本發(fā)明涉及密封橡膠，具體涉及一種氟橡膠體系、氟橡膠及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、氟橡膠是特種橡膠之一，其特征為主鏈或者側(cè)鏈上含有c-f基團(tuán)。氟元素是目前所有化學(xué)元素中電負(fù)性最強(qiáng)的元素，c-f鍵穩(wěn)定性高，鍵能高達(dá)485kj/mol，使得氟橡膠穩(wěn)定性好，表現(xiàn)出優(yōu)異的耐熱性能、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性和耐大氣老化等性能。因此，氟橡膠作為特殊密封材料廣泛應(yīng)用于石油開(kāi)采、油氣儲(chǔ)運(yùn)、汽車(chē)油封、航空航天等領(lǐng)域。但氟橡膠使用時(shí)需要通過(guò)填料增強(qiáng)，才能滿足密封材料的使用要求。目前，橡膠領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的填料為炭黑，通過(guò)炭黑提升材料的。

2、cn106317712a公開(kāi)了一種炭黑改性的氟橡膠，提高了氟橡膠的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性能。但是，炭黑加入氟橡膠基底中，容易團(tuán)聚，使用過(guò)程中容易脫落，而且炭黑顆粒較大，補(bǔ)強(qiáng)效果有限，導(dǎo)致氟橡膠的韌性和加工性能較差。

3、由于納米材料尺寸小，比表面積大。在橡膠基底中，納米材料能夠與橡膠緊密接觸，改善橡膠的力學(xué)性能。目前，二氧化硅納米粒子、碳納米管、石墨烯等被加入氟橡膠基底中，明顯提高了氟橡膠的力學(xué)性能。

4、cn113372667a公開(kāi)了一種將石墨烯加入氟橡膠中，制備具有耐磨性能的氟橡膠密封圈，石墨烯的加入延長(zhǎng)了橡膠密封圈的使用壽命。但是石墨烯成本高，而且在氟橡膠基底中分散性不易調(diào)控，制約了其改性效果，使氟橡膠力學(xué)性能降低，生產(chǎn)成本增加。

5、綜上所述，亟需開(kāi)發(fā)一種力學(xué)性能好、耐高溫，可以循環(huán)使用的密封氟橡膠，并且能有效降低氟橡膠的使用成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的氟橡膠力學(xué)性能較差，耐高溫性能表現(xiàn)不佳，難以循環(huán)使用的問(wèn)題，提供一種氟橡膠體系、氟橡膠及其制備方法和應(yīng)用。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種氟橡膠體系，其中，按重量份計(jì)，所述氟橡膠體系包括：氟橡膠生膠100重量份、磁性納米粒子0.5-40重量份、過(guò)氧化物硫化劑1-10重量份、硫化促進(jìn)劑2-20重量份、加工助劑1-10重量份。

3、本發(fā)明第二方面提供一種氟橡膠的制備方法，其中，所述方法包括以下步驟：

4、(1)將上述氟橡膠體系進(jìn)行混合得到氟橡膠混煉膠；

5、(2)將氟橡膠混煉膠進(jìn)行硫化得到氟橡膠。

6、本發(fā)明第三方面提供一種由上述制備方法制得的氟橡膠。

7、本發(fā)明第四方面提供一種第一方面所述的氟橡膠體系或者第三方面所述的氟橡膠在密封中的應(yīng)用；

8、優(yōu)選地，所述密封的工作環(huán)境溫度為180-240℃，優(yōu)選為170-200℃。

9、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的氟橡膠體系、氟橡膠及其制備方法和應(yīng)用獲得以下有益效果：

10、本發(fā)明的氟橡膠體系中，磁性納米粒子在體系中的分散性好，與氟橡膠結(jié)合能力強(qiáng)，使制得的氟橡膠具有高硬度，高的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、應(yīng)變300％模量，同時(shí)具有高的導(dǎo)熱率；其作為氟橡膠密封材料時(shí)，能提高散熱效率，減少熱量積聚產(chǎn)生的高溫對(duì)密封材料壽命的影響。

11、本發(fā)明的氟橡膠具有磁場(chǎng)響應(yīng)性能，通過(guò)外界磁場(chǎng)調(diào)控，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行密封，達(dá)到選擇性密封的目的，氟橡膠使用完成后，可以通過(guò)外界磁場(chǎng)控制，進(jìn)行有效富集，用于循環(huán)使用，有效降低氟橡膠的使用成本。

技術(shù)特征：

1.一種氟橡膠體系，其特征在于，按重量份計(jì)，所述氟橡膠體系包括：氟橡膠生膠100重量份、磁性納米粒子0.5-40重量份、過(guò)氧化物硫化劑1-10重量份、硫化促進(jìn)劑2-20重量份、加工助劑1-10重量份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟橡膠體系，其中，按重量份計(jì)，所述氟橡膠體系包括：氟橡膠生膠100重量份、磁性納米粒子1-30重量份、過(guò)氧化物硫化劑1-5重量份、硫化促進(jìn)劑5-10重量份、加工助劑1-5重量份。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氟橡膠體系，其中，所述氟橡膠生膠選自含氟烯烴類(lèi)橡膠，優(yōu)選為四氟乙烯-丙烯共聚物或偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物；

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的氟橡膠體系，其中，所述磁性納米粒子選自fe3o4納米粒子、fe2o3納米粒子和納米錳鋅鐵氧體中的至少一種，優(yōu)選為fe3o4納米粒子；

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的氟橡膠體系，其中，所述過(guò)氧化物硫化劑選自過(guò)氧化二異丙苯、1,3-雙(叔丁基過(guò)氧異丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過(guò)氧基)已烷中的一種；

6.一種氟橡膠的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，步驟(2)中，所述硫化的過(guò)程包括：一段硫化和二段硫化；

8.一種由權(quán)利要求6或7所述的制備方法制得的氟橡膠。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氟橡膠，其特征在于，所述氟橡膠的拉伸強(qiáng)度大于等于10mpa，優(yōu)選大于等于12mpa；

10.權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的氟橡膠體系或者權(quán)利要求8或9所述的氟橡膠在密封中的應(yīng)用；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及密封橡膠技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種氟橡膠體系、氟橡膠及其制備方法和應(yīng)用，其中，按重量份計(jì)，所述氟橡膠體系包括：氟橡膠生膠100重量份、磁性納米粒子0.5?40重量份、過(guò)氧化物硫化劑1?10重量份、硫化促進(jìn)劑2?20重量份、加工助劑1?10重量份。本發(fā)明的氟橡膠體系中，磁性納米粒子在體系中的分散性好，制得的氟橡膠具有高硬度，高的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、應(yīng)變300％模量，同時(shí)具有高的導(dǎo)熱率，能提高散熱效率，減少熱量積聚產(chǎn)生的高溫對(duì)密封材料壽命的影響。

技術(shù)研發(fā)人員：劉陽(yáng),楊德鍇,李夯,廖洪千
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10