聚氯乙烯密封胶生产工艺

技术领域

本发明涉及密封胶生产技术领域，尤其是聚氯乙烯密封胶生产工艺。

背景技术

近年来随着汽车科技的迅速发展和消费群体的日益扩大，人们对汽车轻量化和舒适性的要求也随之提高，车身结构由零散的钣金焊接而成，钢板焊接的搭接部位会形成大量的焊缝和不规则的孔隙，如果这些搭接缝隙不进行密封，会造成漏风、渗水、进尘，不仅影响整车的舒适性，还会引起钢板的锈蚀，影响车辆的使用寿命，为了保障车身的密封性能，整车厂通常采用焊缝密封胶作为涂装车间的主要密封材料。

密封胶是指随密封面形状而变形，不易流淌，有一定粘结性的密封材料，是用来填充构形间隙、以起到密封作用的胶粘剂，包括硅酮密封胶、环氧密封胶、PVC密封胶等，其中PVC密封胶是一种聚氯乙烯涂料，粘接性能良好、施工通用性能好、成本低廉，是汽车首选密封材料，但普通的聚氯乙烯密封胶具有粘度太大、可塑性较差、胶体容易开裂等问题，不仅影响汽车的装饰性能，更降低了车身的密封性、降噪隔热性等性能。

发明内容

本发明为了解决上述存在的技术问题，提供聚氯乙烯密封胶生产工艺。

本发明的技术方案是这样实现的：

聚氯乙烯密封胶生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1.预处理：将中空玻璃微珠用硅烷偶联剂进行表面处理，将填料、稳定剂、发泡剂、颜料等固体粉料先在70℃烘箱中烘干2h，按原料配比将所需物质称量好，备用。

S2.混合：将增塑剂加入分散系统中，随后将中空玻璃微珠、附着力促进剂、稳定剂、干燥剂、稀释剂、发泡剂和颜料逐步加入到增塑剂中，并以中速搅拌10min后将分散速度降低至300r/min，随后加入触变剂和填料，先以中速搅拌3min后，再以高速搅拌8min，使混合物分散均匀后将分散速度降低至300r/min，随后加入吸潮剂、聚氯乙烯糊树脂、聚氯乙烯掺混树脂、聚氯乙烯共聚树脂，并以中速和高速交替分散混合物，每段分散时间为4～8min，分散总时间为20～25min。

S3.研磨：将所得混合物放入研磨机器中研磨2次。

S4.二次混合：将研磨后的混合物用螺杆泵打进调整釜中，加入适量硅油，并以低速搅拌5min。

S5.放置：将所得混合物料泵送到真空罐中放置24h，使粘度稳定。

S6.调整粘度：物料稳定24h后，往真空罐中补加若干量增塑剂，使粘度调整至70～90Pa·s。

S7.脱泡：在-0.06～-0.10MPa的压力下抽真空50～60min，去除物料中的气泡。

S8.过滤：使用100目压力过滤器对物料进行过滤，即得到聚氯乙烯密封胶。

所述原料配比以该组合物的总重量为基准，所有原料以重量份计为：

所述增塑剂包括7.0～17.4份超支化聚酯增塑剂为主增塑剂，5.0～11.6份DOTP和4.1～9.0份TBC相配合为辅增塑剂。

所述附着力促进剂选用胺值在220mgKOH/g以上的低分子聚酰胺。

所述干燥剂选用生石灰或硅胶。

所述填料选用滑石粉、云母粉、硅灰石中的一种或多种。

所述分散系统选用双轴高速分散机，研磨机器选用三辊研磨机。

所述分散时需抽检混合物的温度，使其温度始终保持在45℃以下，若高于此温度则需暂停、冷却。

所述低速为100r/min，中速为500r/min，高速为1000r/min。

所述终产物聚氯乙烯密封胶的密度为1.1g/mL。

有益效果：

(1)本发明采用的增塑剂分为主增塑剂和辅增塑剂两种，其中主增塑剂使用的超支化聚酯增塑剂分子中含有10～15％的羟基含量，这部分羟基官能团不仅利于降低增塑剂的粘度，而且能够促使聚氯乙烯糊树脂和聚氯乙烯掺混树脂中的强极性基团发生氢键作用进而更容易进入到聚氯乙烯树脂的体相中，辅增塑剂使用DOTP(对苯二甲酸二辛酯)和TBC(柠檬酸三正丁酯)混合物，其中DOTP因取代基对称分布，聚氯乙烯分子链的结晶性提高，可塑性降低从而使聚氯乙烯密封胶的断裂伸长率降低，而TBC分子结构复杂，多支链，很大程度上增加了聚氯乙烯分子间距离和降低了分子间作用力，从而增加了高分子链间的相对运动能力，提高了可塑性，DOTP和TBC相配合将大幅度降低聚氯乙烯的塑化温度，实现低温固化，同时提高了断裂伸长率，保证了聚氯乙烯密封胶的力学强度。因此，主增塑剂超支化聚酯增塑剂和辅增塑剂DOTP配合TBC相结合使用，能够降低聚氯乙烯密封胶的粘度，发挥更为优异的增塑性能。

(2)本发明在工艺配方中加入了中空玻璃微珠，能够有效解决胶体开裂问题，主要是因为玻璃微珠是一种硬质的刚性球体，会增加聚氯乙烯密封胶的硬度和提高其刚性，使弯曲强度和弯曲模量均有所提高，增强了抗变形能力，可有效抵抗聚氯乙烯密封胶的塑形变形量和压痕或划痕，改善摩擦损耗性能，避免了胶体开裂问题。中空玻璃微珠中还含有碱金属氧化物，能够中和PVC在受热时分解的盐酸，有利于提高热稳定性，除此以外，中空玻璃微珠还具有重量轻、体积大、导热系数低、抗压强度高等特点，能够降低材料密度，制备低密度型的聚氯乙烯密封胶，而车身焊缝用聚氯乙烯密封胶的用量高达10kg，因此通过添加中空玻璃微珠能够实现汽车辅料重点公关的轻量化技术。

附图说明

图1为本发明聚氯乙烯密封胶生产工艺的工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供聚氯乙烯密封胶生产工艺，为加深本发明的理解，下面将结合实施案例对本发明作进一步详述。本发明可通过如下方式实施：

聚氯乙烯密封胶生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1.预处理：将中空玻璃微珠用硅烷偶联剂进行表面处理，将填料、稳定剂、发泡剂、颜料等固体粉料先在70℃烘箱中烘干2h，按原料配比将所需物质称量好，备用。

S2.混合：将增塑剂加入双轴高速分散机中，随后将中空玻璃微珠、附着力促进剂、稳定剂、干燥剂、稀释剂、发泡剂和颜料逐步加入到增塑剂中，并以中速搅拌10min后将分散速度降低至300r/min，随后加入触变剂和填料，先以中速搅拌3min后，再以高速搅拌8min，使混合物分散均匀后将分散速度降低至300r/min，随后加入吸潮剂、聚氯乙烯糊树脂、聚氯乙烯掺混树脂、聚氯乙烯共聚树脂，并以中速和高速交替分散混合物，每段分散时间为4～8min，分散总时间为20～25min，分散时需抽检混合物的温度，使其温度始终保持在45℃以下，若高于此温度则需暂停、冷却。

S3.研磨：将所得混合物放入三辊研磨机中研磨2次，充分研磨。

S4.二次混合：将研磨后的混合物用螺杆泵打进调整釜中，加入适量硅油，并以低速搅拌5min。

S5.放置：将所得混合物料泵送到真空罐中放置24h，使粘度稳定。

S6.调整粘度：物料稳定24h后，往真空罐中补加若干量增塑剂，使粘度调整至70～90Pa·s，适宜的粘度可以满足密封胶的连续性，避免出现流挂、不畅、溢出、起泡等失效现象。

S7.脱泡：在-0.06～-0.10MPa的压力下抽真空50～60min，去除物料中的气泡。

S8.过滤：使用100目压力过滤器对物料进行过滤，即得到聚氯乙烯密封胶。

所述原料配比以该组合物的总重量为基准，所有原料以重量份计为：

所述增塑剂包括7.0～17.4份超支化聚酯增塑剂为主增塑剂，5.0～11.6份DOTP和4.1～9.0份TBC相配合为辅增塑剂，超支化聚酯增塑剂分子中含有10～15％的羟基含量，这部分羟基官能团不仅利于降低增塑剂的粘度，而且能够促使聚氯乙烯糊树脂和聚氯乙烯掺混树脂中的强极性基团发生氢键作用进而更容易进入到聚氯乙烯树脂的体相中，DOTP(对苯二甲酸二辛酯)因取代基对称分布，聚氯乙烯分子链的结晶性提高，可塑性降低从而使聚氯乙烯密封胶的断裂伸长率降低，而TBC(柠檬酸三正丁酯)分子结构复杂，多支链，很大程度上增加了聚氯乙烯分子间距离和降低了分子间作用力，从而增加了高分子链间的相对运动能力，提高了可塑性，DOTP和TBC相配合将大幅度降低聚氯乙烯的塑化温度，实现低温固化，同时提高了断裂伸长率，保证了聚氯乙烯密封胶的力学强度，因此，主增塑剂超支化聚酯增塑剂和辅增塑剂DOTP配合TBC相结合使用，能够降低聚氯乙烯密封胶的粘度，发挥更为优异的增塑性能。

所述附着力促进剂选用胺值在220mgKOH/g以上的低分子聚酰胺。

所述干燥剂选用生石灰或硅胶，主要作用是吸收密封胶组合物中的水分，防止密封胶制备过程中产生气泡，进而改善密封胶的强度、硬度和外观。

所述填料选用滑石粉、云母粉、硅灰石中的一种或多种，作用是调节硬度和耐冲击性能，且能降低密封胶的成本。

所述低速为100r/min，中速为500r/min，高速为1000r/min。

所述终产物聚氯乙烯密封胶的密度为1.1g/mL，普通的聚氯乙烯密封胶的密度在1.45g/mL左右，本发明所制备的聚氯乙烯密封胶属于低密度型，能够有效减轻重量，实现轻量化。

实施例1

该实施例用于说明本发明提供的聚氯乙烯密封胶生产工艺：

(1)预处理：将中空玻璃微珠用硅烷偶联剂进行表面处理，将固体粉料先在70℃烘箱中烘干2h，按原料配比将所需物质称量好，备用。

(2)混合：将主增塑剂12.5份超支化聚酯增塑剂、辅增塑剂8.3份DOTP和6.7份TBC加入双轴高速分散机中，随后将3.0份中空玻璃微珠、1.0份胺值在220mgKOH/g以上的低分子聚酰胺、2.0份稳定剂、3.1份生石灰、2.8份稀释剂、2.7份发泡剂和1.8份颜料逐步加入到增塑剂中，并以500r/min的速度搅拌10min后将分散速度降低至300r/min，随后加入5.2份触变剂和28.5份滑石粉，先以500r/min的速度搅拌3min后，再以1000r/min的速度搅拌8min，使混合物分散均匀后将分散速度降低至300r/min，随后加入2.8份吸潮剂、9.5份聚氯乙烯糊树脂、10.2份聚氯乙烯掺混树脂、11.6份聚氯乙烯共聚树脂，并以500r/min的速度和1000r/min的速度交替分散混合物，每段分散时间为4min，分散总时间为20min，分散时需抽检混合物的温度，使其温度始终保持在45℃以下，若高于此温度则需暂停、冷却。

(3)研磨：将所得混合物放入三辊研磨机中研磨2次。

(4)二次混合：将研磨后的混合物用螺杆泵打进调整釜中，加入适量硅油，并以100r/min的速度搅拌5min。

(5)放置：将所得混合物料泵送到真空罐中放置24h，使粘度稳定。

(6)调整粘度：物料稳定24h后，往真空罐中补加若干量增塑剂，使粘度调整至70～90Pa·s。

(7)脱泡：在-0.08MPa的压力下抽真空60min，去除物料中的气泡。

(8)过滤：使用100目压力过滤器对物料进行过滤，即得到密度为1.1g/mL的聚氯乙烯密封胶。

实施例2

该实施例用于说明本发明提供的聚氯乙烯密封胶生产工艺，其中与实施例1对比改变了分散时间：

(1)预处理：将中空玻璃微珠用硅烷偶联剂进行表面处理，将固体粉料先在70℃烘箱中烘干2h，按原料配比将所需物质称量好，备用。

(2)混合：将主增塑剂12.5份超支化聚酯增塑剂、辅增塑剂8.3份DOTP和6.7份TBC加入双轴高速分散机中，随后将3.0份中空玻璃微珠、1.0份胺值在220mgKOH/g以上的低分子聚酰胺、2.0份稳定剂、3.1份生石灰、2.8份稀释剂、2.7份发泡剂和1.8份颜料逐步加入到增塑剂中，并以500r/min的速度搅拌10min后将分散速度降低至300r/min，随后加入5.2份触变剂和28.5份滑石粉，先以500r/min的速度搅拌3min后，再以1000r/min的速度搅拌8min，使混合物分散均匀后将分散速度降低至300r/min，随后加入2.8份吸潮剂、9.5份聚氯乙烯糊树脂、10.2份聚氯乙烯掺混树脂、11.6份聚氯乙烯共聚树脂，并以500r/min的速度和1000r/min的速度交替分散混合物，每段分散时间为6min，分散总时间为22.5min，分散时需抽检混合物的温度，使其温度始终保持在45℃以下，若高于此温度则需暂停、冷却。

(3)研磨：将所得混合物放入三辊研磨机中研磨2次。

(4)二次混合：将研磨后的混合物用螺杆泵打进调整釜中，加入适量硅油，并以100r/min的速度搅拌5min。

(5)放置：将所得混合物料泵送到真空罐中放置24h，使粘度稳定。

(6)调整粘度：物料稳定24h后，往真空罐中补加若干量增塑剂，使粘度调整至70～90Pa·s。

(7)脱泡：在-0.08MPa的压力下抽真空60min，去除物料中的气泡。

(8)过滤：使用100目压力过滤器对物料进行过滤，即得到密度为1.1g/mL的聚氯乙烯密封胶。

实施例3

该实施例用于说明本发明提供的聚氯乙烯密封胶生产工艺，其中与实施例2对比改变了分散时间：

(1)预处理：将中空玻璃微珠用硅烷偶联剂进行表面处理，将固体粉料先在70℃烘箱中烘干2h，按原料配比将所需物质称量好，备用。

(2)混合：将主增塑剂12.5份超支化聚酯增塑剂、辅增塑剂8.3份DOTP和6.7份TBC加入双轴高速分散机中，随后将3.0份中空玻璃微珠、1.0份胺值在220mgKOH/g以上的低分子聚酰胺、2.0份稳定剂、3.1份生石灰、2.8份稀释剂、2.7份发泡剂和1.8份颜料逐步加入到增塑剂中，并以500r/min的速度搅拌10min后将分散速度降低至300r/min，随后加入5.2份触变剂和28.5份滑石粉，先以500r/min的速度搅拌3min后，再以1000r/min的速度搅拌8min，使混合物分散均匀后将分散速度降低至300r/min，随后加入2.8份吸潮剂、9.5份聚氯乙烯糊树脂、10.2份聚氯乙烯掺混树脂、11.6份聚氯乙烯共聚树脂，并以500r/min的速度和1000r/min的速度交替分散混合物，每段分散时间为8min，分散总时间为25min，分散时需抽检混合物的温度，使其温度始终保持在45℃以下，若高于此温度则需暂停、冷却。

(3)研磨：将所得混合物放入三辊研磨机中研磨2次。

(4)二次混合：将研磨后的混合物用螺杆泵打进调整釜中，加入适量硅油，并以100r/min的速度搅拌5min。

(5)放置：将所得混合物料泵送到真空罐中放置24h，使粘度稳定。

(6)调整粘度：物料稳定24h后，往真空罐中补加若干量增塑剂，使粘度调整至70～90Pa·s。

(7)脱泡：在-0.08MPa的压力下抽真空60min，去除物料中的气泡。

(8)过滤：使用100目压力过滤器对物料进行过滤，即得到密度为1.1g/mL的聚氯乙烯密封胶。

实施例4

该实施例用于说明本发明提供的聚氯乙烯密封胶生产工艺，其中与实施例3对比改变了配方成分：

(1)预处理：将固体粉料先在70℃烘箱中烘干2h，按原料配比将所需物质称量好，备用。

(2)混合：将增塑剂8.3份DOTP和6.7份TBC加入双轴高速分散机中，随后将1.0份胺值在220mgKOH/g以上的低分子聚酰胺、2.0份稳定剂、3.1份生石灰、2.8份稀释剂、2.7份发泡剂和1.8份颜料逐步加入到增塑剂中，并以500r/min的速度搅拌10min后将分散速度降低至300r/min，随后加入5.2份触变剂和28.5份滑石粉，先以500r/min的速度搅拌3min后，再以1000r/min的速度搅拌8min，使混合物分散均匀后将分散速度降低至300r/min，随后加入2.8份吸潮剂、9.5份聚氯乙烯糊树脂、10.2份聚氯乙烯掺混树脂、11.6份聚氯乙烯共聚树脂，并以500r/min的速度和1000r/min的速度交替分散混合物，每段分散时间为8min，分散总时间为25min，分散时需抽检混合物的温度，使其温度始终保持在45℃以下，若高于此温度则需暂停、冷却。

(3)研磨：将所得混合物放入三辊研磨机中研磨2次。

(4)二次混合：将研磨后的混合物用螺杆泵打进调整釜中，加入适量硅油，并以100r/min的速度搅拌5min。

(5)放置：将所得混合物料泵送到真空罐中放置24h，使粘度稳定。

(6)调整粘度：物料稳定24h后，往真空罐中补加若干量增塑剂，使粘度调整至70～90Pa·s。

(7)脱泡：在-0.08MPa的压力下抽真空60min，去除物料中的气泡。

(8)过滤：使用100目压力过滤器对物料进行过滤，即得到密度为1.45g/mL的聚氯乙烯密封胶。

通过以下试验测定实施例1-4制得的聚氯乙烯密封胶的密度稳定性、硬度、粘度、耐候性和热稳定性。

(1)密度稳定性：将样品置于圆柱形筒仓内加盖，通过压缩空气，每30min加压500PSI，加到目标压力30MPa后保压72h，测量胶体密度变化，技术要求密度变化率≤3％。

(2)硬度：将样品置于23℃温度，50％RH湿度环境下放置24h，然后在综合硬度测试仪上进行单层试样硬度测试，技术要求聚氯乙烯密封胶硬度为50～80ShoreA。

(3)粘度：使用Brookfield粘度计，试验温度(25±5)℃，湿度(65±10)％RH，采用7#转子，转速10r/min，60s读数，重复试验3次。

(4)耐候性：将样品放置在氙灯老化试验箱内，按辐照度0.51W/m

(5)热稳定性：将样品分别涂敷在电泳板上，涂胶尺寸为200mm×60mm×2mm，将试板置于烘箱烤箱，按160℃×30min-150℃×30min条件烘烤，每阶段冷却时间为30min，烘烤完后放置于室温下24h，然后用直径

测试结果如下表所示：

表1试验结果

由表1可以看出，本发明提供的聚氯乙烯密封胶生产工艺能够有效提高硬度进而降低了胶体开裂的可能性，同时能够有效降低粘度进而提高了可塑性，其中实施例1-3的每段分散时间分别是4min、6min、8min，而实施例3的密度变化率和粘度是三者中最低，硬度最高，由此可见单段分散时间为8min、总分散时间为25min为最优工艺，实施例4对比实施例3的不同之处在于实施例4没有添加中空玻璃微珠和超支化聚酯增塑剂，而对比两者试验结果可得知实施例4的密度变化率和粘度显著高于实施例3，而硬度显著低于实施例3，耐候性试验和热稳定性试验也出现脆化、裂纹和破裂现象，因此可得出结论：中空玻璃微珠和超支化聚酯增塑剂的添加能够有效提高聚氯乙烯密封胶的硬度进而避免胶体开裂、降低聚氯乙烯密封胶的粘度进而提高可塑性。

前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。