一種氟橡膠與氟硅橡膠共混物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及橡膠共混改性技術(shù)，特別涉及氟/氟硅橡膠增容技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]氟橡膠具有優(yōu)異的耐熱性、耐臭氧性、耐油性、耐化學(xué)腐蝕性和耐氣透性?？蓮V泛應(yīng)用于航空航天、陸軍裝備、民用汽車制造等行業(yè)。但氟橡膠材料的耐低溫性能一般只能達(dá)到-20°C級(jí)。
[0003]采用氟橡膠與硅橡膠共混，可明顯改善氟橡膠的耐低溫性能，但由于硅橡膠的存在使其耐介質(zhì)性能大幅下降。如日本合成橡膠公司開發(fā)的JSRJENIX F和日本信越公司的X-36-100U系列氟橡膠/硅橡膠共混膠(50/50，質(zhì)量比)，其耐油體積變化率高達(dá)25%。
[0004]CN 200810219534.8公開了一種氟橡膠與硅橡膠共混物及其制備方法，采用氟橡膠、硅橡膠、增容劑、吸酸劑及補(bǔ)強(qiáng)劑等材料通過機(jī)械共混法制備氟橡膠與硅橡膠共混物，其實(shí)施例中共混物的耐油質(zhì)量變化率均超過28%，甚至達(dá)到了 38.3%。
[0005]氟硅橡膠主鏈為-S1-0-，側(cè)鏈為甲基和三氟丙基，具有優(yōu)異的耐高低溫性能和良好的耐介質(zhì)性能，其耐介質(zhì)性能僅次于氟橡膠、丁腈橡膠等材料。采用氟橡膠與氟硅橡膠共混，可明顯改善氟橡膠的耐低溫性能。CN 201210087884.X公開了一種氟橡膠、硅橡膠與氟硅橡膠三元共混耐高低溫耐油材料及制備方法，同樣由于硅橡膠的存在，其共混物耐油體積變化率在20%?24%。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種具有良好耐介質(zhì)、耐高溫性能、耐低溫性能和力學(xué)性能的氟橡膠與氟硅橡膠共混。同時(shí)提供其制備方法。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，通過在氟橡膠(FR)主鏈上引入乙烯基封端的聚甲基三氟丙基硅氧烷(FMQ)，改善氟橡膠與氟硅橡膠的相容性。通過氟橡膠粘度調(diào)節(jié)劑降低氟橡膠與氟硅橡膠的粘度差，提高共混均勻性，使共混物具有優(yōu)異的耐介質(zhì)性能和良好的力學(xué)性能。
[0008]本發(fā)明涉及的氟橡膠與氟硅橡膠共混物，至少包括由氟橡膠和氟硅橡膠組成的主體橡膠、增容劑和氟橡膠粘度調(diào)節(jié)劑；氟硅橡膠占主體橡膠的10%?50% ;增容劑為氟橡膠接枝乙烯基封端聚甲基三氟丙基硅氧烷，用量為主體橡膠的2%?20%，氟橡膠粘度調(diào)節(jié)劑為氟橡膠的30%?45% ;所述的氟橡膠粘度調(diào)節(jié)劑為丙酮、甲乙酮、乙酸乙酯、甲基異丁酮、乙酸甲酯中的一種或其中幾種的復(fù)合體系。
[0009]本發(fā)明涉及的氟橡膠與氟硅橡膠共混物，至少包括由氟橡膠和氟硅橡膠組成的主體橡膠、增容劑和氟橡膠粘度調(diào)節(jié)劑；氟硅橡膠占主體橡膠的10%?50% ;增容劑為氟橡膠接枝乙烯基封端聚甲基三氟丙基硅氧烷，用量為主體橡膠的8%?15%，氟橡膠粘度調(diào)節(jié)劑為氟橡膠的35%?45% ;所述的氟橡膠粘度調(diào)節(jié)劑為丙酮、甲乙酮、乙酸乙酯、甲基異丁酮、乙酸甲酯中的一種或其中幾種的復(fù)合體系。
[0010]本發(fā)明涉及的氟橡膠與氟硅橡膠共混物，還包括結(jié)構(gòu)控制劑、補(bǔ)強(qiáng)填充劑、氟硅橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑、硫化劑和共交聯(lián)劑。
[0011]本發(fā)明涉及的氟橡膠與氟硅橡膠共混物，所述的結(jié)構(gòu)控制劑為羥基氟硅油、三氟丙基甲基環(huán)二娃氣燒、~■苯基娃_■醇中的一種。
[0012]本發(fā)明涉及的氟橡膠與氟硅橡膠共混物，所述的氟硅橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑為氣相法白炭黑、沉淀法白炭黑中的一種或其組合。
[0013]本發(fā)明涉及的氟橡膠與氟硅橡膠共混物，所述的補(bǔ)強(qiáng)填充劑為N550?N990系列炭黑、氟化鈣、硫酸鋇、硅酸鈣中的一種或其中幾種的組合。
[0014]本發(fā)明涉及的氟橡膠與氟硅橡膠共混物，所述的硫化劑為過氧化二異丙苯、2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基過氧化己烷、2，4- 二氯過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酰的一種或其中幾種的組合。
[0015]本發(fā)明涉及的氟橡膠與氟硅橡膠共混物，所述的共交聯(lián)劑為三烯丙基異氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯中的一種。
[0016]本發(fā)明涉及的氟橡膠與氟硅橡膠共混物的制備方法，包括增容劑制備、氟橡膠降粘、高溫真空共混等過程，其特征在于:
O增容劑制備:將氟橡膠、乙烯基封端聚甲基三氟丙基硅氧烷和硫化劑混煉均勻，力口到哈克流變儀中混煉，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速30?80r/min，混煉溫度150?175°C，混煉時(shí)間15?25min，得到氟橡膠接枝乙烯基封端聚甲基三氟丙基硅氧烷(FR-g-FMQ)(增容劑)；
2)氟橡膠降粘:氟橡膠薄通下片剪成小塊，并完全浸入到氟橡膠粘度調(diào)節(jié)劑中，停放72小時(shí)以上；
3)高溫真空共混:在捏合機(jī)中加入氟硅橡膠、氟硅橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑和結(jié)構(gòu)控制劑，吃料完全后，繼續(xù)捏合30min。加入步驟(2)制備的氟橡膠與粘度調(diào)節(jié)劑、步驟(I)制備的增容劑，混合均勻后升溫至90°C，加入其余補(bǔ)強(qiáng)填充劑，混煉均勻后升溫至150°C，并抽真空繼續(xù)捏合45min。排料，冷卻到室溫后，加入硫化劑和共交聯(lián)劑，混煉均勻后，制備出氟橡膠與氟硅橡膠共混膠。
[0017]本發(fā)明制備的氟橡膠與氟硅橡膠共混物，有效改善了氟橡膠與氟硅橡膠的相溶性和共混均勻性，在保證膠料物理機(jī)械性能的前提下，具有良好的耐高低溫、耐介質(zhì)、低壓縮永久變形等性能，適用于密封、減震件等制品加工技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于具有耐油性要求的領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明涉及的一種氟橡膠與氟硅橡膠共混物及其制備方法做進(jìn)一步說明，以下實(shí)施例僅用以說明技術(shù)方案，不作為對
【發(fā)明內(nèi)容】
的限制。
[0019]實(shí)施例中不做特別說明的均為質(zhì)量份。
[0020]實(shí)施例一
氟橡膠與氟硅橡膠共混膠的質(zhì)量配比為:氟橡膠(FE2602)50份，氟硅橡膠50份，氟橡膠接枝乙烯基封端聚甲基三氟丙基硅氧烷2份，丙酮15份，羥基氟硅油5份，氣相法白炭黑12份，沉淀法白炭黑10份，過氧化二異丙苯I份，三烯丙基異氰脲酸酯3份； 氟橡膠與氟硅橡膠共混物的制備方法如下:
(I)將100重量份的氟橡膠FE2602、5重量份的乙烯基封端聚甲基三氟丙基硅氧烷和0.5重量份的過氧化二異丙苯在開煉機(jī)上混煉均勻，加到哈克流變儀中混煉，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速30r/min，混煉溫度150°C，混煉25min，得到氟橡膠接枝乙烯基封端聚甲基三氟丙基硅氧烷(FR-g-FMQ)ο
[0021](2)將氟橡膠薄通下片剪成小塊，并完全浸入到稱量好的丙酮中，停放72h。
[0022](3)在捏合機(jī)中加入氟硅橡膠，添加氣相法白炭黑和羥基氟硅油，待吃料完全后，繼續(xù)捏合30min。加入步驟(2)中的氟橡膠與粘度調(diào)節(jié)劑的共混物和步驟(I)中的增容劑，混合均勻后升溫至90°C，加入其余的補(bǔ)強(qiáng)填充劑，混煉均勻后升溫至150°C，并抽真空繼續(xù)捏合45min。排料,冷卻到室溫,完成一段混煉。
[0023](4)采用橡膠開煉機(jī)將步驟(3)中制備的氟橡膠與氟硅橡膠的一段共混膠加入硫化劑和共交聯(lián)劑，混煉均勻后，得到氟橡膠與氟硅橡膠共混膠。
[0024](4)氟橡膠與氟硅橡膠共混膠采用真空平板硫化機(jī)硫化，一段硫化溫度為165°C，硫化時(shí)間1min ;二段硫化在電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)進(jìn)行，溫度為:200°C，時(shí)間為4h。
[0025]上述氟橡膠與氟硅橡膠性能測試結(jié)果為:硬度為61度，拉伸強(qiáng)度為8.4MPa，扯斷伸長率為205%，扯斷永久變形8%，壓縮永久變形(200°C X24h)為41%，耐油體積變化率(ASTM 3# 標(biāo)準(zhǔn)油，150°C X72h):3.2%，脆性溫度:-370C0
[0026]實(shí)施例二
氟橡膠與氟硅橡膠共混膠的質(zhì)量配比為:氟橡膠(FE2462) 65份，氟橡膠FE260525份，氟硅橡膠10份，氟橡膠接枝乙烯基封端聚甲基三氟丙基硅氧烷20份，1:1甲乙酮/乙酸乙酯41.4份，二苯基硅二醇I份，N990炭黑10份，氟化鈣20份，氣相法白炭黑4份，2，5-二甲基-2，5- 二叔丁基過氧化己烷3份，三烯丙基氰脲酸酯0.2份；
(I)將100重量份的氟橡膠FE2462U2重量份的乙烯基封端聚甲基三氟丙基硅氧烷和I重量份的2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基過氧化己烷在開煉機(jī)上混煉均勻，加到哈克流變儀中混煉，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速50r/min，混煉溫度160°C，混煉時(shí)間20 min，得到氟橡膠接枝乙烯基封端聚甲基三氟丙基硅氧烷(FR-g-FMQ)。
[0027]( 2)氟橡膠與氟硅橡膠共混物的混煉方法同實(shí)施例一。
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