專利名稱：耐低溫、耐新型燃料的低壓變氟橡膠混煉膠及其制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種氟橡膠混煉膠及其制備方法，更具體地說，涉及一種耐低溫、耐新型燃料的低壓變氟橡膠混煉膠及其制備方法，是一種耐低溫，又耐甲醇汽油、生物柴油，且具有低壓縮永久變形、環(huán)保的汽車發(fā)動機密封件用綠色氟橡膠。
背景技術(shù)：
21世紀全球已經(jīng)面臨未來汽車動力能源由于石油資源不足的窘迫，同時低碳、環(huán)保也已列為汽車行業(yè)發(fā)展的關(guān)注之焦點，而且隨著汽車的普及，汽車使用環(huán)境對低溫的要求也越來越高。目前在燃料替代和低排放方面先行的歐洲國家已經(jīng)開始替代或混合使用新一代甲醇汽油(FAM實驗液體，符合DIN 51 604 - B)、生物柴油(Rape oil methylester =RME)，這類燃料不僅能緩解石油資源的供給，還具有價格低、高功率、低碳、低排放的優(yōu)勢， 故這類燃料的應用必然會全球化。
這類新型燃料的使用，對大量汽車橡膠密封件，尤其是發(fā)動機橡膠密封件的材料帶來了更高的耐介質(zhì)、環(huán)保要求。因為FAMB甲醇汽油和生物柴油(RME)對橡膠的侵蝕遠高于原來單純的汽油和柴油。氟橡膠因為主鏈或側(cè)鏈的碳原子上含有氟原子，是所有橡膠中耐油性最好的橡膠，且氟含量越高，耐高溫、耐油、耐介質(zhì)性能就越好，但是，由于隨著氟這個高極性基團含量的提高，橡膠分子鏈的柔性下降，橡膠的耐低溫性能降低。
目前，行業(yè)中解決既耐低溫，又耐新型燃料，還保持較好的壓變性能的辦法是采用進口過氧化物硫化的耐低溫氟橡膠，但是，過氧化物硫化體系氟橡膠具有如下缺點(1)國內(nèi)目前尚無合成過氧化物硫化氟橡膠生膠(即彈性體)的能力，生膠必須進口，周期長，若用于生產(chǎn)，內(nèi)部材料庫存大，不利于降低成本；(2)過氧化物硫化氟橡膠的價格昂貴；(3)過氧化物硫化體系的氟混煉膠保存安全性差、易焦燒，一般必須在兩周內(nèi)用完。
因此，研制既能滿足材料力學性能要求，耐低溫，又能耐新型燃料和低壓變，還要符合RoHS、Reach的環(huán)保要求，還要滿足在組裝線易于安裝識別的彩色等，成為氟橡膠配方設計難以兼顧的一系列矛盾。發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題本發(fā)明旨在通過適宜的配方配合解決上述矛盾，提供既滿足材料力學性能要求， 耐低溫，又耐甲醇汽油(FAM實驗液體，符合DIN 51 604 - B)、生物柴油(Rape oil methylester =RME),且具有低壓縮永久變形、環(huán)保的汽車發(fā)動機密封件用綠色氟橡膠。
技術(shù)方案為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為本發(fā)明的一種耐低溫、耐新型燃料的低壓變氟橡膠混煉膠，由如下重量百分比的組分組成65 75%氟橡膠預混膠、3 6%吸酸劑、1(Γ20%填充劑、顏料和1 洲潤滑劑，其中，所述的氟橡膠預混膠為氟含量68%、雙酚硫化體系的三元氟橡膠預混膠；填充劑為硅灰石；顏料為氧化鉻綠；潤滑劑為植物提取蠟。
優(yōu)選地，所述的硅灰石為Tremir^83-600EST針狀硅灰石；所述的顏料為朗盛德國化學有限公司生產(chǎn)的氧化鉻綠。
優(yōu)選地，所述的吸酸劑為氧化鎂MA-150和氫氧化鈣NICC5000 ；所述的潤滑劑為巴西棕櫚蠟。
本發(fā)明的一種耐低溫、耐新型燃料的低壓變氟橡膠混煉膠的制備方法，其步驟為(1)將氟含量68%、雙酚硫化體系的三元氟橡膠預混膠在開煉機大牙一側(cè)加入，調(diào)整輥距為8 10mm，滾壓廣2分鐘，包滾后將輥距調(diào)至5mm，滾壓2 3分鐘；(2)加入一半重量的吸酸劑、顏料、潤滑劑和填充劑，滾壓2 3分鐘后，再加入另一半吸酸劑、顏料、潤滑劑和填充劑；(3)待吃粉后開刀，輥距調(diào)至5mm，滾壓2 3分鐘；(4)將輥距調(diào)至廣2mm打1個三角包，拉一個薄通，將輥距調(diào)至8mm下片，冷卻，停放 48小時后進行一次精煉；(5)—次精煉A、將預混膠在開煉機大牙一側(cè)加入，調(diào)整輥距為纊10mm，滾壓廣2分鐘，包滾后將輥距調(diào)至5mm，滾壓2 3分鐘；B、將輥距調(diào)至廣2mm打1個三角包，拉一個薄通，將輥距調(diào)至8mm下片，冷卻，一次精煉后停放M小時候后進行二次精煉；(6)二次精煉二次精煉步驟和方法與一次精煉相同，二次精煉后即得耐低溫、耐新型燃料的低壓變氟橡膠混煉膠。
更進一步地，本發(fā)明的整個混煉過程輥溫控制在30°C 75°C，混煉膠溫度不高于 100°C。
本發(fā)明的原理如前背景技術(shù)中所述，氟橡膠因為主鏈或側(cè)鏈的碳原子上含有氟原子，是所有橡膠中耐油性最好的橡膠，且氟含量越高，耐高溫、耐油、耐介質(zhì)性能就越好，但是，由于隨著氟這個高極性基團含量的提高，橡膠分子鏈的柔性下降，橡膠的耐低溫性能降低。本發(fā)明就氟橡膠的氟含量的高低，與其低溫脆性和耐甲醇汽油(FAM實驗液體，符合DIN 51 604 - B)、 生物柴油(Rape oil methylester =RME)之間的關(guān)系作了深入的研究當采用70%氟含量的雙酚硫化體系三元氟橡膠預混膠時，氟橡膠制品能滿足甲醇汽油，但不能滿足生物柴油的要求；當采用66%氟含量的雙酚硫化體系三元氟橡膠預混膠時，氟橡膠制品能滿足生物柴油的要求，但不能滿足甲醇汽油；當采用本發(fā)明的氟含量68%的雙酚硫化體系三元氟橡膠預混膠時，氟橡膠制品既能滿足甲醇汽油，又能滿足生物柴油的要求。當然，氟橡膠配方以氟含量68%、雙酚硫化體系的三元氟橡膠預混膠為基礎，必須添加因為滿足硫化過程工藝需要或最終硫化后膠料性能需要的其他配合劑，諸如活性劑、吸酸劑、流動劑、補強劑、顏料、 操作助劑等。對本發(fā)明膠料來說，除了氟橡膠配方中必須采用的硫化劑、吸酸劑外，還需要為了獲得合適的硬度和力學性能添加補強填充劑。
本發(fā)明所添加的淺色補強劑絕不是普通的白炭黑，而是采用針狀、顆粒分布面窄，在氟橡膠混煉過程中易于均勻分散且高耐沖壓性、抗拉性及耐介質(zhì)性能的比利時 Tremin283-600EST (上海喬迪經(jīng)銷)硅灰石作為填充劑，用量占混煉膠總重量的10%到20%， 重量含量低于10%，力學性能達不到要求；重量含量高于20%，則門尼粘度太大，硫化過程中流動性不好，產(chǎn)品易缺膠或分型面飛邊超厚，且壓變會增大。
本發(fā)明為了提高膠料硫化過程的流動性，改善脫模性能，所添加的潤滑劑是植物提取蠟巴西棕櫚蠟，用量占混煉膠總重量的1%到2%，重量含量低于1%時，硫化過程中流動性不好，產(chǎn)品粘模，脫模時產(chǎn)品容易撕裂；而重量含量高于洲時，膠料的綜合性能下降，尤其是耐油性、壓縮永久變形性能會發(fā)生明顯下降。
本發(fā)明為了獲取要求的環(huán)保、不退色、無污染的綠色，所添加的綠色顏料為朗盛德國化學有限公司的氧化鉻綠，用量占混煉膠重量的10%到12%，重量含量低于10%時，顏色太淡，達不到色標(國際色標號RAL 6011)要求；重量含量高于12%，顏色太深，也達不到色標(國際色標號RAL 6011)要求，且會導致硬度超高，材料流動性能下降。通過大量實驗和理論分析，目前，除了朗盛德國化學有限公司的氧化鉻綠外，還沒有其他任何綠色顏料能在 230士 10°C，24小時二次硫化后不變色，對模具無污染，且符合ROHS和REACH的要求。
本發(fā)明除了氟橡膠預混膠之外，氟橡膠基礎配方必須的組分吸酸劑采用的是高活性氧化鎂MA-150和超細氫氧化鈣NICC5000。
有益效果采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果(1)本發(fā)明的氟橡膠混煉膠及其制備方法，采用優(yōu)化的試驗配方設計，通過氟含量68% 的雙酚硫化體系三元氟橡膠預混膠與硅灰石、鉻綠、植植物提取蠟、吸酸劑混合后，獲得的混煉膠耐低溫、低壓變，且耐FAMB甲醇汽油和生物柴油(RME)，同時綠色環(huán)保；(2)本發(fā)明的耐低溫、耐新型燃料的低壓變氟橡膠混煉膠，成本低，其價格僅為過氧化物硫化氟橡膠的價格的一半；(3)本發(fā)明的耐低溫、耐新型燃料的低壓變氟橡膠混煉膠可以存放至少6個月，保存安全性好，而過氧化物硫化體系的氟混煉膠保存時間僅為兩周。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
實施例1本實施例的耐低溫、耐新型燃料的低壓變氟橡膠混煉膠，其重量百分比的組分組成如表ι所示，其中，氟橡膠預混膠為氟含量68%的雙酚硫化體系三元氟橡膠預混膠(比利時蘇威SolvaySolexis 7380K)，本實施例雙酚硫化體系的氟橡膠配方中氧化鎂MA-150與氫氧化鈣NICC5000的質(zhì)量百分比為1 :2。
表1本發(fā)明實施例1的重量百分比的組分組成材料名稱重量百分比含量/%氟含量68%的氟橡膠預混膠70氧化鎂MA-150 (吸酸劑)2氫氧化鈣NICC5000 (吸酸劑)4Tremin283-600EST針狀硅灰石(填充劑)1權(quán)利要求
1.一種耐低溫、耐新型燃料的低壓變氟橡膠混煉膠，其特征在于，由如下重量百分比的組分組成氟橡膠預混膠65 75吸酸劑3 6填充劑10 20顏料10 12潤滑劑1 2，其中，所述的氟橡膠預混膠為氟含量68%、雙酚硫化體系的三元氟橡膠預混膠；填充劑為硅灰石；顏料為氧化鉻綠；潤滑劑為植物提取蠟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫、耐新型燃料的低壓變氟橡膠混煉膠，其特征在于所述的硅灰石為Tremir^83-600EST針狀硅灰石；所述的顏料為朗盛德國化學有限公司生產(chǎn)的氧化鉻綠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐低溫、耐新型燃料的低壓變氟橡膠混煉膠，其特征在于所述的吸酸劑為氧化鎂MA-150和氫氧化鈣NICC5000 ；所述的潤滑劑為巴西棕櫚蠟。
4.一種耐低溫、耐新型燃料的低壓變氟橡膠混煉膠的制備方法，其步驟為(1)將氟含量68%、雙酚硫化體系的三元氟橡膠預混膠在開煉機大牙一側(cè)加入，調(diào)整輥距為8 10mm，滾壓廣2分鐘，包滾后將輥距調(diào)至5mm，滾壓2 3分鐘；(2)加入一半重量的吸酸劑、顏料、潤滑劑和填充劑，滾壓2 3分鐘后，再加入另一半吸酸劑、顏料、潤滑劑和填充劑；(3)待吃粉后開刀，輥距調(diào)至5mm，滾壓2 3分鐘；(4)將輥距調(diào)至廣2mm打1個三角包，拉一個薄通，將輥距調(diào)至8mm下片，冷卻，停放 48小時后進行一次精煉；(5)—次精煉A、將預混膠在開煉機大牙一側(cè)加入，調(diào)整輥距為纊10mm，滾壓廣2分鐘，包滾后將輥距調(diào)至5mm，滾壓2 3分鐘；B、將輥距調(diào)至廣2mm打1個三角包，拉一個薄通，將輥距調(diào)至8mm下片，冷卻，一次精煉后停放M小時候后進行二次精煉；(6)二次精煉二次精煉步驟和方法與一次精煉相同，二次精煉后即得耐低溫、耐新型燃料的低壓變氟橡膠混煉膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種耐低溫、耐新型燃料的低壓變氟橡膠混煉膠的制備方法，其特征在于整個混煉過程輥溫控制在30°C 75°C，混煉膠溫度不高于100°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐低溫、耐新型燃料的低壓變氟橡膠混煉膠及其制備方法，屬于氟橡膠混煉膠及其制備方法領域。本發(fā)明的氟橡膠混煉膠，由如下重量百分比的組分組成65～75%氟橡膠預混膠、3~6%吸酸劑、10~20%填充劑、10~12%顏料和1~2%潤滑劑，其中，所述的氟橡膠預混膠為氟含量68%、雙酚硫化體系的三元氟橡膠預混膠；填充劑為硅灰石；顏料為氧化鉻綠；潤滑劑為植物提取蠟；顏料為朗盛德國化學有限公司生產(chǎn)的氧化鉻綠；吸酸劑為氧化鎂MA-150和氫氧化鈣NICC5000。其制備步驟包括混煉、一次精煉和二次精煉。本發(fā)明獲得的混煉膠耐低溫、低壓變，耐FAMB甲醇汽油和生物柴油(RME)，且硫化工藝好，同時綠色環(huán)保，成本低，保存安全性好。
文檔編號C08L27/12GK102504448SQ20111039012
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者徐海潮, 芮巧紅 申請人:南京金三力橡塑有限公司