一种抗低温耐磨的热塑性密封材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于密封材料，尤其涉及一种抗低温耐磨的热塑性密封材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、通常而言，热塑性密封材料以pp/epdm(三元乙丙橡胶)为基材；但是，以pp/epdm为基材的热塑性密封材料，由于材料的摩擦系数大、内聚力小，制成的密封条的耐磨性能较差。尤其将其作为车窗玻璃导槽密封条使用时，由于车窗玻璃长期的上下移动，会反复摩擦密封条表面，这就要求此类密封条表面具有非常好的耐磨性能。

2、传统的硫化橡胶密封条，通常在橡胶密封条成型后，通过在其表面喷涂一层耐磨涂层来解决耐磨性不佳这一问题，但也不可避免的增加了生产工序。

3、另外，由于以pp/epdm为基材的热塑性密封材料耐低温性能较差，在气温较低场景下会时出现材料变硬、变脆的问题，引起密封失效甚至制品损坏。

4、鉴于此，如何能够开发耐低温和耐磨性均能优异的密封材料，是需要进一步研究的课题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于，提供一种抗低温耐磨的热塑性密封材料及其制备方法和应用，所得密封材料同时具备优异的力学性能、耐低温性及耐磨性能。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、在第一个方面，提供一种抗低温耐磨的热塑性密封材料，该密封材料是通过共混物与交联剂经加工制得的产物；其中，

4、所述共混物包括以下重量份数的各组分：

5、聚烯烃弹性体，10-40份，例如，15份、20份、25份、30份、35份；

6、长碳链尼龙弹性体，60-90份；例如，65份、70份、75份、80份、85份；

7、以聚烯烃弹性体与长碳链尼龙弹性体的重量份数之和是100份为基准计，所述共混物还包括以下重量份数的各组分：

8、相容剂，1-10份，例如，2份、3份、4份、5份、6份、8份；

9、助交联剂，0-3份，例如，0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份；

10、润滑剂，2-6份，例如，2.5份、4份、5份、5.5份，优选为3-5份，

11、其他助剂，0-10份，例如，1份、2份、3份、4份、5份、6份、8份；

12、以共混物中聚烯烃弹性体与长碳链尼龙弹性体的重量份数之和是100份为基准计，所述交联剂的量为1-5份，例如，1.5份、2份、2.5份、3份、4份、4.5份。

13、根据本发明提供的热塑性密封材料，一些实施方案中，所述聚烯烃弹性体选自乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种。

14、长碳链尼龙弹性体作为高端pa产品之一，具有突出的尺寸稳定性、低温柔韧性和耐化学腐蚀性，同时还具有优良的物理机械性能、热稳定性及耐磨性；但是，其在用于制备密封材料时会存在回弹性差的问题。本发明人经研究发现，将长碳链尼龙弹性体与聚烯烃弹性体复配作为密封材料的基体树脂，则能够兼具回弹性、机械性能、热稳定性及耐磨性等。

15、一些实施方案中，所述长碳链尼龙弹性体选自尼龙11、尼龙1012、尼龙1212和尼龙12中的一种或多种。

16、一些实施方案中，所述润滑剂选自乙烯基三甲基硅烷、乙烯基三乙基硅烷、乙烯基苯基二甲基硅烷和(1-氟乙烯基)甲基二苯基硅烷中的一种或多种。带有乙烯基的硅氧烷作为润滑剂加入基体树脂中，其引入的目的主要是为材料提供持久的耐磨性能；带有乙烯基的硅氧烷与交联剂、助交联剂相互作用，通过过氧化物的交联作用可以将硅氧烷基团固定在聚烯烃树脂分子链上，能够避免润滑剂在加工成型及制品使用过程中析出而造成耐磨性能丧失的问题。

17、一些实施方案中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚合物。

18、一些实施方案中，所述马来酸酐接枝聚合物选自pe-g-mah、pp-g-mah、poe-g-mah和sebs-g-mah中的一种或几种。

19、一些实施方案中，所述交联剂选自过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化异丙基苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯中的一种或几种。

20、一些实施方案中，所述助交联剂选自三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯和邻苯二甲酸二烯丙酯中的一种或几种。

21、一些实施方案中，所述其他助剂可以是本领域常用的添加剂，例如，抗氧剂、着色剂、脱模剂，等。这里不再赘述。

22、根据本发明提供的所述热塑性密封材料，一些实施方案中，所述热塑性密封材料的脆性温度在-41℃至-65℃；例如，-42℃、-43℃、-44℃、-45℃、-46℃、-48℃、-50℃、-52℃、-54℃、-55℃、-58℃、-60℃、-62℃-64℃。

23、根据本发明提供的所述热塑性密封材料，一些实施方案中，所述热塑性密封材料的压缩永久形变大小可以在15-25％范围内，例如，16％、18％、20％、22％、24％。

24、在第二个方面，提供一种如上所述的热塑性密封材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

25、s1、将聚烯烃弹性体、长碳链尼龙弹性体、相容剂、任选的助交联剂、润滑剂和任选的其他助剂混合，得到共混物；再将所得共混物通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到共混母粒；

26、s2、将所述共混母粒与交联剂混合，然后通过双螺杆挤出机对其进行动态硫化，得到热塑性密封材料粒子。

27、根据本发明提供的制备方法，一些实施方案中，步骤s1各组分的共混、挤出造粒工艺均可以是本领域的常规操作，这里不再赘述。

28、一些实施方案中，步骤s1进行动态硫化造粒中，挤出机的操作温度范围可以为160℃-200℃，主机转速可以为300-600rpm。

29、在第三个方面，提供一种如上所述的热塑性密封材料或者如上所述的制备方法制得的热塑性密封材料的应用。

30、根据本发明提供的所述应用，一些实施方案中，将所述热塑性密封材料加工成密封胶条。例如，将所述热塑性密封材料粒子进行挤出加工成型，得到抗低温高耐磨的密封胶条。热塑性密封材料的加工成型步骤及其工艺条件均可以为本领域的常规选择，这里不再赘述。

31、根据本发明提供的所述应用，一些实施方案中，将所述热塑性密封材料应用于汽车领域、轮船领域、电气领域、门窗领域。

32、相比于现有技术，本发明技术方案的有益效果至少在于：

33、(1)本发明选择以聚烯烃弹性体和长碳链尼龙弹性体作为密封材料的基体树脂，并在主体树脂中加入特定润滑剂，通过动态硫化生产出的密封材料具有热塑性的同时兼具回弹性、耐低温性、耐磨性及优异耐老化性能；密封材料的基体树脂中，通过选择长碳链尼龙弹性体，能有效提高材料耐磨性及耐低温性能；

34、(2)本发明通过选用带有乙烯基的硅氧烷类物质作为润滑剂，在交联剂和助交联剂协同作用下，能够与基材树脂进行架桥，从而增加基材与硅氧烷之间的连接稳定性，避免润滑剂在加工成型及制品使用过程中析出而造成耐磨性能丧失；这不但能有效改善材料的持久耐磨性，延长该耐磨材料的使用寿命，同时对本身的力学性能影响较小，保证了耐磨材料较高的力学性能。