[发明专利]一种微交联热塑性弹性体密封材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微交联热塑性弹性体密封材料，以SBS为基材，采用由带反应基团的软化剂和非反应基团的软化剂组成的液体软化体系，按重量百分比计，组成：带反应基团的软化剂66～86％；非反应基团的软化剂14～34％；带反应基团的软化剂为乙烯基聚硅氧烷，非反应基团的软化剂为聚异丁烯。本发明针对超软密封材料在高充油下容易渗油的问题，提供一种基于SBS的弹性体密封材料，采用上述特定组成的液体软化体系，制备得到的密封材料具有超低硬度、不渗油及高密封性。

技术领域

本发明涉及高分子材料的技术领域，尤其涉及一种微交联热塑性弹性体密封材料及其制备方法。

背景技术

SBS是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，具有强度高、柔软、永久变形小和弹性好，可和水、弱酸、碱等接触，具有优良的拉伸强度，表面摩擦系数大，低温性能好，电性能优良，加工性能好等特点，可直接应用，已被应用于鞋底材料、沥青改性、树脂改性剂和密封材料等领域。

作为密封材料的应用，需要材料具有柔软、弹性好和在高低温环境下良好弹性保持率。柔软性可使得密封材料在较小的压力作用下就能堵住漏点，特别是一些形状不规则的漏点或缺口；好的弹性可以使得密封材料在卸去外力作用时能快速回复及能反复使用；而高低温环境下良好的弹性保持率使得密封材料具有较宽的温度适应性，可在很宽的温度范围内有效保持密封性。而SBS在白油或环烷油的辅助下可以满足上述要求，因此SBS可以用做密封材料。而且SBS是一种热塑性弹性体材料，可通过添加软化油调整硬度和弹性，其加工方式简单，不需硫化，可用于热塑性材料相同的加工方式加工，材料具有可回收性，因此被广泛使用在各种密封领域。

但对于一些特殊的应用领域，要求密封材料具有超软(超低硬度)，硬度通常在邵A硬度的0度以下，这时候需要添加大量的白油才能实现，通常白油的质量比超过80％，虽然SBS具有超强的吸油能力，可以吸收完这些油，但在使用的过程中，由于在外加压力的作用，这些白油会从材料里面向外渗透。白油的渗透会导致以下几种负面因素：(1)白油在密封材料表面聚集，形成油膜，油膜的强度较低，会使得材料的密封性能降低；(2)白油向表面迁移，使得材料的均匀性被破坏，局部白油含量高，局部SBS含量高，这导致材料的硬度和性能出现不均匀，会降低材料的密封性能；(3)渗出的油会使得与密封材料相接触的一些材料被污染和腐蚀，这不仅会降低密封性能，也会使得整个系统出现其他方面的失效。

因此，针对这种超低硬度要求的密封材料，要同时解决超低硬度和渗油的矛盾是个难题。

发明内容

本发明针对超软密封材料在高充油下容易渗油的问题，提供一种基于SBS的弹性体密封材料，该密封材料具有超低硬度、不渗油及高密封性。

本发明是为解决超低硬度的SBS弹性体密封材料高充油量和渗油之间的矛盾为目的，要开发既有超软和高密封性，又不会渗油的弹性体密封材料，发明人为此进行了广泛而深入的研究。结果发现可以有效利用SBS分子结构中的双键的可反应性，并结合带反应基团的软化剂，通过微交联技术有效解决这个问题。

SBS属于苯乙烯嵌段共聚物，具有硬链段(聚苯乙烯)和多种柔软的橡胶链段(丁二烯链段)的弹性体。硬链段和橡胶链段化学链接，分别聚集形成纳米级的两相分布结构。SBS在室温下表现为增强的交联橡胶，但在高温下像传统热塑性塑料一样加工和回收。

通过对SBS进行微观结构和宏观性能的表征测试，可以得到：SBS分子结构上形成嵌段结构，是表现热塑性弹性体的关键；而在橡胶链段含有双键，是区别于SEBS的基本分子结构特征，双键的存在导致SBS对自由基、臭氧和UV敏感，容易光老化，但该双键的存在使得SBS可以进行交联，这是其与SEBS和SIS的最大区别，SIS分子结构虽然也存在双键，但不能进行化学交联，而SEBS则不能进行交联。通过对SBS的DSC表征，SBS的玻璃化温度低于-70℃，比大多数热塑性塑料低，接近橡胶材料，因此具有很好的低温韧性。