一种密封材料及其制备方法、密封条技术

本发明专利技术涉及热塑性弹性体材料技术领域，具体涉及一种密封材料及其制备方法、密封条。本发明专利技术所提供的密封材料，包括主料和助剂；所述主料由质量比为(10

【技术实现步骤摘要】
一种密封材料及其制备方法、密封条


[0001]本专利技术属于热塑性弹性体材料
，具体涉及一种密封材料及其制备方法、密封条。

技术介绍

[0002]密封材料应满足密封功能的要求。由于被密封的介质不同，以及设备的工作条件不同，对密封材料的选择也不同。以冰箱的密封条为例，其作为维持冰箱内部温度的重要部件，一直是人们研究的热点。目前冰箱密封条的材料主要有PVC(聚氯乙烯)、TPV(热塑性硫化橡胶)、TPS(热塑性弹性体的苯乙烯类)、TPU(热塑性聚氨酯弹性体)等。
[0003]PVC(聚氯乙烯)材料具有价格低廉、化学性能稳定、易加工、机械力学性能高等优点，在冰箱门封条中应用最多。然而PVC密封条要达到柔软而富有弹性的性能，需要添加大量的增塑剂，进而带来了气味大的问题；并且产品在使用三到五年后，随着使用时间的延长，会出现老化的情况，材料中的增塑剂会出现缓慢迁移析出，导致密封条变硬，密封性能降低，此时冰箱的能耗会大大增加。另外，PVC材料中含有卤素，在回收或焚烧等后处理过程中易产生腐蚀性和致癌气体，对环境影响非常大。
[0004]TPV(热塑性硫化橡胶)材料是一种EPDM动态硫化后的改性材料，具有性能稳定，软硬度可调，耐化学品、力学性能良好等优点；但TPV生产工艺过程较为复杂，需经高温捏炼、挤出造粒、挤出硫化等工序，且EPDM原材料价格高，因此TPV的价格昂贵，由其生产的门封条是PVC门封条的4～5倍，严重限制其应用。此外，EPDM硫化时需添加大量硫化剂，亦会产生VOC高和气味大的问题。
[0005]TPS(热塑性弹性体的苯乙烯类，包含SBS、SEBS、SIS、SEPS)材料是最近几年开始研究应用在门封条的新材料，其不含卤素，具有加工工艺简单，性能良好，价格适中等优点，是一种具有良好应用前景的材料。但TPS材料中一般添加白矿油或环烷油等软化剂用于调整产品硬度，而添加软化剂油会存在析出和气味大的问题，并且降低材料的耐老化性能，在使用数年后会出现表面发粘问题，严重影响产品的使用寿命。
[0006]TPU(热塑性聚氨酯弹性体)材料具有非常好的力学性能，柔软度可调，但价格相对昂贵，且耐老化性能一般，目前在冰箱门封条中的实际应用很少，只有少量文献报道。
[0007]上述几种可用于制冷设备的密封材料具有各自的优点，但综合性能不好，存在气味大、老化差、价格贵、加工复杂等缺陷中的一种或几种，且未考虑密封材料的导热阻隔性能。

技术实现思路

[0008]本专利技术的第一目的是提供一种密封材料，所述密封材料具有气味小，隔热性好，耐老化性优良，加工方便和成本低廉等优点。
[0009]本专利技术所提供的所述密封材料，包括主料和助剂；所述主料由质量比为(10
‑
40)：(10
‑
30)的PP(聚丙烯)和PE(聚乙烯)组成；所述助剂包括硬度改性剂，所述硬度改性剂为
POE(聚烯烃弹性体)、EVA(乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物)、EAA(乙烯丙烯酸共聚物)或EMA(乙烯丙烯酸甲酯)中的一种或几种组合。
[0010]不同用途的密封材料对其性能要求差异显著。作为冰箱的密封材料，其应当具有如下特征：材料柔软而富有弹性，shore A硬度适宜；气味尽可能小、减少对食物品质的影响；良好的耐老化性能，延长密封的使用寿命。然而现有主流冰箱密封材料因增塑剂或软化剂的添加难以同时满足上述几方面要求。
[0011]为此，本专利技术通过对弹性体深入研究发现，当PP、PE以特定比例混合并配以上述硬度改性剂，可使所得材料的硬度满足冰箱密封条的上述要求，从而解决现有主流密封材料因增塑剂或软化剂的添加导致的气味大、析出变硬、材料过早老化、密封性能下降的问题。经验证，本专利技术所得密封材料柔软而富有弹性，硬度A适宜，材料气味更小，耐老化性能良好，材料的使用寿命更长。
[0012]优选地，所述硬度改性剂与所述主料的质量比为(25
‑
30)：(30
‑
55)。通过控制硬度改性剂的添加比例，在保证密封材料其他基本性能的同时有效控制所得材料的硬度A(在70
°
左右)。
[0013]本专利技术所述PP为均聚PP和/或共聚PP，PP的熔融指数范围在0.3～20g/10min之间。研究表明，通过控制PP熔融指数范围更有利于提高加工稳定性，避免因熔融指数过高而难于加工，或熔融指数过小而难以挤出的情况发生。优选地，所述PP为聚丙烯SP179和/或聚丙烯BM09。
[0014]本专利技术所述PE为LDPE(低密度聚乙烯)和/或LLDPE(线性低密度聚乙烯)，PE的熔融指数范围在0.5～5g/10min之间。研究表明，通过控制PE熔融指数范围更有利于提高加工稳定性，避免因熔融指数过高难以加工，或熔融指数过小难以挤出的情况发生。优选地，所述PE为聚乙烯1002YB和/或聚乙烯LD150。
[0015]本专利技术所述硬度改性剂的邵氏shore A硬度在50～80
°
之间；所述硬度改性剂的熔融指数范围在0.5～5g/10min之间。研究表明，通过控制硬度改性剂的邵氏硬度及熔融指数范围，更有助于提高物料混匀程度，进而提高密封材料的综合性能，特别是硬度指标。优选地，所述硬度改性剂为POE DF610、EVA630或POE ENGAGE 8150。
[0016]作为本专利技术的具体实施方式之一，所述硬度改性剂为POE(优选其熔融指数范围在0.5～5g/10min之间)；所述PP、PE和POE的质量比为(10
‑
25)：(11
‑
25)：(25
‑
30)。本专利技术通过控制上述组分的适宜质量比，使得材料在保持良好力学性能的同时硬度在shore A硬度控制在70
±3°
之间。
[0017]本专利技术所述密封材料还包括可膨胀微球，以进一步降低密封材料的导热系数K值及密度。
[0018]本专利技术所述可膨胀微球的粒径D50在10～50μm之间。优选的，所述可膨胀微球与所述主料的质量比为(10
‑
30)：(30
‑
55)。研究表明，可膨胀微球具有密度小、隔热性能好的优点，将其添加至上述弹性体体系中有助于降低密封材料的导热系数K值及密度。虽然提高微球的添加量显著降低材料的隔热性能，但同时也会严重影响材料的拉伸强度。为此，本专利技术通过控制可膨胀微球的粒径范围及添加比例，通过双重调控手段使得添加可膨胀微球后的密封材料既保持原有的拉伸强度，同时又能显著降低密度及导热系数。
[0019]进一步地，考虑到微球的粒径过大，加工时易破碎；粒径过小，则隔热性能作用不
显著；通过反复试验，本专利技术确定所述可膨胀微球的粒径D50在30
‑
40μm之间，所述可膨胀微球与所述主料的质量比为(15
‑
30)：(30
‑
55)；在此条件下，所得密封材料加工成品率高，且导热系数K值显著降低。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种密封材料，包括主料和助剂；其特征在于，所述主料由质量比为(10
‑
40)：(10
‑
30)的PP和PE组成；所述助剂包括硬度改性剂，所述硬度改性剂为POE、EVA、EAA或EMA中的一种或几种组合。2.根据权利要求1所述的密封材料，其特征在于，所述硬度改性剂与所述主料的质量比为(25
‑
30)：(30
‑
55)。3.根据权利要求1或2所述的密封材料，其特征在于，所述PP为均聚PP和/或共聚PP，所述PP的熔融指数范围在0.3～20g/10min之间。4.根据权利要求1或2所述的密封材料，其特征在于，所述PE为LDPE和/或LLDPE，所述PE的熔融指数范围在0.5～5g/10min之间。5.根据权利要求1或2所述的密封材料，其特征在于，所述硬度改性剂的shore A硬度在50～80
°
之间，所述硬度改性剂的熔融指数范围在0.5～5g/10min之间。6.根据权利要求5所述的密封材料，其特征在于，所述硬度改性剂为POE，所述PP、PE和POE的质量比为(10
‑
25)：(11
‑
25)：(25
‑
30)。7.根据权利要求1、2、5任一项所述的密封材料，其特征在于，所述密封材料还包括可膨胀微球；所述可膨胀微球的粒径D50在10～50μm之间。8.根据权利要求7所述的密封材料，其特征在于，所述可膨胀微球与所述主料的质量比为(10
‑
30)：(30
‑
55)。9.根据权利要求1、2、6、8中任一项所述的密封材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：PP 10
‑
40份；PE 10
‑
30份；硬度改性剂25
‑
45份，可膨胀微球10
‑
30份；无机矿...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺热民，
申请(专利权)人：美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：