第三代冰箱用密封条材料的一个发展方向。相比pvc密封条材料而言，tpe对环境和人体无害，且制备过程中不添加任何有害物质，其废料边角料还可以回收利用，加工工艺简单、耗时短且在制备过程中不会产生有毒有害气体。以聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯共聚物为基材的热塑性弹性体，除具有良好的橡胶弹性、永久变形相对小外，还具有较好的耐候性、耐低温性、着色性能，但是，聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯共聚物的耐溶剂性、耐油性都不及pvc和传统硫化橡胶，且聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯共聚物本身的刚性过大，因此，现有技术中将聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯共聚物应用于冰箱用密封条材料受到上述诸多因素制约，难以获得整体性能较好的冰箱用密封材料。

4、cn 104774417a公开了一种冰箱密封条材料及其制备方法，所述冰箱密封条材料按重量计包括以下组分：聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯共聚物15～40份，tpu5～30份，pp和pe材料的混合物10～40份，乙烯-乙酸乙烯共聚物5～15份，无机矿物8～28份，环烷烃油hyn-1 5～20份，抗氧剂1～8份，相容剂2～12份。cn 112812397a公开了一种热塑性弹性体的密封条，所述密封条包括如下重量份含量的各组分：橡胶填充油5-125份，苯乙烯弹性体35-45份，共用橡胶60-70份，三元乙丙橡胶15-25份，聚丙烯20-30份，聚烯烃弹性体10-20份，sebs10-20份，特殊助剂5-15份，稳定剂2-10份，润滑剂0.4-0.6份以及防老化剂0.5-0.7份。上述专利提供的密封条的成分单一，其无法使密封条同时具备高强度以及高回弹性。

5、因此，对于目前的密封条材料，有待于作进一步的改进。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种冰箱密封条材料及其制备方法。本发明提供的冰箱密封条材料包含有发泡硅胶和硬质硅胶，采用双层挤出成型工艺得到一种低弹性材料和高强度结构密封条。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种冰箱密封条材料，所述冰箱密封条材料包括一体设置的发泡层材料和表面层材料；

4、所述发泡层材料的制备原料包括高温硫化硅橡胶、发泡剂以及第一混合硫化剂；

5、所述表面层材料的制备原料包括高温硫化硅橡胶、纳米氧化铜粉末以及第二混合硫化剂。

6、本发明所述密封条材料包括发泡层材料和表面层材料；所述发泡层材料为硬度较小的热塑性弹性体，所述表面层材料为硬度较大的热塑性弹性体，本发明将两者结合在一起，使得冰箱密封条材料具有优异的地导热率(0.02～0.05w/cm)、隔热效果以及良好的弹性。

7、本发明所述高温硫化硅橡胶为市售普用材料。

8、作为本发明的优选技术方案，按重量计，所述发泡层材料的制备原料包括：高温硫化硅橡胶90～110份，发泡剂10～15份，以及第一混合硫化剂3～5份。

9、示例性的，本发明所述发泡层材料中高温硫化硅橡胶90～110份，例如可以是90份、95份、100份、105份或110份，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用；

10、所述发泡剂10～15份，例如可以是10份、11份、12份、13份、14份或15份，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用；

11、所述第一混合硫化剂3～5份，例如可以是3份、4份或5份，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

12、优选地，所述发泡剂材料包括如下重量份的各组分：偶氮二异丁腈90～110份，例如可以是90份、95份、100份、105份或110份，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用；甲基乙烯基硅橡胶40～50份，乙烯基硅油5～8份。

13、本发明所述发泡层材料中发泡剂的作用为：将材料形成密闭气泡空隙，其含量过高会导致间隙或起泡大或破裂，过低则会导致发泡不充分；且均会造成弹性过大或过小，导热系数不满足要求。

14、本发明所述发泡剂材料中第一混合硫化剂的作用为：使橡胶分子链起交联反应,使线形分子形成立体网状结构,可塑性降低,弹性剂强度增加，其含量过高会导致橡胶未加热就已经硬化或加热后失去需要的弹性，过低则会反应不充分或者反应时间长，，弹性以及硬度均达不到相应要求。

15、优选地，按重量计，所述表面层材料的制备原料包括：高温硫化硅橡胶90～110份，纳米氧化铜粉末0.5～1份以及第二混合硫化剂3～5份。

16、示例性的，所述表面层材料中高温硫化硅橡胶90～110份，例如可以是90份、95份、100份、105份或110份，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用；

17、所述纳米氧化铜粉末0.5～1份，例如可以是0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

18、所述第二混合硫化剂3～5份，例如可以是3份、4份或5份，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

19、本发明所述表面层材料中纳米氧化铜粉末的作用为：利用其中铜离子成分抑菌抗霉变，其含量过高会影响材料的成型、弹性度等问题，过低则会导致抑菌防霉变效果差。

20、本发明所述表面层材料中第二混合硫化剂的作用为：能使橡胶分子链起交联反应,使线形分子形成立体网状结构,可塑性降低,弹性剂强度增加，其含量过高会导致橡胶未加热就已经硬化或加热后失去需要的弹性，过低则会反应不充分或者反应时间长，弹性以及硬度均达不到相应要求。

21、优选地，所述纳米氧化铜粉末的平均粒径为1～100nm，例如可以是10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm或90nm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

22、优选地，所述表面层的邵氏硬度为sa70～90，例如可以是70、75、80、85或90，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

23、优选地，所述第一混合硫化剂和第二混合硫化剂分别独立地包括如下重量份的各组分：2,4-二氯过氧苯甲酰80～100份以及2,5-二甲基-2,5-双己烷120～130份。

24、示例性的，所述2,4-二氯过氧苯甲酰80～100份，例如可以是80份、85份、90份、95份或100份，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

25、所述2,5-二甲基-2,5-双己烷120～130份，例如可以是120份、122份、124份、126份、128份或130份，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

26、优选地，所述表面层材料的制备原料还包括颜料。

27、优选地，所述颜料的添加量为0.001～0.2份，例如可以是0.005份、0.01份、0.05份、0.1份、0.12份、0.16份或0.18份，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

28、本发明所述表面层材料中颜料的作用为：为表面层提供颜色，更进一步的，所述颜料选择白色或灰色。

29、第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述冰箱密封条材料的制备方法，所述制备方法包括：

30、将发泡层材料和表面层材料放入双挤出设备中，依次进行发泡层挤出和表面层挤出，干燥后得到所述冰箱密封条材料；

31、所述表面层挤出的初始时间为：挤出发泡层的温度为155～165℃，例如可以是155℃、157℃、159℃、161℃、163℃或165℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

32、本发明采用双挤出设备利用挤出成型工艺制备得到所述冰箱密封条材料。本发明所述双挤出设备包含有两个进料通道(发泡层材料进料通道和表面层材料进料通道)和一个出料通道。本发明先对发泡层材料进行挤出成型，待出料通道上的发泡层成型(即发泡层温度降至155～165℃)时，再对表面层材料进行挤出成型。发泡层材料和表面层材料在同一出料通道内成型，根据时间差的设置，表面层设置于发泡层的上部，两者进行结合，得到一体成型的冰箱密封条材料。

33、此外，当所述双挤出设备停机后，30min以上的机内材料需予以报废处理。

34、优选地，所述发泡层挤出的挤出腔体温度为160～180℃，例如可以是160℃、164℃、168℃、172℃、176℃或180℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

35、优选地，所述发泡层挤出的挤出速度为0.5～1m/s，例如可以是0.5m/s、0.6m/s、0.7m/s、0.8m/s、0.9m/s或1m/s，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

36、优选地，所述表面层挤出的挤出腔体温度为150～180℃，例如可以是150℃、154℃、158℃、162℃、166℃、170℃、174℃、178℃或180℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

37、优选地，所述表面层挤出的挤出速度与所述发泡层挤出的挤出速度相差0～1％，例如可以是0％、0.2％、0.4％、0.6％、0.8％或1％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

38、本发明将所述发泡层挤出速度和表面层挤出速度设置的相同或相近的目的是为了：保证表面层完全包覆好发泡层并保证两层的有效结合。

39、优选地，所述发泡层材料的制备方法包括：按配方量混合高温硫化硅橡胶、发泡剂以及混合硫化剂，混炼得到发泡层材料。

40、优选地，所述混合的加料顺序为：依次添加高温硫化硅橡胶、发泡剂以及第一混合硫化剂。

41、优选地，所述高温硫化硅橡胶的混炼时间为2～5min，例如可以是2min、3min、4min或5min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

42、优选地，所述发泡剂的混炼时间为5～8min，例如可以是5min、6min、7min或8min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

43、优选地，所述第一混合硫化剂的混炼时间为3～5min，例如可以是3min、4min或5min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

44、作为本发明的优选技术方案，本发明所述发泡层材料的制备方法包括：在混炼机内，按配方量将高温硫化硅橡胶混炼2～5min后加入发泡剂，混炼5～8min均匀后再加入第一混合硫化剂，继续混炼3～5min，得到发泡层材料。

45、优选地，所述表面层材料的制备方法包括：按配方量混合高温硫化硅橡胶、颜料、纳米氧化铜粉末以及第二混合硫化剂，混炼后得到表面层材料。

46、优选地，所述混合的加料顺序为：依次添加高温硫化硅橡胶、颜料、纳米氧化铜粉末以及第二混合硫化剂。

47、优选地，所述高温硫化硅橡胶的混炼时间为2～5min，例如可以是2min、3min、4min或5min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

48、优选地，所述颜料的混炼时间为3～10min，例如可以是4min、5min、6min、7min、8min或9min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

49、优选地，所述纳米氧化铜粉末的混炼时间为10～15min，例如可以是10min、11min、12min、13min、14min或15min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

50、优选地，所述第二混合硫化剂的混炼时间为3～5min，例如可以是3min、4min或5min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

51、作为本发明的优选技术方案，本发明所述表面层材料的制备方法为：在混炼机内，按配方量将高温硫化硅橡胶混炼2～5min后加入颜料，混炼均匀着色后加入纳米氧化铜粉末，混炼10～15min后再加入第二混合硫化剂，继续混炼3～5min后得到表面层材料。

52、优选地，所述发泡层挤出和表面层挤出的挤出时间＜15min，例如可以是14min、13min、12min、11min或10min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

53、本发明所述表面层材料和发泡层材料混合完成后在常温环境(25℃左右)下，15min内需要投入双挤出设备内使用，防止材料表面出现硫化，影响两种材料的结合。如果环境温度越高，放置时间要求越短。争取做到混炼完成后立即进行挤出成型工艺。

54、作为本发明的优选技术方案，本发明第二方面所述冰箱密封条的制备方法包括如下步骤：

55、(1)在混炼机内，按配方量将高温硫化硅橡胶混炼2～5min后加入发泡剂，混炼5～8min均匀后再加入第一混合硫化剂，继续混炼3～5min，得到发泡层材料；

56、(2)在混炼机内，按配方量将高温硫化硅橡胶混炼2～5min后加入颜料，混炼均匀着色后加入纳米氧化铜粉末，混炼10～15min后再加入第二混合硫化剂，继续混炼3～5min后得到表面层材料；

57、(3)将发泡层材料和表面层材料放入双挤出设备中，进行发泡层挤出，当挤出发泡层的温度为155～165℃时进行表面层挤出，干燥后得到所述冰箱密封条材料；

58、其中，所述发泡层挤出的挤出腔体温度为160～180℃，挤出速度为0.5～1m/s；所述表面层挤出的挤出腔体温度为150～180℃，挤出速度与所述发泡层挤出的挤出速度相差0～1％；

59、步骤(1)和步骤(2)不区分先后顺序。

60、本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

61、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

62、(1)本发明提供的冰箱密封条材料兼具高弹性和高强度的特点；

63、(2)本发明提供的冰箱密封条材料同时包含有低硬度发泡硅胶和硬质硅胶；

64、(3)本发明提供的冰箱密封条材料制备方法，操作简单，有利于工业化生产。