一种汽车密封条胶料及汽车密封条的制作方法

本发明涉及汽车密封条，具体为一种汽车密封条胶料及汽车密封条。

背景技术：

1、密封条具有良好的密封性，可以防止外界声音、风雨、灰尘、昆虫、空气等经过门窗等缝隙进入系统内部，干扰人们的正常活动，保证采暖和空调的效果，因而在车辆领域得到了广泛的应用。

2、其中，三元乙丙基橡胶因其具有良好的化学结构稳定性、优异的耐臭氧和耐气候老化性、优良的耐热性和耐水蒸气性能，同时还具有较好的抗撕裂性、回弹性和耐低温性能常常被作为汽车密封条的主要基料。但是三元乙丙基橡胶自身补强性能较差，为了提高三元乙丙橡胶的机械性能，现有研究常采用炭黑、碳酸钙、氧化铝等材料作为补强体系对其进行增强改性。炭黑等增强材料通过均匀分散与支撑作用虽然能够在一定程度上提高橡胶基体的密实度以及机械性能，但是对于三元乙丙橡胶基体的物理填充作用仍然较弱，三元乙丙橡胶内部仍然存在大量缺陷和缝隙，在长期遇水冲刷条件下容易出现渗水情况，并且，密封条在长期处于高温条件下易出现力学性能下降，甚至老化失效问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种汽车密封条胶料及汽车密封条，以解决背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案。

3、一种汽车密封条胶料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶75-85份、氯丁橡胶25-35份、热塑性聚氨酯弹性体30-40份、改性补强剂15-25份、芳纶纤维3-5份、改性填料10-16份、硬脂酸0.6-1.2份、石蜡油40-60份、硫化剂1.5-2.5份、硫化促进剂0.8-1.6份、交联剂1.5-2.5份和光敏引发剂1.2-2.0份；

4、按照以下步骤制备：

5、将捏炼机预热后加入三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和芳纶纤维，66-78℃炼制15-25min，再加入改性补强剂、硬脂酸、石蜡油和2/3重量份交联剂，82-96℃混炼10-15min，加入热塑性聚氨酯弹性体、改性填料、剩余重量份交联剂和光敏引发剂，100-110℃炼制15-20min，最后加入硫化剂和硫化促进剂，160-180℃硫化处理6-8min，得到汽车密封条胶料。

6、进一步的，交联剂为过氧化二异丙苯、三烯基甲基三异氰脲酸脂或交联剂h631中的一种或多种按照任意比混合。

7、进一步的，光敏引发剂为安息香乙醚、安息香异丙醚、二苯基乙酮、二烷氧基苯乙酮和4,4-二甲氨基二苯酮中的一种或多种按照任意比混合。

8、进一步的，硫化剂为硫磺。

9、进一步的，硫化促进剂为促进剂cbs-80、促进剂mbts-75和促进剂dpg-80的一种或多种按照任意比混合。

10、一种汽车密封条，包括由如上所述的汽车密封条胶料制成的本体结构，以及在所述本体结构外周包裹设置的聚四氟乙烯膜的膜结构。

11、进一步的，改性填料的制备方法，包括以下步骤：

12、步骤a1、向圆底烧瓶中加入硝酸溶液和硅藻土，60-80℃下搅拌1-2h，离心，沉淀用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，于100℃下干燥恒重，得到酸化硅藻土，其中，硝酸溶液质量分数为25％，硝酸溶液和硅藻土的用量比为80-90ml：5.5-7.5g，通过酸化处理，使硅藻土层间的阳离子与硝酸发生作用，转变成可溶性盐类从层间溶出，减弱层间结合力，扩大层间距，从而改善硅藻土的比表面积和分散性能，除去杂质增加内部孔道，为后续反应作铺垫；

13、步骤a2、将酸化硅藻土、二氧化硅-纳米氧化锌复合材料、去离子水和无水乙醇搅拌均匀，再加入kh-590超声混合30min后，室温搅拌反应6-8h，离心，沉淀洗涤干燥，得到改性填料，其中，酸化硅藻土、二氧化硅-纳米氧化锌复合材料、去离子水、无水乙醇和kh-590的用量比为5g：2-4g：15ml：30-40ml：1.2-1.6ml,利用kh-590处理酸化硅藻土和二氧化硅-纳米氧化锌复合材料，得到表面含巯基的改性填料。

14、进一步的，本发明所述的硅藻土的主要成份为sio2，并含有少量的al2o3、fe2o3、cao、mgo、k2o、na2o、p2o5和有机质，优选sio2占80％以上，硅藻土的氧化铁含量为1-1.5％，氧化铝含量为3-6％，颜色白。

15、进一步的，二氧化硅-纳米氧化锌复合材料的制备方法，包括以下步骤：

16、将纳米氧化锌放入80℃真空干燥箱内干燥24h，再将其置于去离子水中，升温至45-55℃，超声分散均匀，在磁力搅拌下滴加0.05m硅酸钠溶液，以调节浆液的ph值至9.5,继续升温至85-90℃，滴加0.05m硅酸钠溶液,控制在30min内滴完，滴毕，用稀硫酸调节浆液的ph值至8.5，陈化2h，经过滤、洗涤干燥，得到二氧化硅-纳米氧化锌复合材料，其中，纳米氧化锌、去离子水、再次加入的0.05m硅酸钠溶液的用量比为4-6g：50-80ml:5-7ml，经过上述处理，无定型水合氧化硅以羟基形式牢固地键合到纳米氧化锌表面，生成了二氧化硅-纳米氧化锌复合材料。

17、进一步的，改性补强剂的制备方法，包括以下步骤：

18、步骤b1、将γ-氯丙基三乙氧基硅烷、2,6-二氯-4-氨基苯酚和碳酸钾加入th f中，氮气保护下，升温至回流反应4-6h，反应结束后，过滤，滤液旋蒸去除thf，旋蒸产物置于丙酮中溶解后，过滤去除氯化钾，滤液旋蒸去除丙酮，再置于60-80℃下，干燥16-24h,得到氨基单体，其中，γ-氯丙基三乙氧基硅烷、2,6-二氯-4-氨基苯酚、碳酸钾、thf和丙酮的用量比为22-32ml:14.8-22.2g:1.3-1.8g:90-110ml：30-40ml，在碱性条件下，使γ-氯丙基三乙氧基硅烷和2,6-二氯-4-氨基苯酚发生消去hcl反应，得到氨基单体，该氨基单体含有仲胺基、硅氧乙基、酚羟基和活性氯原子；

19、氨基单体的结构简式如下所示：

20、

21、步骤b2、将氨基单体、改性木质素、三乙胺和甲苯加入无水dmf中，通入氮气，升温至回流反应6-8h，反应结束后，过滤，滤液旋蒸去除dmf，旋蒸产物置于丙酮中溶解后，过滤去除三乙胺盐酸盐，滤液旋蒸去除丙酮，得到改性补强剂，其中，氨基单体、改性木质素、三乙胺、无水dmf、甲苯和丙酮的用量比为12-16g:4-6g:0.3-0.4ml:100-120ml:20-30ml:6-8ml，在上述反应过程中，以无水dmf为溶剂，三乙胺为缚酸剂，甲苯为除水剂，氨基单体上的活性氯原子与改性木质素上的羟基发生亲核取代反应，得到改性补强剂。

22、进一步的，改性木质素的制备方法，包括以下步骤：

23、室温下，将木质素溶于0.5m氢氧化钠溶液中，边搅拌边滴加烯丙基缩水甘油醚和无水乙醇的混合液a,控制在30min内滴完，升温至滴加结束后，升温至60-70℃，搅拌反应5-6h，减压蒸馏去除反应液中过量的烯丙基缩水甘油醚，用1m盐酸调节ph为中性，再依次用无水乙醇和去离子水洗涤3-5次，60℃下干燥12-16h，得到含不饱和双键的改性木质素，其中，木质素、0.5m氢氧化钠溶液、混合液a的用量比为6-8g：100-120ml:60-80ml，混合液a中，烯丙基缩水甘油醚和无水乙醇的用量比为4.5-6.5g：60-80ml，在上述反应过程中，在碱性条件下，木质素上的羟基与烯丙基缩水甘油醚上的环氧基发生开环反应，得到含不饱和双键的改性木质素。

24、进一步的，木质素可为但不限于造纸工业中碱法制浆所得到的碱木质素，或木质纤维素发酵制乙醇提取的酶解木质素，或有机溶剂法从木质纤维素中提取的有机溶剂木质素中的一种或多种。

25、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

26、(1)、由本发明的密封条胶料制备汽车密封条的本体结构，进一步在本体结构外周包裹由聚四氟乙烯膜形成的膜结构，通过聚四氟乙烯膜对胶料材料的包裹，由于膜材料的防水、耐腐蚀性能和良好的拉伸性能，不仅可以使汽车密封条具有更好的耐水性、耐腐蚀性、延长使用寿命等优势，还可使密封条便于加工设计，满足汽车装饰的更多需求。

27、(2)、为了提高汽车密封条胶料的力学性能、耐候性和防水性，本发明从两方面入手，一是加入了改性补强剂，改性补强剂中含有丰富的活性羟基、氨基、苯环、硅氧烷基、木质素结构、半受阻酚类结构和不饱和双键，活性羟基和氨基一方面能够与热塑性聚氨酯弹性体中的异氰酸酯基发生化学反应，提高三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和热塑性聚氨酯弹性体得到的三元胶料体系的交联度，使分子间的结合力变强，提高了密封条胶料的力学性能，另一方面做为锚固点，与改性填料的巯基发生交联反应，进一步提高交联度，提高密封条胶料的力学性能硅氧烷基的存在一方面与刚性苯环共同提高密封条胶料的硬度，另一方面在密封条胶料中形成硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物，使密封条胶料具有有机硅氧烷的防水性和耐候性，木质素结构中有着苯环、酚羟基等特征基团，协同其上通过化学接枝的半受阻酚类结构，进一步提高了密封条胶料的抗紫外辐射和抗老性能，不饱和双键的存在，使得改性补强剂能够与三元乙丙基橡胶和改性填料相继发生化学交联，进一步提高了密封条胶料的力学性能、防水性和耐候性；二是加入了改性填料，一方面发挥改性填料中的氧化硅-纳米氧化锌复合结构的耐紫外性能进而提高密封条胶料的耐候性，另一方面纳米氧化锌自身可作为硫化剂，进一步加快硫化反应的进行，同时，氧化硅-纳米氧化锌复合结构表面接枝的硅藻土具有非晶体二氧化硅结构，耐候性好，并且它能够吸附更多的橡胶基材，将其引入密封条胶料中，能够与改性补强剂协同发挥作用，共同提高密封条胶料的耐候性和力学性能。