一种密封条橡胶耐磨材料及其制备方法、密封条及其制备方法、载运工具与流程

本发明涉及密封条橡胶耐磨材料制备，具体为超高硬度三元乙丙橡胶耐磨材料制备。

背景技术：

1、汽车玻璃导槽密封条是汽车非常重要的功能件，对车窗玻璃起到密封与导向的作用。汽车车窗玻璃是活动比较频繁的部件，玻璃上升和下降时直接与玻璃导槽密封条磨擦，要求后者具有良好的耐磨性能和较小的摩擦阻力。车窗玻璃进行上升和下降的活动时，玻璃导槽密封条摩擦阻力越小，玻璃运动越顺畅，摩擦因数越小。车窗玻璃多次数的重复上升和下降活动，形成对玻璃导槽密封条的磨耗，其耐磨性能是保证车窗玻璃长时间有效运行的前提条件。

2、汽车玻璃导槽密封条的基体材料有三元乙丙橡胶(epdm)、热塑性弹性体和聚氯乙烯等。epdm综合性能优异，具有优良的耐老化性能、抗紫外线、耐高低温性能和突出的耐酸碱性能，环境适应性强，弹性和抗永久变形性能优良，目前为橡胶汽车玻璃导槽密封条选用较多的基体材料。现阶段橡胶汽车玻璃导槽密封条的玻璃摩擦层有静电植绒、喷涂、聚乙烯(pe)条复合3种工艺处理方式。

3、静电植绒过程是在经过预处理的橡胶表面(例如：等离子体处理)上涂一层粘合剂，涂有粘合剂的橡胶密封条经过静电植绒箱，带电绒毛在静电场的作用下沿着电场方向以一定的速度垂直植入粘合剂层中，在橡胶密封条表面形成一层竖立的绒毛。植绒的橡胶密封条在烘箱中加热，粘合剂发生固化使绒毛保持在橡胶密封条表面。植绒技术生产工艺复杂，在生产线上需要增加专用的等离子体发生装置、涂胶装置、静电植绒箱、热空气固化箱等设备，单条生产线比普通的生产线要长20-35米。同时，静电植绒箱中绒毛容易飞出、粘合剂vocs的挥发会严重影响产品生产环境，工人吸入后可能会损害身心健康，并且影响到密封条最终的气味测试等级通过与否。尽管后期开发了专用的贴绒生产工艺，但通常是通过挤压成型的方式，需要专用的撕膜、热空气固化等设备，只能在线贴绒(即密封条边挤出边贴绒带)。贴绒的绒带很多时候存在粘性不够强、耐磨性能偏差等缺陷，密封条挤出生产时容易产生贴绒位差、歪曲等问题，返工率较高。缺点为贴绒带只能贴合在底边，不能贴合唇边，底边和唇边部位需要采用多种工艺结合的方式比较繁琐，同时贴绒带普遍不耐高温(因为胶水是热敏性的，高温下绒带容易脱离胶条本体)，且密封性效果不好，容易引起玻璃升降异响。同时，不论是植绒还是贴绒的生产方式，由于车窗玻璃直接与绒毛层相接处，极易产生绒毛层掉毛的情况，严重影响玻璃的洁净度和美观程度，也直接影响到植绒的降噪效果。

4、采用喷涂工艺制备橡胶密封条的耐磨涂层是21世纪初期的一种新技术，耐磨涂层光滑美观，摩擦系数小，一经推出即受到了广大用户的喜爱。密封条的耐磨涂层通常有两种方式喷涂，一种是传统的离线手工喷涂，一种是越来越多厂家采用的在线自动喷涂。离线喷涂工序较多，人为因素较多，产品质量的稳定性难以保证；比起离线手工喷涂，在线自动喷涂方式喷涂膜厚更均匀，成膜更坚密，附着力更佳，光泽更自然美观，质量更趋稳定，喷涂材料和人工成本浪费更少，成本更低，质量更稳定。目前业界喷涂耐磨层的橡胶密封条的生产工艺流程为：炼胶→微波硫化→热空气硫化→水冷却→等离子表面处理→在线喷涂→高温固化→成型定长→接角部位表面处理→注角成型→接角部位喷涂→后序加工→包装入库。在线喷涂成熟工艺是在产品硫化之后，使用电晕或等离子对产品表面进行处理，喷涂之后再进行高温固化，但是需要在挤出生产线配置表面处理设备及热风固化炉。同时，三元乙丙橡胶为非极性材料，难以与喷涂材料直接粘接，因此，行业内一般需要在喷涂耐磨层之前先喷涂底漆作为偶联剂，以达到涂层与基体粘接牢固的目的。但整体来说喷涂工艺的方法工序复杂，涂层受紫外线、高温、有机溶剂(汽油等)影响后极易龟裂，影响密封条及车辆整体的外形美观程度，引起摩擦阻力增大、玻璃滑动时出现噪音、玻璃表面出现磨痕、密封条本体损坏等故障。并且目前的底漆多为溶剂类型，对环境及操作者也有一定的不利影响，也会影响最终的密封条vocs。

5、因聚乙烯材料优异的表面耐磨性、润滑性和环保性，较之表面植绒或贴绒和表面涂层技术处理的密封条具有突出的优点，聚乙烯在玻璃导槽类橡胶密封条产品中的应用越来越广泛。现阶段通常采用橡胶-塑料复合工艺技术，在u形玻璃导槽密封条滑动面底部附着上一层采用改性耐磨耐高温pe材料制成的pe条/带，将其作为耐磨层替代之前的贴绒带，以提高汽车玻璃导槽密封条的工作寿命，并改善其工作性能。其生产工艺为：epdm经挤出机挤出后，与pe条在口型模具(以下简称“口模”)内复合。该种材料具有耐磨性相对较好，改善了密封条产品的生产环境，但是现阶段该种产品均为进口产品，单价高昂，直接影响密封条的最终售价，且存在着以下技术问题：1、聚乙烯需采用专用的模具和塑料挤出机对其进行挤出，配合粘接装置粘结到密封条基材上，任何一个过程出现问题即产生废品，容错率低；2、聚乙烯与三元乙丙橡胶因受热的时间、温度不同，产品挤出后二者经常会有明显的色差存在。同时由于聚乙烯物料特性、工序较多等原因，挤出后的聚乙烯带的表面有较多的不规则凸点、压痕或划痕，影响产品的美观程度，导致该种工艺生产的密封条仅能用于导槽内部等一般看不见的部位，裸露在外影响整车外观造型；3、因为该种聚乙烯材料具有耐磨耐高温的特性，因此在生产过程中需要将挤出机头的温度调到200℃以上才能实现顺利挤出，但是由于pe的挤出机头与epdm挤出机头距离较近，热传导效应会将高温传递到epdm的挤出机头(通常为70℃左右)处，造成epdm的挤出机头死胶(即在高温的影响下epdm在机头处尚未挤出或正在挤出就提前硫化定型)、堵塞等情况，影响产品的生产效率。

6、本技术将采用epdm材料作为耐磨材料的基材，配合聚乙烯、炭黑等辅料经高温混炼结合等工序制得一种超高硬度的密封条耐磨材料，用于替代玻璃导槽密封条传统的植绒、喷涂及pe带耐磨处理技术，特别是克服了传统pe带材料挤出条件高、表面压痕凸点多、单价昂贵的缺陷，具有vocs含量少、表面光滑、耐磨、成本低等优点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种超高硬度三元乙丙橡胶耐磨材料(以下或简称epdm滑材)及其制备方法，解决背景技术中所提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种密封条橡胶耐磨材料，包括如下质量份的材料：epdm：100份；聚乙烯：120-400份；补强剂：0-35份；操作油：3-25份。

4、进一步地，包括如下质量份的材料：epdm：100份；聚乙烯：200-350份；补强剂：5-25份；操作油：5-15份。

5、进一步地，所述聚乙烯为超高分子量聚乙烯。

6、进一步地，所述补强剂选自炭黑、白炭黑、石墨烯、碳纤维、碳纳米管、mxene、钙粉中的一种或多种；所述操作油选自石蜡油、液体聚丁二烯、葵二酸二辛脂中的一种或多种。

7、进一步地，所述材料中还包括0.1-10份的硫化剂。

8、进一步地，所述硫化剂选自硫磺、酚醛树脂、eg-3、dcp、dtdc、dcbp中的一种或多种。

9、密封条橡胶耐磨材料的制备方法包括：epdm混炼0.5-2分钟后加入操作油混炼0.5-2分钟，然后投聚乙烯和补强剂等混炼至100-130度后排胶至开炼机上翻胶冷却，经过滤出条、破碎造粒后制得。

10、一种密封条，密封条上设置有以上所述的密封条橡胶耐磨材料。

11、进一步地，密封条的制备方法包括：密封条基材同所述密封条橡胶耐磨材料共挤出后，经硫化定型后制得。

12、一种载运工具，设置有上述的密封条。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

14、1、本技术滑材的配方简单，仅需epdm、pe、补强剂和操作油，无需添加pp、poe等传统相容性材料，制得的滑材与epdm基材复合效果好、表面光滑且滑爽、耐磨性能优异，克服了现有技术的偏见，可替代现阶段在使用的进口per耐磨材料，作为国产滑材材料打破国外的技术优势。

15、2、per(即改性耐磨耐高温聚乙烯材料)作为耐磨材料时，一般通过熔融后同epdm基材共同挤出成型(即密封条本体所用的材料)，但是per需要用专用的塑料挤出机来挤出，且挤出时需要升温至200℃以上方能满足材料的流动性挤出要求，对模具隔热功能要求很高，经常要设置专门的隔热机构。即使如此，per的挤出机头模具也还是非常容易通过热传导或热辐射导致epdm基材挤出模具(口模)死胶(即epdm在口模处即受到per模具传导过来的热量导致其直接硫化定型而堵死胶料的挤出口)。而采用epdm作为耐磨材料时，挤出时模具的温度仅需在75℃左右，epdm基材挤出温度相近，远远达不到epdm硫化所需要的温度(约140-180℃)，无需设置隔热机构，模具结构更为简单，挤出过程中的死胶现象也不再出现。

16、3、玻璃呢槽密封条(又名：车门窗框密封条、玻璃导槽密封条)需要由3-5种不同截面形状的密封条零件组合注塑成型，其中横梁位置的密封条材料组成一般为铝骨架/钢骨架/塑料骨架+多种epdm+滑材/耐磨层，将横梁断面密封条称为玻璃呢槽密封条a断面，a柱和b柱部位的软条分别称为c断面和b断面。a\b\c断面分别经过冲切后，利用对接模具使用epdm或者tpv，两两之间注塑接合成型。在企业的生产实践过程中，在采用epdm为橡胶基材的时候，若采用tpv来做接角材料，存在一定的接头性能(以角部结合力为参数)较差的情况，这主要是tpv与epdm材料的相容性不是特别好造成的；若采用epdm材料来做接角材料，由于接角材料和密封条基材都是epdm材料，相容性较好，自然接头的性能也更为优异。

17、4、全车密封系统中，安装于车门窗框密封条结构最为复杂，因为转角部位既要保证将两边不同挤出断面的导槽密封条自然过渡，又要实现密封条在该区域的功能和外观要求，同时还要对接牢固。企业在实际的生产过程中，一般要根据车门形状将密封条分成几段，中间接角部分需要用注塑模具注塑橡胶将几段密封条连接起来形成一个整体。传统的接角一般采用类似于tpv类型的热塑性弹性体进行注塑接角，但是由于tpv材料本身不耐高温的特性，在注射机中一般tpv维持在较低的温度形成熔体后，再注入模具(模具两端各插有一段密封条)中，维持一段时间后即可取出完成接角。但是该种接角技术存在不耐高温(长时间使用容易开裂)、与密封条基材连接性差(因为基材是epdm材质，tpv材料来接角必然无法实现非常好的接角效果，此项参数可用角部结合力的数据体现)等缺陷；本技术技术方案中采用超高硬度三元乙丙橡胶耐磨材料与epdm橡胶密封条复合挤出后，两段密封条插入接角模具的两端，以普通epdm材料作为接角材料，接角过程中接角模具的温度维持在180-190℃左右，使epdm一注射到待接角的部位(即两段密封条中间的空隙)即立刻硫化定型，该种接角技术具有接角牢固、接角后不易断裂/开裂(密封条基材与接角基材都是epdm，相容性好)、角部弹性好(epdm弹性要优于tpv材料的弹性)、epdm接角材料耐高温等优点。