一種改性的氟橡膠混煉膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種氟橡膠混煉膠及其制備方法，本發(fā)明的氟橡膠以改性二元氟橡膠為原料，同時使用雙酚硫化體系和過氧化物硫化體系兩種硫化劑方式結(jié)合進(jìn)行硫化，并增加配用助劑，混煉而得，其具有優(yōu)異高耐熱性、耐寒性、低滲透性和耐燃油性，適用于航天、航空、汽車、冶金、石油化工，電子等行業(yè)，并且對于密封應(yīng)用不會性能過低，也不會因應(yīng)用環(huán)境發(fā)生改變而產(chǎn)生問題，可作為密封材料的首選。
【專利說明】一種改性的氟橡膠混煉膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料科學(xué)與工程【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種改進(jìn)性的耐低溫、化學(xué)物質(zhì)的氟橡膠混煉膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氟橡膠是新型的高分子材料，具有優(yōu)異的耐熱、耐介質(zhì)和耐油性以及良好的物理機械性能、電絕緣性和耐輻射性等，號稱“橡膠之王”。
[0003]氟橡膠60~70%用于汽車工業(yè)。當(dāng)今，隨著汽車輕量化、高性能、低油耗的發(fā)展，汽車含醇及醚類綠色燃料廣泛應(yīng)用，機動車排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，對具有高耐熱性、耐寒性、低滲透性和耐燃油性的高性能氟混煉膠的需求強勁。然而因受目前材料科技領(lǐng)域現(xiàn)有材料的限制，就目前的橡膠材料而言，高耐熱性、耐寒性、低滲透性和耐燃油性等性能之間存在一定程度的抵觸。
[0004]目前，國內(nèi)的氟混煉膠膠料只能滿足其中部分的性能，例如，對目前的已知膠料而言，具有了耐低溫性能，就不能耐(含醇類)燃油性能。
[0005]目前國外已經(jīng)開發(fā)出了高性能橡膠的合成及應(yīng)用開發(fā)技術(shù)，既能滿足苛刻的低溫性能，又能滿足含醇類的燃油或化學(xué)物質(zhì)性能。但是該技術(shù)配方和具體工藝參數(shù)受到國外跨國公司的嚴(yán)密封鎖，使國內(nèi)相關(guān)廠家只能通過付出高額進(jìn)口成本從國外進(jìn)口相關(guān)高性能橡膠產(chǎn)品。
[0006]全氟醚橡膠是一種新型橡膠，其以四氟乙烯、全氟化甲基乙烯基醚和通式為CF2=CF-ORFX (X為-C00R、CN、OC6H5)的三元共聚物，是一種完全不含C-H鍵的橡膠。其具有和聚四氟乙烯類似的熱穩(wěn)`定性和耐化學(xué)性。由于全氟醚橡膠的合成工藝及其復(fù)雜，生產(chǎn)成本過高，如何制得同時具有高耐熱性、耐寒性、低滲透性和耐燃油性等優(yōu)良性能的全氟醚橡膠，是長期以來困擾我國相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】研發(fā)人員的一個技術(shù)難題。目前，我國關(guān)于全氟醚橡膠的技術(shù)尚未得到攻克，只能依靠進(jìn)口滿足，價格相當(dāng)昂貴，所以不能取代現(xiàn)有的普通氟橡膠品種。而采用調(diào)整配方也不能達(dá)到要求，正因為如此，在保證優(yōu)異的物理性能、加工性能基礎(chǔ)上，通過對氟混煉膠中生膠和配方體系的調(diào)整來改進(jìn)的膠料的低溫、醇類燃油、化學(xué)物質(zhì)性能，以適應(yīng)各行各業(yè)的需要是極有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于滿足材料科技領(lǐng)域?qū)哂袃?yōu)異高耐熱性、耐寒性、低滲透性和耐燃油性等性能的全氟醚橡膠的需求，從而提供了一種制備全氟醚橡膠材料的配方，并提供了利用該配方生產(chǎn)改進(jìn)性的耐低溫、化學(xué)物質(zhì)系列的全氟醚橡膠(本發(fā)明的氟橡膠混煉膠)的制備方法。
[0008]為了實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的改進(jìn)性的耐低溫、化學(xué)物質(zhì)系列的氟橡膠混煉膠以改性二元氟橡膠為原料，同時使用雙酚硫化體系和過氧化物硫化體系兩種硫化劑方式結(jié)合進(jìn)行硫化，并增加配用助劑，混煉而得。[0009]本發(fā)明的改進(jìn)性的耐低溫、化學(xué)物質(zhì)系列的氟橡膠混煉膠并用兩種硫化體系:通過較高用量的雙酚硫化劑獲得較高的交聯(lián)密度，分子鏈末端通過過氧化物和氟化鈣助劑獲得交聯(lián)，將分子鏈末端通過這種方式連接起來，從而形成高分子量的聚合物，提高混煉膠的物理性能的同時降低混煉膠低溫性能，且不改變膠料的加工工藝性能。
[0010]本發(fā)明的改進(jìn)性的耐低溫、化學(xué)物質(zhì)系列的氟橡膠混煉膠，其配方中采用氟化鈣助劑，利用該助劑含氟原子與氟橡膠的分子結(jié)構(gòu)更有效的結(jié)合，提高膠料的拉伸強度；同時配以改性硅藻土助劑，改性硅藻土助劑的加入，使其膠料的伸長率、低溫柔性得到進(jìn)一步的改變，同時在加工時增加流動性，避免喂料是“架橋”，大幅度提高氟混煉膠的耐撕裂性和彈性，促進(jìn)膠料的硫化速度。
[0011]本發(fā)明提供了耐低溫、耐化學(xué)物質(zhì)的改性氟橡膠混煉膠的一種具體配方，該耐低溫、耐化學(xué)物質(zhì)的改性氟橡膠 混煉膠由包含以下原料的混煉膠混煉制成:
[0012]改性二元氟橡膠100
[0013]氧化鎂3-8
[0014]氫氧化鈣4-8
[0015]炭黑填料20-30
[0016]脫模劑1-3
[0017]雙酚AF1.5-2.5
[0018]芐基三苯基氯化磷0.4-0.8
[0019]改性娃藻土助劑5-10
[0020]過氧化物硫化劑3.0-4.5。
[0021]其中，過氧化物硫化劑為1.0-1.5份的雙2.5，以及2.0-3.0份的TAIC。所述脫模劑為萊茵散和/或WS280 (—種以有機硅為基料的新型橡膠加工助劑，可從美國Structol公司商購獲得)。。
[0022]進(jìn)一步，本發(fā)明耐低溫、耐化學(xué)物質(zhì)的改性氟橡膠混煉膠原料還可以包含0-40份的氟化鈣助劑，更優(yōu)選地，其中含有15-40份的氟化鈣助劑。
[0023]本發(fā)明的耐低溫、耐化學(xué)物質(zhì)的改性氟橡膠混煉膠中，所述改性二元氟橡膠優(yōu)選為REM260，為含一個過氧化物硫化點單體，門尼為70MU以下的改性二元氟橡膠(CGREM260)，分子量為7~12萬，其具體分子為:
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種耐低溫、耐化學(xué)物質(zhì)的改性氟橡膠混煉膠，其特征在于，以改性二元氟橡膠為原料，同時使用雙酚硫化體系和過氧化物硫化體系兩種硫化劑方式結(jié)合進(jìn)行硫化，并增加配用助劑，混煉而得。
2.如權(quán)利要求1所述耐低溫、耐化學(xué)物質(zhì)的改性氟橡膠混煉膠，其特征在于，并用兩種硫化體系:通過較高用量的雙酚硫化劑獲得較高的交聯(lián)密度，分子鏈末端通過過氧化物和氟化鈣助劑獲得交聯(lián)，將分子鏈末端通過這種方式連接起來，從而形成高分子量的聚合物，提高混煉膠的物理性能的同時降低混煉膠低溫性能，且不改變膠料的加工工藝性能。
3.如權(quán)利要求1所述的耐低溫、耐化學(xué)物質(zhì)的改性氟橡膠混煉膠，其特征在于，由包含以下重量份的原料混煉制成:改性二元氟橡膠100氧化鎂3-8氫氧化鈣4-8炭黑填料20-30脫模劑1_3 雙酚 AF1.5-2.5 芐基三苯基氯化磷0.4-0.8 改性娃藻土助劑5-10 過氧化物硫化劑3.0-4.5。
4.如權(quán)利要求3的氟橡膠混煉膠，其特征在于，其中的過氧化物硫化劑為1.0-1.5份的雙 2.5，以及 2.0-3.0 份的 TAIC0
5.如權(quán)利要求3的氟橡膠混煉膠，其特征在于，其中還含有15-40份的氟化鈣助劑。
6.如權(quán)利要求3的氟橡膠混煉膠，其特征在于，所述改性二元氟橡膠為含一個過氧化物硫化點單體，門尼為70MU以下的改性二元氟橡膠，分子量為7~12萬，其具體分子為:
7.如權(quán)利要求3的氟橡膠混煉膠，其特征在于，所述脫模劑為萊茵散和/或WS280。
8.一種耐低溫、耐化學(xué)物質(zhì)的改性氟橡膠混煉膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將改性二元氟橡膠在密煉膠機中塑煉； 2)將雙2.5和TAIC、改性硅藻土事先稱量并混合均勻后，加入到密煉機中進(jìn)行預(yù)混煉； 3)向預(yù)混煉后的膠料中加入雙酚AF、BPP、氧化鎂、氫氧化鈣、MTN990炭黑、氟化鈣和脫模劑、過氧化物硫化劑、助劑的混合物，在密煉膠機中混煉；最后在開煉機中以三角包形式返煉薄通； 4)出片，檢測，包裝。
9.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟I)中將改性二元氟橡膠在密煉膠機中塑煉，時間為2.5min/30kg，密煉溫度不超過70°C。
10.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中預(yù)混煉的混煉時間為5min，密煉溫度不超過1 00°c ;倒料，出片，室溫、通風(fēng)處停放1-2天。
【文檔編號】C08K9/00GK103772859SQ201410036389
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】邢華艷, 張建新, 劉斌 申請人:中昊晨光化工研究院有限公司