本發(fā)明涉及高分子材料的一種新的組合物，具體地說(shuō)，涉及一種能同時(shí)實(shí)現(xiàn)四丙氟橡膠交聯(lián)和補(bǔ)強(qiáng)的方法，這種方法可以大幅提高四丙氟橡膠的硬度與強(qiáng)度，使四丙氟橡膠可適用于多種不同苛刻環(huán)境。

背景技術(shù)：

四丙氟橡膠是用途范圍較廣的極性橡膠，可應(yīng)用于含油水的高溫環(huán)境中。四丙氟橡膠在硫化過(guò)程中，不僅需要主硫化劑，還必須加入助硫化劑，所以其硫化體系是由過(guò)氧化物和助硫化劑組成，過(guò)氧化物一般為過(guò)氧化二異丙苯(DCP)、雙叔丁基過(guò)氧化二異丙苯(BIBP)和過(guò)氧化苯甲酰(BPO)等一些過(guò)氧化物，而傳統(tǒng)的助硫化劑主要為烯丙基異三聚氰酸酯(TAIC)、三聚氰酸三烯丙酯(TAC)和聚丁二烯，最近也推出了新型的助交聯(lián)劑，如八乙烯基倍半硅氧烷(OVPOSS)，新型交聯(lián)劑與傳統(tǒng)的交聯(lián)劑相比，用OVPOSS作為助交聯(lián)劑獲得的硫化膠在苛刻環(huán)境中具有更好的穩(wěn)定性。對(duì)比這幾種助交聯(lián)劑，可以發(fā)現(xiàn)分子上連有乙烯基的化合物有可能成為助交聯(lián)劑。本發(fā)明將1,2結(jié)構(gòu)高的聚丁二烯(HVBR)引入到四丙氟橡膠中，利用HVBR主鏈上的活潑的乙烯基α-氫在自由基存在的條件下產(chǎn)生自由基，該自由基可以與四丙氟橡膠中的自由基反應(yīng)，使四丙氟橡膠與HVBR之間產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，同時(shí)該自由基也可以與HVBR自身的自由基反應(yīng)，產(chǎn)生HVBR之間的交聯(lián)，這樣可以在四丙氟橡膠可以同時(shí)形成兩種交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，硫化膠內(nèi)HVBR之間產(chǎn)生交聯(lián)點(diǎn)密度很高，所以在使四丙氟橡膠交聯(lián)的過(guò)程中，還可以使四丙氟橡膠的硬度提高。該種四丙氟橡膠具有數(shù)量較多，強(qiáng)度很高的交聯(lián)鍵，適用于多種不同苛刻環(huán)境。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及交聯(lián)四丙氟橡膠的組合物，具體地說(shuō)，使用高乙烯基含量的聚丁二烯橡膠(HVBR)來(lái)交聯(lián)四丙氟橡膠，制備一種耐熱性好的四丙氟橡膠，可用于耐高溫水等苛刻環(huán)境。

本發(fā)明其特征是，該組合物以四丙氟橡膠為主體材料，以有機(jī)過(guò)氧化物為交聯(lián)劑，以炭黑為增強(qiáng)填料，以1,2結(jié)構(gòu)高的聚丁二烯(HVBR)為助交聯(lián)劑，以硬脂酸或其鹽為加工助劑，其組成，以四丙氟橡膠為100重量份計(jì)，包括：

其中使用的四丙氟橡膠的氟含量為54.8～58.3％，該類氟橡膠的高分子主鏈主要是由C-F鍵組成，在苛刻環(huán)境中具有比較高的穩(wěn)定性，具體產(chǎn)品如，日本旭硝子公司和上海叁愛(ài)富(3F)公司生產(chǎn)的四丙氟橡膠。這類橡膠的分子鏈上沒(méi)有雙鍵，通常采用活性較高的過(guò)氧化物和助交聯(lián)劑來(lái)進(jìn)行硫化，有機(jī)過(guò)氧化物為DCP、BIBP和BPO，用量以四丙氟橡膠為100重量份計(jì)，宜為2-6重量份，用量過(guò)少，產(chǎn)生交聯(lián)點(diǎn)的數(shù)目較少，橡膠性能較差，用量過(guò)多，橡膠過(guò)度交聯(lián)，均會(huì)對(duì)最終產(chǎn)品的性能產(chǎn)生不利影響，并且過(guò)氧化物分解的殘余物會(huì)影響四丙氟橡膠性能，因此過(guò)氧化物有用量不易過(guò)多。一般助硫化劑采用TAIC或TAC，這兩種化合物中存在不穩(wěn)定的基團(tuán)會(huì)在含有高溫水環(huán)境中發(fā)生分解反應(yīng)，而降低了四丙氟橡膠的使用價(jià)值。本發(fā)明采用了高乙烯含量的聚丁二烯橡膠，該橡膠的主鏈多為碳碳鍵，該種化學(xué)結(jié)構(gòu)在水中較穩(wěn)定，并且側(cè)鏈有碳碳雙鍵，可以用來(lái)引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)，這種聚丁二烯橡膠的1，2結(jié)構(gòu)摩爾含量應(yīng)該在30-80％，該類橡膠的使用范圍為5-30份(以四丙氟橡膠為100份的質(zhì)量份數(shù))，HVBR的用量過(guò)多會(huì)使四丙氟橡膠的硬度升高很大，不能做為橡膠材料使用。本發(fā)明的配方中的防老劑為2-巰基苯并咪唑和2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉的復(fù)合體系，其用量各為0.5-2份(以四丙氟橡膠為100重量份計(jì))。為了獲得合適的硬度和較高的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率，本發(fā)明采用不同粒徑的碳黑進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，經(jīng)高溫水實(shí)驗(yàn)證實(shí)N550具有較好的性能，為了調(diào)節(jié)產(chǎn)品的硬度，還可調(diào)節(jié)N550的用量，以滿足不同的需求。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例1-7和比較例1-2本發(fā)明作進(jìn)一步具體說(shuō)明，但是本發(fā)明絕不局限于這些實(shí)施例。

實(shí)施例1-8和比較例1

采用旭硝子生產(chǎn)的四丙氟橡膠(aflas100H)為主體材料，以它為100重量份計(jì)，按照表1所示配合制備符合本發(fā)明要求的以過(guò)氧化二異丙苯為主交聯(lián)劑和高乙烯基含量聚丁二烯為助交聯(lián)劑、以硬質(zhì)炭黑N550為增強(qiáng)材料的橡膠組合物，即實(shí)施例1-8。采用相似的配合，使以TAIC為助交劑比較例1和低乙烯基含量的聚丁二烯橡膠。

經(jīng)硫化試片進(jìn)行耐硫化氫、鹽酸和氫氧化鈉腐蝕測(cè)試，經(jīng)腐蝕后的結(jié)果見(jiàn)表2。從表2中可以看出本發(fā)明可以獲得在硫化氫、鹽酸和堿性條件下使用的四丙氟橡膠。

1.聚丁二烯中乙烯基含量的影響

表1

注：數(shù)字表示聚丁二烯橡膠中乙烯基的含量

表2

¹腐蝕條件為：溫度300℃，總壓15MPa，介質(zhì)純水，老化時(shí)間48小時(shí)。

2.HVBR含量的影響

表3

表4

¹腐蝕條件同表2。