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汽车密封条气味影响因素研究及优化改进

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汽车密封条气味影响因素研究及优化改进


摘要:通过对密封条原材料即生胶和各种助剂、添加剂气味的分析,选用茂金属催化或Keltan ACE催化技术合成的EPDM生胶体系,芳香烃残留较低的炭黑,闪点较高、芳香烃残留较低的环保型石蜡油,分解不产生胺类、氨类物质的双苯磺酰肼类发泡剂,非亚硝胺系统的添加剂,水性聚氨酯(水基型)涂料等原材料,能够有效地提升密封条的气味状态。此外,添加香精可以改善密封条的味型等级,提升密封条乃至整车气味的舒适度,有效地降低用户抱怨。

引言

随着国内汽车市场逐渐成熟,用户对车辆材料、性能等方面的要求也逐渐提高。除汽车质量、安全等性能之外,用户也提出了对车内气味状态的需求。车内气味来源于乘客舱内的零部件的散发,座椅、仪表板、密封条等零件都是重要的异味散发源。其中密封条具有特殊的橡胶味,一般用户对其的感知明显,味型刺激性较强,需要重点关注。。

1 汽车密封条加工过程

密封条用于车门和车门框钣金件之间的密封,需要具备多种性能要求,如耐压缩变形、耐老化、耐化学试剂等;同时,密封条又要满足车辆在宽泛的温度变化范围中使用,即对密封条的综合性能要求较高,因此通常需要增加一些助剂来提高材料的机械物理性能。车用密封条需要采用三元乙丙生胶(EPDM)为主体,添加大量的、不同种类的添加剂、助剂进行改性。

密封条的主料是生胶、硫化剂、促进剂、石蜡油、钢带、炭黑、发泡剂,辅料是表面涂层。密封条生产的总体工艺流程是炼胶,挤出,在线喷涂、红外高温处理,喷涂,固化,冷却,喷码,裁条,精裁,接口,修飞边。其中,采用自动投料系统管控原材料配比,各类温控设备管控挤出、喷涂、固化等工艺中的温度,保证密封条生产过程中的一致性。密封条的工艺流程如图1所示。

图1 密封条工艺流程

2 原材料及后处理对密封条气味的影响

2.1 生胶材料

汽车密封条的主体材料是EPDM,该类橡胶是以饱和烃为主链,仅在侧链中含有少量不饱和双键。采用饱和烃作为主料,可以有效地提升密封条的耐臭氧老化、耐热老化、耐光老化水平。EPDM是由乙烯、丙烯、非共轭二烯烃构成的聚烯烃类共聚物。EPDM常用的制造工艺有3类:(1)不添加稀释剂和溶剂的气相聚合方法;(2)不添加溶剂,选用高效催化剂的悬浮聚合方法;(3)需要添加溶剂和易残留单体的溶剂聚合方法。目前约有79.4%的EPDM采用溶液聚合。在EPDM的生产过程,必须利用催化剂完成不同单体之间的聚合,不同催化剂的选择带来不同的聚合物性能。传统的Ziegler-Natta催化剂效率较低,溶剂导致聚合后,残留的部分单体无法有效地脱单分离,导致小分子异味的产生。而选用茂金属催化或Keltan ACE催化技术合成的EPDM生胶体系,合成效率较高,可以有效地降低残留单体含量。

2.2 补强填充材料

密封条采用炭黑、重钙等有机或无机材料作为填充材料,又被称为橡胶的补强剂。重钙的成分为碳酸钙,评估无风险。因此在气味评估中,重点需要关注炭黑材料。炭黑是烷烃类物质,采用煤焦油、乙烯焦油、芳烃重油等材料,通过不完全燃烧等形式生产。炭黑以碳原子为主,但表面仍存在氨基、巯基、芳基、卤素等杂质官能团。这些官能团附着在炭黑的缺陷位置,在橡胶硫化过程中,参与复杂的化学反应,形成含有刺激性异味的小分子副产物。而小分子副产物是密封条成品气味问题的主要成因。因此,为了提升密封条气味状态,须从成品选择和物性品质等方面管控炭黑的质量,减少其在加工过程中对成品的....


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