氟橡膠、矽橡膠與氟矽橡膠三元共混耐高低溫耐油材料及其製備方法
2023-04-30 20:05:51
專利名稱：氟橡膠、矽橡膠與氟矽橡膠三元共混耐高低溫耐油材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種耐高低溫、耐油材料，具體是用過氧化物硫化型氟橡膠、甲基乙烯基矽橡膠和氟矽橡膠三種聚合物共混製備新材料的方法。
背景技術：
近年來汽車工業的蓬勃發展給橡膠工業帶來了前所未有的發展機遇，同時使橡膠製品行業快速發展。隨著汽車工業技術水平的不斷提高，尤其是隨著汽車向高性能、低油耗、低排放與低噪音、超長使用壽命的方向發展，使橡膠部件的工作溫度提高、工作環境更加苛刻，要求橡膠部件能夠在-5(Tl50 V的空氣中或介質油中長期使用。同時，汽車燃料油、潤滑油、製冷劑等也在不斷地改進，其添加劑的成分也隨之改變，因此開展對汽車用橡膠材料的耐油性研究具有廣泛的應用意義。另外，世界航空工業、電器工業、化工、石油等行業的某些應用場合對橡膠材料的使用環境要求極高，一般的通用橡膠難以達到其使用要求。為了滿足相關工業的發展和需求，開發一種耐高低溫性能、耐油性優異的新型橡膠材料具有非常實際的使用意義。目前研究成功的氟矽橡膠既保持了矽橡膠的耐熱性、耐寒性、耐候性、壓縮復原性、回彈性、電氣特性、脫模性等一系列優良性能，同時具有氟橡膠的耐油、耐溶劑性；能夠滿足某些特殊場合的使用要求，但由於其價格昂貴使其應用受到極大的限制。
發明內容
本發明的目的是製備一種耐高低溫、耐油性優異且成本較低的橡膠新材料，進一步拓寬橡膠材料的應用領域。矽橡膠是分子主鏈中為-Si-O-無機結構，側基為有機基團的一類彈性體，其分子結構中的-Si-O-Si-鍵的鍵能遠遠大於一般橡膠-C-C-鍵的鍵能，且分子鏈的柔順性好，所以矽橡膠具有優異的耐高低溫性能可在-10(rc 25(rc範圍內長期使用；氟橡膠是一種在主鏈或者側鏈的碳原子上含有氟原子的高分子合成彈性體，由於氟原子的半徑小，電負性極高使其具有優異的耐油性能。將氟橡膠與矽橡膠共混可以製得耐高低溫性、耐油性較好的膠料，但是由於二者的極性相差較大，相容性較差，考慮加入相容劑來提高氟橡膠和矽橡膠兩相的相容性。氟矽橡膠是一種改性矽橡膠，即矽橡膠的矽氧烷側鏈上的甲基被Y-三氟丙基所取代製備成的一種特種橡膠，兼具了氟橡膠和矽橡膠的優良性能，加入氟矽橡膠可以有效的提高氟橡膠與矽橡膠兩相的相容性。所以本發明採用過氧化物硫化型氟橡膠、甲基乙烯基矽橡膠和氟矽橡膠三種聚合物共混製備耐高低溫、耐油的橡膠新材料。具體的技術方案如下一種氟橡膠、矽橡膠與氟矽橡膠三元共混耐高低溫耐油材料，包含以下組分(Wt. %表示)，氟橡膠50-60%、矽橡膠20-30%、氟矽橡膠5-10%、白炭黑5-8%、納米高嶺土 8 %、過氧化物硫化劑1%、交聯助劑1%。其中過氧化物硫化劑優選為DCP ;交聯助劑優選為T A I C。
本發明的過氧化物硫化型氟橡膠、矽橡膠和氟矽橡膠三種聚合物共混製備耐高低溫、耐油新材料具有較寬的使用溫度範圍，可以在_45°C -250°C之間長期使用，而且耐油性能優異在 ASTMlfl 油中的 Λ V 為 2%-4% (150 °C X 24h)，ASTM3# 油中 Λ V 為 20%_24%(150°C X24h)，同時具有生產成本低、加工工藝性好等優點。本發明的過氧化物硫化型氟橡膠、矽橡膠和氟矽橡膠三種聚合物共混製備耐高低溫、耐油新材料的製備方法包括以下步驟
1)橡膠混煉過程
按照權利要求I中的膠料的配方先在開煉機上把氟橡膠和矽橡膠、氟矽橡膠共混均勻後，再投入密煉機中先加入白炭黑和納米高嶺土，高溫熱處理30分鐘，排料溫度150°C，然後在開煉機上加入硫化劑和交聯助劑即得到該材料。密煉條件初始溫度50°C，轉速50r/min
開煉條件輥距l_3mm，前輥溫40°C，後輥溫45°C
2)膠料硫化過程 採用兩段硫化方法
一段硫化條件為壓力lOMPa，溫度170°C，時間10_15min ；
二段硫化條件為溫度200°C，時間2-4h
本發明採用過氧化物硫化型氟橡膠、矽橡膠和氟矽橡膠三種聚合物共混製備的橡膠新材料具有優異的耐高低溫、耐油性能。克服了一般通用橡膠與特種橡膠難以達到對工作溫度要求較高、工作環境苛刻的使用要求，極大的拓寬了橡膠材料的應用領域，降低了生產成本。
具體實施例方式實施例I
製備耐高低溫、耐油新材料 I.混合煉膠
取氟橡膠生膠100份，在XK-160型雙輥筒開煉機上調輥距1.5臟，前輥溫401，後輥溫45 V，加入納米高嶺土、過氧化物硫化劑和交聯助劑，混煉均勻；取矽橡膠生膠50份在XK-160型雙輥筒開煉機上調輥距I. 5mm,前輥溫40°C，後輥溫45°C加入白炭黑、過氧化物硫化劑和交聯助劑，混煉均勻；然後在XK-160型雙輥筒開煉機上將氟橡膠混煉膠包輥，慢慢加入矽橡膠混煉膠直至混煉均勻製得FKM/MVQ混煉膠；取FKM/MVQ混煉膠100份加入5_10份氟矽橡膠即可製得耐高低溫耐油三元共混橡膠新材料，將輥距調為3mm下片、停放待用。2.膠料硫化 採用兩段硫化方法
一段硫化條件為壓力lOMPa，溫度170°C，時間10_15min ；
二段硫化條件為溫度200°C，時間2-4h 實施例2 製備耐高低溫、耐油新材料
I.混合煉膠
按照專利要求I中的配方取氟橡膠生膠100份在XK-160型雙輥筒開煉機上調節輥距2mm包輥翻煉，加入50份矽橡膠混煉製得FKM/MVQ混煉膠，取FKM/MVQ混煉膠100份加入5-10份氟矽橡膠，將輥距調為I. 5mm,前輥溫40°C，後輥溫45°C依次加入10份納米高嶺土、5-10份白炭黑、I份過氧化物硫化劑、I份交聯助劑混煉均勻即製得耐高低溫、耐油三元共混橡膠新材料，將輥距調為3_下片，停放待用。2.膠料硫化 採用兩段硫化方法
一段硫化條件為壓力lOMPa，溫度170°C，時間10_15min ；
二段硫化條件為溫度200°C，時間2-4h 實施例3
製備耐高低溫、耐油新材料 I.混合煉膠
密煉機初始溫度設為50°C，轉速50r/min，按照專利要求I中的配方先將氟橡膠、矽橡膠、氟矽橡膠依次投入密煉機待轉矩趨於平穩膠料混煉均勻後，先加入白炭黑和納米高嶺土，高溫熱處理30分鐘，排料溫度150°C，然後在開煉機上加入硫化劑和交聯助劑即得到耐高低溫、耐油的橡膠新材料。2.膠料硫化 採用兩段硫化方法
一段硫化條件為壓力lOMPa，溫度170°C，時間10_15min ；
二段硫化條件為溫度200°C，時間2-4h
本發明的過氧化物硫化型氟橡膠、矽橡膠和氟矽橡膠三元聚合物共混製備耐高低溫耐油性新材料具有優異的性能，相對於一般的通用橡膠和特種橡膠具有
1.良好的加工工藝性能；
2.較寬的使用溫度範圍,可以在_45°C_250°C之間長期使用；
3.優異的耐油性在ASTMls油中的ΛV為2%-4% (150 °C X24h)，ASTM3#油中Λ V為20%-24% (150°C X24h)；
4.較低的生產成本，矽橡膠的加入極大的降低了共混膠的成本；
具有如下技術參數__
權利要求
1.一種氟橡膠、矽橡膠與氟矽橡膠三元共混耐高低溫耐油材料，其特徵在於包含以下組分(Wt. %表示)，氟橡膠50-60%、矽橡膠20-30%、氟矽橡膠5-10%、白炭黑5_8%、納米高嶺土 8 %、過氧化物硫化劑1%、交聯助劑1%。
2.根據權利要求I的材料，其特徵在於所述的矽橡膠為甲基乙烯基矽橡膠(MVQ)。
3.根據權利要求I的材料，其特徵在於所述的過氧化物硫化劑為DC P。
4.根據權利要求I的材料，其特徵在於所述的交聯助劑優選為TAIC。
5.權利要求I所述材料的製備方法，包括以下步驟 1)橡膠混煉 在開煉機上把所述氟橡膠和矽橡膠、氟矽橡膠共混均勻後，再投入密煉機中，先加入白炭黑和納米高嶺土，高溫熱處理30分鐘，排料溫度150°C，然後在開煉機上加入硫化劑和交聯助劑； 密煉條件初始溫度50°C，轉速50r/min 開煉條件輥距l_3mm，前輥溫40°C，後輥溫45°C 2)膠料硫化 採用兩段硫化方法，其中 一段硫化條件為壓力lOMPa，溫度170 °C，時間10_15min ;二段硫化條件為溫度200。。，時間 2-4h。
全文摘要
本發明提供一種氟橡膠、矽橡膠與氟矽橡膠三元共混耐高低溫耐油材料及製備方法，其中採用過氧化物硫化型氟橡膠、甲基乙烯基矽橡膠和氟矽橡膠三種聚合物共混製備耐高低溫、耐油材料。其組成包含以下組分，氟橡膠50-60%、矽橡膠20-30%、氟矽橡膠、5-10%、白炭黑5-8%、納米高嶺土８%、過氧化物硫化劑DCP1%、交聯助劑TAIC1%。本發明的硫化膠具有較寬的使用溫度範圍，可在-45℃～250℃長期使用，耐油性能好，同時具有成本低、加工工藝性好等優點，是解決氟橡膠低溫性能差和矽橡膠耐油性能差的綜合性能優良的替代材料。
文檔編號C08K5/14GK102617956SQ20121008788
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月30日 優先權日2012年3月30日
發明者劉偉, 劉錦春, 肖建斌, 謝尊虎 申請人:青島科技大學