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CN107216576A - 环保型高回弹pvc/nbr/br弹性体密封条及其制备方法 - Google Patents

环保型高回弹pvc/nbr/br弹性体密封条及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种环保型密封条，特别涉及一种环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条及其制备方法。该密封条主要是由如下原料制成：100份PVC、10~70份NBR、10~50份改性BR、10~60份聚酯增塑剂、5~20份环氧大豆油、10~60份超细白炭黑、10~40份炭黑、1~3份硬脂酸、2~8份氧化锌、2~6份钙锌复合稳定剂、1~5份双叔丁基过氧化异丙基苯、1~3份防老剂4010NA。本发明所述的环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条具有回弹性好、迁移性低、综合性能优异等特点，适用于汽车、建筑、电线电缆、家用电器等行业的使用。

Description

环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种环保型密封条，特别涉及一种环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)与丁腈橡胶(NBR)并用已有很长一段历史，是最早采用的聚合物并用橡塑弹性体品种之一。PVC与NBR并用弹性体综合了PVC的耐油性、抗化学药品性、耐臭氧性和NBR的耐溶性和弹性，同时PVC对NBR起补强作用。若与单一NBR相比，PVC/NBR并用弹性体的拉伸强度和抗撕裂性能均有提高，耐磨性、抗溶剂性及耐臭氧龟裂性有显著改善，并提高了自熄性能。但由于NBR耐寒性、耐磨性等较差，加之PVC加入后组成的PVC/NBR并用弹性体的耐寒性、弹性等性能下降，这就限制了它的应用范围。过去为了提高NBR的弹性、耐磨性、降低其脆性温度，常采用加入顺丁橡胶(BR)与之并用的方法来实现。而PVC与BR由于极性相差太大，界面结合不好，PVC/BR并用体系很少采用。在PVC/NBR并用体系中加入价格低廉(仅为NBR价格的1/2左右)、弹性好、耐磨性及耐寒性优越的BR来改善PVC/NBR二元共混体系的弹性、耐磨性及耐寒性等性能，降低PVC/NBR共混体系的材料成本并扩大其应用领域。
PVC/NBR/BR弹性体用于制造各种密封件产品，加入大量邻苯二甲酸酯增塑剂在使用过程中容易析出，造成“二次污染”，在温度相对高的环境中，容易导致VOC排放的超标。利用聚酯增塑剂取代现有的小分子增塑剂，在提高PVC/NBR/BR三元共混弹性体回弹性的同时，降低了其VOC排放，达到绿色环保要求。环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体用于制造汽车内饰材料、密封条、零配件等产品，具有广阔的市场应用前景。
发明内容
本发明提供一种环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条，其具有回弹性好、迁移性低、综合性能优异等特点。
本发明还提供一种所述环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条，该密封条主要是由如下原料制成：100份PVC、10~70份NBR、10~50份改性BR、10~60份聚酯增塑剂、5~20份环氧大豆油、10~60份超细白炭黑、10~40份炭黑、1~3份硬脂酸、2~8份氧化锌、2~6份钙锌复合稳定剂、1~5份双叔丁基过氧化异丙基苯、1~3份防老剂4010NA。超细白炭黑的粒径20~300纳米。
作为优选，所述改性BR为N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR。
作为优选，所述聚酯增塑剂为聚纳迪克酸二元醇酯，产品名简称P-MPO-NA，P-BDO-NA和P-DEG-NA,其分子量在4000~9000范围。
作为优选，所述N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR石的制备方法是：N，N-二甲基丙烯酰胺在引发剂双叔丁基过氧化异丙基苯的作用下通过接枝反应制得N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR。进一步的，所述N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR石的制备方法是：将BR、N，N-二甲基丙烯酰胺、双叔丁基过氧化异丙基苯加入到密炼机中机械共混，在150℃~180℃条件下反应10～30分钟，制得N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR。作为优选，所述的BR、N，N-二甲基丙烯酰胺、双叔丁基过氧化异丙基苯的投料质量比为100：1～15：0.1~1。
一种所述的环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条的制备方法，该方法是：将各原料加入到密炼机混炼10~15min出料，加入到挤出机，在加工温度160℃~180℃条件下挤出造粒，将粒料在加工温度160℃~180℃条件下，口模温度170-180℃，通过挤出机挤出成型，制得环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在如下几方面：
1、本发明制得的环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条，采用N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR兼具极性酰胺基团和烯烃非极性链段，能大大提高与PVC、NBR的相容性，从而改善材料的力学性能，N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR仍然保持良好的弹性、耐磨性及耐寒性，从而有效地改善PVC/NBR二元共混体系的弹性、耐磨性及耐寒性等性能；
2、本发明制得的环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条，所用的聚纳迪克酸二元醇酯增塑剂分子量在4000~9000之间，相比小分子增塑剂具有更好的热稳定性，在提高PVC热塑性弹性体回弹性的同时，降低了其VOC排放，达到绿色环保要求；
3、本发明制得的环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条，所用的聚纳迪克酸二元醇酯增塑剂在PVC/PNBR基体中具有优良的耐迁移性和耐抽出性，减少材料使用过程的“二次污染”。
本发明所述的环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条具有回弹性好、迁移性低、综合性能优异等特点，适用于汽车、建筑、电线电缆、家用电器等行业的使用。本发明所述环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条无毒无臭、性能优异、适用范围广、符合环保要求。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
超细白炭黑，购自山东中海新材料集团有限公司；
钙锌复合稳定剂，购自宜兴市昊盛化工有限公司。
实施例1
N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR的制备：将100份BR（顺丁橡胶）、10份N，N-二甲基丙烯酰胺、1份双叔丁基过氧化异丙基苯加入到密炼机中，在180℃条件下机械共混反应10分钟，制得N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR。
实施例2
N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR的制备操作同实施例1。BR、N，N-二甲基丙烯酰胺、双叔丁基过氧化异丙基苯的投料质量比为100：1：0.1，在150℃条件下机械共混反应30分钟。
实施例3
N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR的制备操作同实施例1。BR、N，N-二甲基丙烯酰胺、双叔丁基过氧化异丙基苯的投料质量比为100：5：0.3，在160℃条件下机械共混反应20分钟。
实施例4
N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR的制备操作同实施例1。BR、N，N-二甲基丙烯酰胺、双叔丁基过氧化异丙基苯的投料质量比为100：6.5：0.45，在170℃条件下机械共混反应16分钟。
实施例5
N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR的制备操作同实施例1。BR、N，N-二甲基丙烯酰胺、双叔丁基过氧化异丙基苯的投料质量比为100：7.5：0.55，在165℃条件下机械共混反应12分钟。
实施例6
将100份PVC、70份NBR、10份N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR（实施例4制得）、60份聚纳迪克酸二元醇酯（P-MPO-NA）、5份环氧大豆油、60份超细白炭黑、10份炭黑、3份硬脂酸、8份氧化锌、6份钙锌复合稳定剂、5份双叔丁基过氧化异丙基苯、3份防老剂4010NA加入到密炼机混炼15min出料，加入到挤出机，在加工温度160℃条件下挤出造粒，将粒料在加工温度160℃~180℃条件下（口模温度170℃）通过挤出机挤出成型，制得环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条。
测得该密封条拉伸强度为13.6MPa，压缩永久变形（70℃条件下24h存放后,压缩8mm，去载荷1h）为38.2%。
实施例7
环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条的制备操作同实施例6。环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条的配方为100份PVC、10份NBR、50份N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR（实施例3制得）、10份P-BDO-NA、20份环氧大豆油、10份超细白炭黑、40份炭黑、1份硬脂酸、2份氧化锌、2份钙锌复合稳定剂、1份双叔丁基过氧化异丙基苯、1份防老剂4010NA。
测得该密封条拉伸强度为10.2MPa，压缩永久变形（70℃条件下24h存放后,压缩8mm，去载荷1h）为32.3%。
实施例8
环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条的制备操作同实施例6。环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条的配方为100份PVC、20份NBR、30份N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR（实施例5制得）、35份聚纳迪克酸二元醇酯P-DEG-NA、15份环氧大豆油、35份超细白炭黑、20份炭黑、2份硬脂酸、4份氧化锌、4份钙锌复合稳定剂、3份双叔丁基过氧化异丙基苯、2份防老剂4010NA。
测得该密封条拉伸强度为14.2MPa，压缩永久变形（70℃条件下24h存放后,压缩8mm，去载荷1h）为31.0%。
实施例9
环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条的制备操作同实施例6。环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条的配方为100份PVC、45份NBR、35份N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR（实施例2制得）、45份聚纳迪克酸二元醇酯P-MPO-NA、18份环氧大豆油、42份超细白炭黑、26份炭黑、2.5份硬脂酸、5份氧化锌、6份钙锌复合稳定剂、3.5份双叔丁基过氧化异丙基苯、1.5份防老剂4010NA。
测得该密封条拉伸强度为15.3MPa，压缩永久变形（70℃条件下24h存放后,压缩8mm，去载荷1h）为29.4%。
作为比较，实施例9的环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条配方中N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR被相同份数未改性的BR代替，配方中聚酯增塑剂P-MPO-NA被相同份数邻苯二甲酸酯增塑剂DOP代替，所得PVC/NBR/BR弹性体密封条的性能测试结果比较见表1。
表1
PVC/NBR/BR弹性体密封条 环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条
拉伸强度 (MPa) 6.8 15.3
拉断伸长率 (%) 269 427
压缩永久变形（%） 36.4 29.4
污染性：80ºC×24h+63ºC×16h，荷重用4.41N 有污染 无污染
PVC/NBR/BR弹性体密封条配方为100份PVC、45份NBR、35份BR、45份DOP、18份环氧大豆油、42份超细白炭黑、26份炭黑、2.5份硬脂酸、5份氧化锌、6份钙锌复合稳定剂、3.5份双叔丁基过氧化异丙基苯、1.5份防老剂4010NA，制备工艺同实施例9；环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条：配方和制备工艺同实施例9。
从拉伸强度可以看出，相比BR和增塑剂DOP改性的，发明所用的N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR、聚纳迪克酸二元醇酯的加入更有效提高了PVC/NBR/BR弹性体密封条的强度；且环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条的延展性、回弹性优于BR和增塑剂DOP改性PVC/NBR/BR弹性体密封条。在负载加热条件下，环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条的VOC排放远低于传统BR和增塑剂DOP改性PVC/NBR/BR弹性体密封条。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.一种环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条，其特征在于：该密封条主要是由如下原料制成：100份PVC、10~70份NBR、10~50份改性BR、10~60份聚酯增塑剂、5~20份环氧大豆油、10~60份超细白炭黑、10~40份炭黑、1~3份硬脂酸、2~8份氧化锌、2~6份钙锌复合稳定剂、1~5份双叔丁基过氧化异丙基苯、1~3份防老剂4010NA。
2.根据权利要求1所述的环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条，其特征在于：所述改性BR为N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR。
3.根据权利要求1所述的环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条，其特征在于：所述聚酯增塑剂为聚纳迪克酸二元醇酯，产品名简称P-MPO-NA，P-BDO-NA和P-DEG-NA，其分子量在4000~9000范围。
4.根据权利要求2所述的环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条，其特征在于：所述N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR石的制备方法是：N，N-二甲基丙烯酰胺在引发剂双叔丁基过氧化异丙基苯的作用下通过接枝反应制得N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR。
5.根据权利要求4所述的环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条，其特征在于：所述N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR石的制备方法是：将BR、N，N-二甲基丙烯酰胺、双叔丁基过氧化异丙基苯加入到密炼机中机械共混，在150℃~180℃条件下反应10～30分钟，制得N，N-二甲基丙烯酰胺接枝改性BR。
6.根据权利要求4或5所述的环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条，其特征在于：所述的BR、N，N-二甲基丙烯酰胺、双叔丁基过氧化异丙基苯的投料质量比为100：1～15：0.1~1。
7.一种权利要求1所述的环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条的制备方法，其特征在于该方法是：将各原料加入到密炼机混炼10~15min出料，加入到挤出机，在加工温度160℃~180℃条件下挤出造粒，将粒料在加工温度160℃~180℃条件下，口模温度170-180℃，通过挤出机挤出成型，制得环保型高回弹PVC/NBR/BR弹性体密封条。
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Denomination of invention: Environmentally friendly high resilience PVC/NBR/BR elastomer sealing strip and preparation method thereof

Effective date of registration: 20220803

Granted publication date: 20190618

Pledgee: Zhejiang Xianju Rural Commercial Bank Co., Ltd. Baita Sub-branch

Pledgor: ZHEJIANG XIANJU XINGFENG AUTOMOBILE PARTS Co.,Ltd.

Registration number: Y2022330001604

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