一種耐-60℃氟橡膠膠料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及橡膠領(lǐng)域，尤其涉及一種耐-60°c氟橡膠膠料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氟橡膠是耐熱性能優(yōu)異的耐油橡膠，但是由于其具有結(jié)晶度高、分子柔性差、脆性 溫度高的特點，氟橡膠一般的脆性溫度在_25°C左右，由于航空航天工業(yè)的發(fā)展，需要能夠 滿足-60°C的氟橡膠膠料。目前現(xiàn)有技術(shù)中無法達(dá)到_60°C的低溫要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種制備方法簡單，能耐-60°C的氟橡膠膠料。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種耐-60°c氟橡膠膠料，其特征在于，由如下重量 份的各成分制備得到：
[0005] F2463:100 份；
[0006] 氧化鎂：3-5份；
[0007] 氫氧化鈣：5-6份；
[0008] 噴霧炭黑：4-5份；
[0009]KTC強(qiáng)威粉：8-10 份；
[0010] 雙酚AF:2-2. 2 份；
[0011] 芐基三苯基氯化磷：〇· 5-0. 6份；
[0012] ΑΡΑ0 聚烯烴：2-2. 5 份。
[0013] 所述耐_60°C氟橡膠膠料的制備方法，步驟為，
[0014] 生膠F2463薄通壓合，輯距6-4_2mm，壓合時間8~lOmin;
[0015] 添加氧化鎂、氫氧化鈣，輥距2~3mm，壓合時間2~3min;
[0016] 添加噴霧炭黑和KTC強(qiáng)威粉、Α0Ρ0聚稀經(jīng)，輯距4~6mm，壓合時間13~15min;
[0017] 添加雙酸AF與芐基三苯基氯化磷，輯距4~6mm，壓合時間2~3min;
[0018] 薄通三次，輯距1~2mm，壓合時間3~4min;
[0019] 打三角包六個后下片，輯距4~6mm，壓合時間3~4min。
[0020] 另外一個方面，本發(fā)明還提供所述耐-60°c氟橡膠膠料的制備方法，步驟為，
[0021] 生膠F2463薄通壓合，輯距6-4_2mm，壓合時間8~lOmin;
[0022] 添加氧化鎂、氫氧化鈣，輥距2~3mm，壓合時間2~3min;
[0023] 添加噴霧炭黑和KTC強(qiáng)威粉、Α0Ρ0聚烯烴，輥距4~6mm，壓合時間13~15min;
[0024] 添加雙酸AF與芐基三苯基氯化磷，輯距4~6mm，壓合時間2~3min;
[0025] 薄通三次，輯距1~2mm，壓合時間3~4min;
[0026] 打三角包六個后下片，輯距4~6mm，壓合時間3~4min。
[0027] 本發(fā)明所述FE2463為生膠，是偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟乙烯的三元共聚氟橡 膠，含氟量67%。FE2463密度為L84g/cm3,門尼粘度[100°C]為65。
[0028] 本發(fā)明所述氧化鎂和氫氧化鈣是吸酸劑，可以與氟膠硫化時產(chǎn)生的氟化氫反應(yīng)， 防止膠料老化。
[0029] 本發(fā)明所述噴霧炭黑、KTC強(qiáng)威粉和對比例中的硫酸鋇是填充劑，可以提高膠料 的強(qiáng)度和硬度及定伸應(yīng)力。其中，強(qiáng)威粉KTC，片層平均直徑R :200-500nm ;片層平均厚 度H :30-50nm ;比表面積BET :30-40m2/g ;白度：70-80% ;pH10%濃度：9· 0-11. 0 ;密度： 2. 45-2. 55g/cm3;游離水分105°C 1. 5% ;聚集體分布粒度（二次結(jié)構(gòu)）（<lum含量）： 彡80%;密實堆積密度：0. 8±0.1 g/cm3 ;吸油值：35-45蓖麻油g/100g ;325目篩余量： < 0. 01 %。填充在氟橡膠中，由于表面堿性，既縮短硫化時間，又能保持良好的分散性能，使 得硫化膠拉伸強(qiáng)度高、彈性好、扯斷伸長率大。既克服了噴霧炭黑硬度提升快、彈性差、膠料 流動性差等問題，又避免了硫酸鋇降低拉伸強(qiáng)度、彈性差、比重大等問題。
[0030] 本發(fā)明所述雙酚AF與芐基三苯基氯化磷是硫化劑，使橡膠的線型大分子通過化 學(xué)交聯(lián)作用而形成三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，硫化后，膠料的物理性能及其他性能都發(fā)生根本性 變化。比如硫化膠加熱不再流動，不溶于它的良溶劑中，模量和硬度提高，力學(xué)性能提高，耐 老化性能和化學(xué)穩(wěn)定性提高等。
[0031] 本發(fā)明所述ΑΡΑ0屬于低分子量的非晶態(tài)、非極性的塑性體材料，由α-烯烴經(jīng)聚合 反應(yīng)生成，微觀結(jié)構(gòu)上是一種非靜態(tài)的、無規(guī)則的排列狀態(tài)。具有粘性，可以提高膠料粘附 性能和流動性，具有極佳的防水性、耐候性、耐紫外耐老化及絕緣性能，在一定程度上對橡 膠起到補(bǔ)強(qiáng)作用，該材料為無毒非污染型助劑。
[0032] 本發(fā)明選用耐低溫性能較好的三元共聚氟橡膠FE2463,通過添加新型增塑劑和填 充劑開發(fā)出耐低溫達(dá)到_60°C的氟橡膠，以滿足我國航天工業(yè)中對耐低溫氟橡膠的需求。
【具體實施方式】
[0033] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例旨在用于解釋本發(fā)明，而不能 理解為對本發(fā)明的限制。實施例中未注明具體技術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述 的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通 過市購獲得的常規(guī)廣品。
[0034] 實施例1 :耐-60°C氟橡膠膠料的制備
[0035] 原料：見表1。
[0036]表1各實施例所用原料表（重量份）
[0037]
[0038] 制備方法：
[0039] 生膠F2463薄通壓合，輯距6-4_2mm，壓合時間8~lOmin;
[0040] 添加氧化鎂、氫氧化鈣，輥距2~3mm，壓合時間2~3min;
[0041] 添加噴霧炭黑和KTC強(qiáng)威粉、AOPO聚稀經(jīng)，輯距4~6mm，壓合時間13~15min;
[0042] 添加雙酸AF與芐基三苯基氯化磷，輯距4~6mm，壓合時間2~3min;
[0043] 薄通三次，輯距1~2mm，壓合時間3~4min;
[0044] 打三角包六個后下片，輯距4~6mm，壓合時間3~4min。
[0045] 實施例2 :耐-60 °C氟橡膠膠料的制備
[0046] 原料：見表1。
[0047] 制備方法：同實施例1。
[0048] 實施例3 :耐-60 °C氟橡膠膠料的制備
[0049] 原料：見表1。
[0050] 制備方法：同實施例1。
[0051] 實施例4 :耐-60°C氟橡膠膠料的制備
[0052] 原料：見表1。
[0053] 制備方法：同實施例1。
[0054] 實施例5:效果驗證
[0055] 對比例：原料見表1，制備方法同實施例1。
[0056] 將各實施例所得進(jìn)行測試，測試方法為：
[0057] 拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率、拉伸永久變形的測試方法按照ASTM D412來測定；硬度/ 邵A按照ASTM D2240來測定；
[0058] 脆性溫度按照ASTM D2137來測定；
[0059] 熱空氣老化275°C X 24h按照ASTM D573來測定；
[0060] 耐介質(zhì)體積變化率按照ASTMD471 ;
[0061] 壓縮永久變形％按照ASTMD395來測定
[0062] 試驗結(jié)果見表2。
[0063] 表2實施例1~4實測性能數(shù)據(jù)結(jié)果表
[0064]
[0066] 從表2可以看出，本發(fā)明實施例的脆性溫度均能達(dá)到-60度及更低，而對比例 均達(dá)不到此要求。同時拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率％、拉伸永久變形％、硬度、熱空氣老化 275°CX24h按照ASTMD573來測定；耐介質(zhì)體積變化率、壓縮永久變形％等參數(shù)也均具有 良好的性能。能滿足我國航天工業(yè)中對耐低溫氟橡膠的需求。
[0067] 從實施例與對比例1的對比看出，在膠料中加入KTC強(qiáng)威粉與加入硫酸鋇時，加入 KTC強(qiáng)威粉的綜合物理性能比加入10份硫酸鋇較好，其中扯斷伸長率明顯提高。
[0068]KTC強(qiáng)威粉為片狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽，粒徑為0. 3-0. 8微米；硫酸鋇為斜方晶體結(jié)構(gòu)， 粒徑為2. 5~25微米。KTC強(qiáng)威粉的粒徑比硫酸鋇的粒徑小得多，其結(jié)構(gòu)度高，在橡膠中力 學(xué)性能好。同時硫酸鋇是一種填充劑，在橡膠硫化過程中不參與反應(yīng)，與橡膠的親和性差， 不易分散，加入后使橡膠分子柔軟性能變差。而KTC強(qiáng)威粉分子中含有Si-ΟΗ，通過特殊的 表面活性處理引入兩性基團(tuán)，一端連接著KTC強(qiáng)威粉表面的-0H，另一端與橡膠發(fā)生反應(yīng)， 與橡膠的親和性能優(yōu)異，加入后在橡膠中分散性好，改善了橡膠分子的柔順性，降低了膠料 的脆性溫度，提高了橡膠的耐低溫性能。
[0069] 從實施例與對比例2的對比看出，F(xiàn)2463膠料的脆性溫度優(yōu)于F2462膠料的性能， 且其他性能不受到影響。F2463膠料的脆性溫度能達(dá)到-60°C，而用F2462脆性溫度只能達(dá) 至lj-47°C。
[0070]F2463氟橡膠的分子量分布比F2462氟橡膠寬，使得F2463氟橡膠的彈性優(yōu)異，分 子間容易產(chǎn)生移動、滑移、扭曲等，從而造成橡膠分子柔順性好，有利于降低橡膠的脆性溫 度，提高膠料的耐低溫性能。同時F2463氟橡膠的門尼粘度為65,而F2462氟橡膠的門尼粘 度為95,可見F2463氟橡膠的門尼粘度比F2462氟橡膠的門尼粘度低，說明F2463氟橡膠的 流動性好，分子間的作用力小，所以造成橡膠分子鏈柔順性好，從而使得橡膠的耐低溫性能 好。
[0071] 從對比例1與對比例3的對比看出，加入ΑΡΑ0的膠料加工工藝性能和脆性溫度較 好，但物理性能以及耐介質(zhì)性能較差。
[0072]所以由以上實驗可以看出，生膠F2463有利于提高膠料的物理性能以及脆性溫 度，應(yīng)用補(bǔ)強(qiáng)劑KTC強(qiáng)威粉有利于提高膠料的強(qiáng)度，加入軟化劑ΑΡΑ0有利于提高膠料的耐 寒性能和粘結(jié)性能。
[0073]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例 性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨 的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項】
1. 一種耐-60°C氟橡膠膠料，其特征在于，由如下重量份的各成分制備得到： F2463:100 份； 氧化鎂：3_5份； 氫氧化媽：5-6份； 噴霧炭黑：4-5份； KTC強(qiáng)威粉：8-10份； 雙酚AF :2-2. 2份； 芐基三苯基氯化磷：〇. 5-0. 6份； APAO聚烯烴：2-2. 5份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述耐-60°C氟橡膠膠料，其特征在于，制備方法為， 生膠F2463薄通壓合，輯距6-4_2mm，壓合時間8~IOmin ; 添加氧化鎂、氫氧化距2~3mm，壓合時間2~3min ; 添加噴霧炭黑和KTC強(qiáng)威粉、AOPO聚烯烴，輥距4~6mm，壓合時間13~15min ; 添加雙酸AF與芐基三苯基氯化磷，輯距4~6mm，壓合時間2~3min ; 薄通三次，輯距1~2mm，壓合時間3~4min ; 打三角包六個后下片，輯距4~6mm，壓合時間3~4min。3. -種權(quán)利要求1所述耐_60°C氟橡膠膠料的制備方法，其特征在于，步驟為， 生膠F2463薄通壓合，輯距6-4_2mm，壓合時間8~IOmin ; 添加氧化鎂、氫氧化距2~3mm，壓合時間2~3min ; 添加噴霧炭黑和KTC強(qiáng)威粉、AOPO聚烯烴，輥距4~6mm，壓合時間13~15min ; 添加雙酸AF與芐基三苯基氯化磷，輯距4~6mm，壓合時間2~3min ; 薄通三次，輯距1~2mm，壓合時間3~4min ; 打三角包六個后下片，輯距4~6mm，壓合時間3~4min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐-60℃氟橡膠膠料及其制備方法。由100重量份F2463；3-5重量份氧化鎂；5-6重量份氫氧化鈣；4-5重量份噴霧炭黑；8-10重量份KTC強(qiáng)威粉；2-2.2重量份雙酚AF；0.5-0.6重量份芐基三苯基氯化磷；2-2.5重量份APAO聚烯烴制備得到。本發(fā)明還提供了制備方法。本發(fā)明所得氟橡膠膠料能耐-60℃低溫，能滿足我國航天工業(yè)中對耐低溫氟橡膠的需求，同時制備方法簡單。
【IPC分類】C08K3/22, C08K13/02, C08K5/50, B29B7/72, C08K5/136, B29B7/56, C08L27/16, C08L23/00, C08K3/04
【公開號】CN105237923
【申請?zhí)枴緾N201510794177
【發(fā)明人】何青松, 陳秀蓉, 王永昌
【申請人】廈門市金湯橡塑有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年11月18日