專利名稱：耐甲醇汽油的可擠出氟橡膠膠料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橡膠制品配合和加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種耐特定介質(zhì)的又可以適應(yīng)擠出加工的橡膠材料的配合技術(shù)，也就是一種耐甲醇汽油的可擠出加工的以氟橡膠為基礎(chǔ)的組合物。
背景技術(shù)：
據(jù)美國能源部和世界能源理事會(huì)的一項(xiàng)預(yù)測(cè)，全球石油資源可開采年限不足40年，為此，世界各國都在廣泛開展汽車代用燃料的研究。特別是醇類燃料，具有清潔、高效、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)而倍受關(guān)注。我國是一個(gè)富煤貧氣少油的國家，因此甲醇來源豐富，加上它的辛烷值高，將它與汽油混合使用，以代替部分汽油，既可以節(jié)約緊缺汽油，又可以減少汽車排出廢氣中所含的有害污染物，還可以提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，因此具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。
現(xiàn)代汽車中使用了大量橡膠制品，它們多用于車內(nèi)工作液、燃料等的密封和輸送，改用含醇汽油后，這些橡膠件必需能耐受醇性汽油的侵蝕，早期的研究表明，醇性汽油對(duì)橡膠材料的侵蝕作用遠(yuǎn)強(qiáng)于單純的汽油，而且含甲醇的汽油對(duì)橡膠的侵蝕作用大于含乙醇的汽油；在各種橡膠中以氟橡膠的耐醇性汽油的性能為最佳，氟橡膠本身的耐甲醇汽油性能又與它的氟含量有關(guān)，氟含量越高，耐甲醇汽油性能越好(見《Chemical Abstracts》，vol.94，16870；vol.95，82222；64740)。眾所周知，氟橡膠一般都比較僵硬，門尼粘度很高，大多只適合于模壓加工，無法進(jìn)行擠出加工，近年來雖然已開發(fā)出可以用擠出機(jī)擠出的低門尼粘度的擠出型氟橡膠，但是它的氟含量一般都比較低。對(duì)于使用甲醇汽油的汽車，它的輸油軟管，不言而喻，必須具有優(yōu)良的耐甲醇汽油性能，當(dāng)然，作為管件又必須能夠用擠出法加工，這一對(duì)矛盾至今仍是困擾橡膠管制造業(yè)的一個(gè)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在通過適當(dāng)?shù)呐浜鲜侄谓鉀Q上述矛盾，提供一種既具有良好耐甲醇汽油性能又可以方便地?cái)D出成管材的橡膠材料，這種管材可以作為使用甲醇汽油的汽車輸油管的內(nèi)層膠，解決了甲醇汽油燃料推廣應(yīng)用的一大難題。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，它是一種以氟橡膠為基礎(chǔ)的組合物，其特征是，通過不同氟含量氟橡膠生膠以及不同門尼粘度氟橡膠生膠的合理并用，使膠料的氟含量達(dá)到大于70重量％，門尼粘度ML1+10100℃低于90。
氟橡膠泛指主鏈或側(cè)鏈的碳原子上含有氟原子的一種合成橡膠，具有耐高溫、耐油及耐多種化學(xué)藥品侵蝕的特性，在現(xiàn)有的各類橡膠品種中，氟橡膠具有最佳的化學(xué)穩(wěn)定性。誠如前述，氟橡膠的耐甲醇汽油性能與氟橡膠的氟含量有著密切的關(guān)系。本發(fā)明者曾就氟橡膠的氟含量與其耐甲醇汽油性能之間的關(guān)系作了深入研究，典型的結(jié)果如表1所示。
表1

注上海焦化M15混合油是上海焦化廠擬定的含15％甲醇的汽油，將推廣用作汽車用燃料油。
由表1可見，提高氟橡膠的含氟量確實(shí)有利于改善氟橡膠材料抵抗甲醇汽油混合燃料的侵蝕作用，隨著橡膠中含氟量的增加，橡膠表現(xiàn)出的耐混合燃油性能也同步得到改善。根據(jù)表1的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，氟含量為67重量％的氟橡膠(試樣2)，耐甲醇汽油混合燃油的性能比氟含量為66重量％的樣品(試樣1)優(yōu)秀，當(dāng)氟橡膠中的氟含量達(dá)到71重量％(試樣3)時(shí)，表現(xiàn)出的耐混合燃油性能是最優(yōu)秀的。由此可以得出結(jié)論，要想以氟橡膠為基礎(chǔ)制得具有較理想耐甲醇汽油性能的橡膠材料，所用氟橡膠生膠的氟含量至少應(yīng)大于70重量％。
但是，眾所周知，氟橡膠是現(xiàn)有各種橡膠品種中最僵硬的一種彈性體，通常只能用于模壓加工，無法用擠出機(jī)之類設(shè)備進(jìn)行擠塑加工來制造擠出型材，而且氟橡膠的氟含量越高，通常它也越僵硬，如表2所示。
表2

據(jù)此，要想以氟橡膠為基礎(chǔ)配制出既具有理想耐甲醇汽油性能，又可以進(jìn)行擠出加工，借以能夠制造輸油膠管之類產(chǎn)品的氟橡膠組合物(膠料)，只能在控制好氟含量的前提下，通過不同門尼粘度氟橡膠生膠的共混并用，來降低氟橡膠膠料的門尼粘度，使之能適應(yīng)擠出加工的需要。試驗(yàn)證明如果能將氟橡膠膠料的門尼粘度ML1+10100℃降低到90以下，就可以順利地用擠出機(jī)加工了。
當(dāng)然，在以氟橡膠為基礎(chǔ)配制可供擠出的膠料時(shí)，必須配加各種必需的配合劑，諸如硫化劑、活性劑、填充劑等，對(duì)于本發(fā)明膠料來講，除了氟橡膠配合中所必須采用的硫化劑、活性劑和吸酸劑外，為擠出作業(yè)方便計(jì)，所用填充劑絕不能使用一般橡膠所常用的諸如高耐磨爐法炭黑或半補(bǔ)強(qiáng)炭黑那樣的細(xì)粒子炭黑，而必須是CTBA法表面積8～10m2/g，DBP吸收值0.45～0.35cm3/g的軟質(zhì)炭黑，具體選用可以是中粒子熱裂法(MT)炭黑，即N990炭黑。用量以氟橡膠為100重量份計(jì)宜為10～30重量份，用量低于10重量份，得到的硫化膠的整體力學(xué)性能欠佳，反之，用量大于30重量份，所得膠料過于僵硬，不利于擠出加工。為了進(jìn)一步改善本發(fā)明膠料的擠出加工性能，特別是為了提高擠出物的表面質(zhì)量，需要在膠料中配加適量的加工助劑，即要選用對(duì)氟橡膠具有相容性的與氟橡膠一樣具有耐高溫、耐溶劑性能的有機(jī)硅類加工助劑，具體產(chǎn)品可以是市售的Struktol WS280，它是一種特殊的脂肪酸衍生物與有機(jī)硅的縮合物，用量以氟橡膠為100重量份計(jì)宜為1～4重量份，用量低于1重量份，擠出性能不佳，得到的擠出物表面不平整，反之，用量大于4重量份，所得材料的整體性能欠佳，特別是耐甲醇汽油性能下降明顯。
作為以氟橡膠為基礎(chǔ)的膠料配合的必需組份還有硫化劑、吸酸劑、活性劑等，常用的硫化劑是雙酚AF、DBU季銨鹽、有機(jī)磷化合物等，常用的活性劑是氫氧化鈣、常用的吸酸劑是氧化鎂，特別是活性氧化鎂，此外，還可以加入各種其它助劑，只要對(duì)膠料的擠出性能和硫化膠的耐甲醇汽油性能沒有影響，在本發(fā)明中可不受限制。
綜上所述，本發(fā)明所述的耐甲醇汽油的可擠出氟橡膠膠料的必要組成包括氟含量為70～80重量％的氟橡膠 40～70重量份氟含量為60～69重量％的氟橡膠 30～60重量份硫化劑5～10重量份活性劑4～10重量份吸酸劑1～5重量份N990炭黑 10～30重量份Struktol WS 280 1～4重量份本發(fā)明膠料曾提供給上海某專業(yè)汽車膠管廠試用，結(jié)果認(rèn)為其擠出工藝性能優(yōu)良，能適應(yīng)大型生產(chǎn)的需要，所得材料的技術(shù)性能，包括整體力學(xué)性能和耐甲醇汽油性能全面符合有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。廠方認(rèn)為此項(xiàng)工作為甲醇汽油燃料的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了條件。
下面用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體說明，但本發(fā)明絕不僅限于這些實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1～3和比較例1～3按照表3所示的膠料配方，用常規(guī)的橡膠加工設(shè)備，即開放式煉膠機(jī)、橡膠擠出機(jī)、硫化機(jī)等配制和加工膠料，得到的結(jié)果也如表3所示，可見只要按照本發(fā)明所述的要求配制氟橡膠膠料(實(shí)施例1～3)就能得到耐甲醇汽油的可擠出的氟橡膠膠料，不然(如比較例1～3)就難以在耐甲醇汽油性能和擠出性能之間求得兼顧。
表3

權(quán)利要求
1.一種耐甲醇汽油的可擠出氟橡膠膠料，其特征是，通過不同氟含量氟橡膠生膠以及不同門尼粘度氟橡膠生膠的合理并用，使膠料的氟含量達(dá)到大于70重量％，門尼粘度ML1+10100℃低于90。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可擠出氟橡膠膠料，其特征是，該膠料采用CTBA法表面積8～10m2/g，DBP吸收值0.45～0.35cm3/g的軟質(zhì)炭黑為填充劑，采用耐高溫的有機(jī)硅類化合物為加工助劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可擠出氟橡膠膠料，其特征是，所述的填充劑為中粒子熱裂法炭黑；所述的加工助劑為Struktol WS 280。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可擠出氟橡膠膠料，其特征是，所述膠料的組成包括氟含量為70～80重量％的氟橡膠40～70重量份氟含量為60～69重量％的氟橡膠30～60重量份硫化劑 5～10重量份活性劑 4～10重量份吸酸劑 1～5重量份N990炭黑10～30重量份Struktol WS 280 1～4重量份
全文摘要
一種耐甲醇汽油的可擠出氟橡膠膠料，其特征是，通過不同氟含量氟橡膠生膠以及不同門尼粘度氟橡膠生膠的合理并用，使膠料的氟含量達(dá)到大于70重量％，門尼粘度ML
文檔編號(hào)C08L3/04GK101033319SQ20061002449
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2006年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者吳偉, 龔三弟, 張文剛, 陸志華, 顧志宏 申請(qǐng)人:上海橡膠制品研究所, 上海華向橡膠制品有限公司