一种微发泡微交联低VOC抗菌密封材料及制造方法和应用技术

本发明专利技术公开一种微发泡微交联低VOC抗菌密封材料及其制造方法，材料包括三元乙丙橡胶(EPDM)，不饱和聚氨酯预聚体(USPU)，离子化聚氨酯弹性体(i

【技术实现步骤摘要】
一种微发泡微交联低VOC抗菌密封材料及制造方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子材料技术与科学领域，具体涉及一种微发泡微交联低VOC抗菌密封材料及其制造方法和应用。

技术介绍

[0002]随着人们健康意识的不断增强，磁悬浮列车、高速列车及普通乘用车内部的空气质量逐渐被消费者所关注，在公共领域对材料的抗菌性能也提出了更高的要求。因此，如何在满足材料服役性能的基础上赋予其低VOC、低气味、抗菌等特性成为目前研究的热点。特别是能够满足磁悬浮列车、和谐号和复兴号等高速列车及普通乘用车用高性能、低VOC、低气味、抗菌等性能要求的密封材料更是当前的开发重点。
[0003]专利技术CN202010896735.2公开了一种低VOC橡胶密封条及其制备方法，通过连续硫化的方式以及冷却松弛工艺使得VOC充分散发。专利技术CN201811038680.0公开了一种低气味乘用车橡胶密封条，将高乙烯基聚丁二烯橡胶和丁戊橡胶复合并填充腰果壳油，提高了硫化速度，减少了硫磺及硫化促进剂的用量，减少气味的产生。但是以上研究中对于材料机械性能提升有限，对抗菌、抗静电等并未提及。
[0004]专利技术CN202210939104.3公开了一种高耐候TPV复合材料及其制备方法，以改性氟塑料为基体，以改性硅橡胶为分散相，通过动态硫化后制备出可满足汽车车窗密封条的TPV复合材料，不仅具有优异的力学性能和耐候性能，还提高了抗菌和疏水等各项性能。专利技术CN201510099100.9公开了一种低压缩永久变形的PVC粒料组合物及其制备方法和用途，利用交联型丁腈橡胶的出色低压缩永久变形特性和其与PVC较好的相容性达到降低高温下压缩永久变形的目的，同时配以抗菌剂和耐候剂，提升了其制成品的耐久性、抗菌性和使用寿命。但是以上材料中存在大量卤族元素，且材料对VOC排放方面没有明确的要求，难以满足目前环境保护及人类健康下的应用要求。
[0005]因此，开发具有自主知识产权的低VOC抗菌密封材料具有重要的实际意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术公开一种微发泡微交联低VOC抗菌密封材料及其制造方法和应用，其特征在于各原料按质量份数的配比为：三元乙丙橡胶(EPDM)100
‑
150份，不饱和聚氨酯预聚体(USPU)2
‑
10份，离子化聚氨酯弹性体(i
‑
TPU)2
‑
10份，补强剂150
‑
200份，硫化剂2
‑
8份，硫化促进剂2
‑
5份，发泡剂1
‑
5份，润滑剂50
‑
80份，防老剂1
‑
3份。其中USPU为侧链含双键的聚氨酯预聚体，对补强剂进行表面包覆处理，构筑以补强填料作为“硬核”，USPU为“软壳”的核壳结构预处理补强填料，削弱了无机粒子间的相互作用，改善了填料的聚集行为，并与EPDM基体发生化学交联，形成多层次网络。i
‑
TPU为含有季铵离子的聚氨酯弹性体，提高了材料的抗菌性能和抗静电性能，并通过与无机粒子的非共价键作用进一步促进其分散，形成固体填料网络结构。本专利技术的材料通过微发泡、微交联工艺加工成型，在硫化过程中发泡，其中发泡过程可以促进VOC小分子快速挥发，而USPU硫化形成化学交联网络，并协同i
‑
TPU的非
共价键作用，实现材料成型后对VOC小分子的阻隔，制得可用于磁悬浮等高速列车和乘用车的低VOC、抗菌、抗静电、抗老化、耐疲劳密封材料。具体方案如下：
[0007]一种微发泡微交联低VOC抗菌密封材料，其中所述密封材料由以下方法制备而成，其特征在于，先将不饱和聚氨酯预聚体USPU，补强剂加入到密炼机中熔融共混后得到USPU包覆的具有核壳结构的预处理补强填料；然后将上述预处理补强填料，离子化聚氨酯弹性体i
‑
TPU，发泡剂，润滑剂，防老剂加入到密炼机中熔融共混后得到微发泡混炼胶；再将上述微发泡混炼胶，三元乙丙橡胶EPDM，硫化剂，硫化促进剂加入到密炼机中充分混合后，通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，然后依次通过微波硫化和热硫化处理，在硫化过程中产生微发泡，得到所述微发泡微交联低VOC抗菌密封材料；
[0008]所述不饱和聚氨酯预聚体USPU为侧链含双键的异氰酸基团封端聚氨酯预聚体，其结构式满足式I，M
w
为17000
‑
34000g/mol，
[0009][0010]其中x、n、y为重复单元数目，n独立的为100
‑
200间的正整数，x、y独立的为50
‑
100间的正整数；
[0011]所述离子化聚氨酯弹性体i
‑
TPU为含有式II结构的季铵阳离子聚氨酯弹性体，M
w
为37800
‑
73000g/mol，
[0012][0013]其中n为重复单元数目，n独立的为100
‑
200间的正整数。
[0014]进一步的，该材料的各原料的质量份数为：
[0015]三元乙丙橡胶EPDM 100
‑
150份；
[0016]不饱和聚氨酯预聚体USPU 2
‑
10份；
[0017]离子化聚氨酯弹性体i
‑
TPU 2
‑
10份；
[0018]补强剂150
‑
200份；
[0019]硫化剂2
‑
8份；
[0020]硫化促进剂2
‑
5份；
[0021]发泡剂1
‑
5份；
[0022]润滑剂50
‑
80份；
[0023]防老剂1
‑
3份。
[0024]进一步的，所述EPDM的乙烯质量含量为50
‑
75％，乙叉降冰片烯质量含量为2
‑
10％，门尼粘度[ML(1+4)125℃]为50
‑
85MU，邵氏硬度A为45
‑
85，拉伸强度为5
‑
25MPa，断裂伸长率为200
‑
550％；
[0025]所述补强剂为炭黑、白炭黑、超细碳酸钙、高岭土中的一种或两种及以上的混合物；
[0026]所述硫化剂为2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(过氧叔丁基)己烷、过氧化二苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化二碳酸二异丙酯中的一种或两种及以上的混合物；
[0027]所述硫化促进剂为二硫化四苄基秋兰姆、乙烯硫脲、二乙基二硫代氨基甲酸碲中的一种或两种及以上的混合物；
[0028]所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、二亚硝基五次甲基四胺、4,4'
‑
氧代双苯磺酰肼、对甲苯磺酰氨基脲中的一种或两种及以上的混合物；
[0029]所述润滑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微发泡微交联低VOC抗菌密封材料，其中所述密封材料由以下方法制备而成，其特征在于，先将不饱和聚氨酯预聚体USPU，补强剂加入到密炼机中熔融共混后得到USPU包覆的具有核壳结构的预处理补强填料；然后将上述预处理补强填料，离子化聚氨酯弹性体i
‑
TPU，发泡剂，润滑剂，防老剂加入到密炼机中熔融共混后得到微发泡混炼胶；再将上述微发泡混炼胶，三元乙丙橡胶EPDM，硫化剂，硫化促进剂加入到密炼机中充分混合后，通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，然后依次通过微波硫化和热硫化处理，在硫化过程中产生微发泡，得到所述微发泡微交联低VOC抗菌密封材料；所述不饱和聚氨酯预聚体USPU为侧链含双键的异氰酸基团封端聚氨酯预聚体，其结构式满足式I，M
w
为17000
‑
34000g/mol，其中x、n、y为重复单元数目，n独立的为100
‑
200间的正整数，x、y独立的为50
‑
100间的正整数；所述离子化聚氨酯弹性体i
‑
TPU为含有式II结构的季铵阳离子聚氨酯弹性体，M
w
为37800
‑
73000g/mol，其中n为重复单元数目，n独立的为100
‑
200间的正整数。2.根据权利要求1所述的密封材料，其特征在于，该材料的各原料的质量份数为：三元乙丙橡胶EPDM 100
‑
150份；不饱和聚氨酯预聚体USPU 2
‑
10份；离子化聚氨酯弹性体i
‑
TPU 2
‑
10份；补强剂150
‑
200份；硫化剂2
‑
8份；硫化促进剂2
‑
5份；发泡剂1
‑
5份；润滑剂50
‑
80份；防老剂1
‑
3份。
3.根据权利要求1所述的密封材料，其特征在于：所述EPDM的乙烯质量含量为50
‑
75％，乙叉降冰片烯质量含量为2
‑
10％，门尼粘度[ML(1+4)125℃]为50
‑
85MU，邵氏硬度A为45
‑
85，拉伸强度为5
‑
25MPa，断裂伸长率为200
‑
550％；所述补强剂为炭黑、白炭黑、超细碳酸钙、高岭土中的一种或两种及以上的混合物；所述硫化剂为2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(过氧叔丁基)己烷、过氧化二苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化二碳酸二异丙酯中的一种或两种及以上的混合物；所述硫化促进剂为二硫化四苄基秋兰姆、乙烯硫脲、二乙基二硫代氨基甲酸碲中的一种或两种及以上的混合物；所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、二亚硝基五次甲基四胺、4,4'
‑
氧代双苯磺酰肼、对甲苯磺酰氨基脲中的一种或两种及以上的混合物；所述润滑剂为石蜡油、聚乙烯蜡、蒙旦蜡中的一种或两种及以上的混合物；所述防老剂为N
‑
苯基
‑2‑
萘胺、6
‑
乙氧基
‑
2,2,4
‑
三甲基
‑
1,2
‑
二氢喹啉、N,N'
‑
二(β
‑
萘基)对苯二胺中的一种或两种及以上的混合物。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，高尚，刘文秀，田洪瑜，陆海冰，丁运生，刘超，葛倪林，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：发明
国别省市：