專利名稱：氟橡膠、硅橡膠與氟硅橡膠三元共混耐高低溫耐油材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐高低溫、耐油材料，具體是用過氧化物硫化型氟橡膠、甲基乙烯基硅橡膠和氟硅橡膠三種聚合物共混制備新材料的方法。
背景技術(shù)：
近年來汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展給橡膠工業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機遇，同時使橡膠制品行業(yè)快速發(fā)展。隨著汽車工業(yè)技術(shù)水平的不斷提高，尤其是隨著汽車向高性能、低油耗、低排放與低噪音、超長使用壽命的方向發(fā)展，使橡膠部件的工作溫度提高、工作環(huán)境更加苛刻，要求橡膠部件能夠在-5(Tl50 V的空氣中或介質(zhì)油中長期使用。同時，汽車燃料油、潤滑油、制冷劑等也在不斷地改進，其添加劑的成分也隨之改變，因此開展對汽車用橡膠材料的耐油性研究具有廣泛的應(yīng)用意義。另外，世界航空工業(yè)、電器工業(yè)、化工、石油等行業(yè)的某些應(yīng)用場合對橡膠材料的使用環(huán)境要求極高，一般的通用橡膠難以達到其使用要求。為了滿足相關(guān)工業(yè)的發(fā)展和需求，開發(fā)一種耐高低溫性能、耐油性優(yōu)異的新型橡膠材料具有非常實際的使用意義。目前研究成功的氟硅橡膠既保持了硅橡膠的耐熱性、耐寒性、耐候性、壓縮復(fù)原性、回彈性、電氣特性、脫模性等一系列優(yōu)良性能，同時具有氟橡膠的耐油、耐溶劑性；能夠滿足某些特殊場合的使用要求，但由于其價格昂貴使其應(yīng)用受到極大的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是制備一種耐高低溫、耐油性優(yōu)異且成本較低的橡膠新材料，進一步拓寬橡膠材料的應(yīng)用領(lǐng)域。硅橡膠是分子主鏈中為-Si-O-無機結(jié)構(gòu)，側(cè)基為有機基團的一類彈性體，其分子結(jié)構(gòu)中的-Si-O-Si-鍵的鍵能遠遠大于一般橡膠-C-C-鍵的鍵能，且分子鏈的柔順性好，所以硅橡膠具有優(yōu)異的耐高低溫性能可在-10(rc 25(rc范圍內(nèi)長期使用；氟橡膠是一種在主鏈或者側(cè)鏈的碳原子上含有氟原子的高分子合成彈性體，由于氟原子的半徑小，電負性極高使其具有優(yōu)異的耐油性能。將氟橡膠與硅橡膠共混可以制得耐高低溫性、耐油性較好的膠料，但是由于二者的極性相差較大，相容性較差，考慮加入相容劑來提高氟橡膠和硅橡膠兩相的相容性。氟硅橡膠是一種改性硅橡膠，即硅橡膠的硅氧烷側(cè)鏈上的甲基被Y-三氟丙基所取代制備成的一種特種橡膠，兼具了氟橡膠和硅橡膠的優(yōu)良性能，加入氟硅橡膠可以有效的提高氟橡膠與硅橡膠兩相的相容性。所以本發(fā)明采用過氧化物硫化型氟橡膠、甲基乙烯基硅橡膠和氟硅橡膠三種聚合物共混制備耐高低溫、耐油的橡膠新材料。具體的技術(shù)方案如下一種氟橡膠、硅橡膠與氟硅橡膠三元共混耐高低溫耐油材料，包含以下組分(Wt. %表示)，氟橡膠50-60%、硅橡膠20-30%、氟硅橡膠5-10%、白炭黑5-8%、納米高嶺土 8 %、過氧化物硫化劑1%、交聯(lián)助劑1%。其中過氧化物硫化劑優(yōu)選為DCP ;交聯(lián)助劑優(yōu)選為T A I C。
本發(fā)明的過氧化物硫化型氟橡膠、硅橡膠和氟硅橡膠三種聚合物共混制備耐高低溫、耐油新材料具有較寬的使用溫度范圍，可以在_45°C -250°C之間長期使用，而且耐油性能優(yōu)異在 ASTMlfl 油中的 Λ V 為 2%-4% (150 °C X 24h)，ASTM3# 油中 Λ V 為 20%_24%(150°C X24h)，同時具有生產(chǎn)成本低、加工工藝性好等優(yōu)點。本發(fā)明的過氧化物硫化型氟橡膠、硅橡膠和氟硅橡膠三種聚合物共混制備耐高低溫、耐油新材料的制備方法包括以下步驟
1)橡膠混煉過程
按照權(quán)利要求I中的膠料的配方先在開煉機上把氟橡膠和硅橡膠、氟硅橡膠共混均勻后，再投入密煉機中先加入白炭黑和納米高嶺土，高溫?zé)崽幚?0分鐘，排料溫度150°C，然后在開煉機上加入硫化劑和交聯(lián)助劑即得到該材料。密煉條件初始溫度50°C，轉(zhuǎn)速50r/min
開煉條件輥距l(xiāng)_3mm，前輥溫40°C，后輥溫45°C
2)膠料硫化過程 采用兩段硫化方法
一段硫化條件為壓力lOMPa，溫度170°C，時間10_15min ；
二段硫化條件為溫度200°C，時間2-4h
本發(fā)明采用過氧化物硫化型氟橡膠、硅橡膠和氟硅橡膠三種聚合物共混制備的橡膠新材料具有優(yōu)異的耐高低溫、耐油性能。克服了一般通用橡膠與特種橡膠難以達到對工作溫度要求較高、工作環(huán)境苛刻的使用要求，極大的拓寬了橡膠材料的應(yīng)用領(lǐng)域，降低了生產(chǎn)成本。
具體實施例方式實施例I
制備耐高低溫、耐油新材料 I.混合煉膠
取氟橡膠生膠100份，在XK-160型雙輥筒開煉機上調(diào)輥距1.5臟，前輥溫401，后輥溫45 V，加入納米高嶺土、過氧化物硫化劑和交聯(lián)助劑，混煉均勻；取硅橡膠生膠50份在XK-160型雙輥筒開煉機上調(diào)輥距I. 5mm,前輥溫40°C，后輥溫45°C加入白炭黑、過氧化物硫化劑和交聯(lián)助劑，混煉均勻；然后在XK-160型雙輥筒開煉機上將氟橡膠混煉膠包輥，慢慢加入硅橡膠混煉膠直至混煉均勻制得FKM/MVQ混煉膠；取FKM/MVQ混煉膠100份加入5_10份氟硅橡膠即可制得耐高低溫耐油三元共混橡膠新材料，將輥距調(diào)為3mm下片、停放待用。2.膠料硫化 采用兩段硫化方法
一段硫化條件為壓力lOMPa，溫度170°C，時間10_15min ；
二段硫化條件為溫度200°C，時間2-4h 實施例2 制備耐高低溫、耐油新材料
I.混合煉膠
按照專利要求I中的配方取氟橡膠生膠100份在XK-160型雙輥筒開煉機上調(diào)節(jié)輥距2mm包輥翻煉，加入50份硅橡膠混煉制得FKM/MVQ混煉膠，取FKM/MVQ混煉膠100份加入5-10份氟硅橡膠，將輥距調(diào)為I. 5mm,前輥溫40°C，后輥溫45°C依次加入10份納米高嶺土、5-10份白炭黑、I份過氧化物硫化劑、I份交聯(lián)助劑混煉均勻即制得耐高低溫、耐油三元共混橡膠新材料，將輥距調(diào)為3_下片，停放待用。2.膠料硫化 采用兩段硫化方法
一段硫化條件為壓力lOMPa，溫度170°C，時間10_15min ；
二段硫化條件為溫度200°C，時間2-4h 實施例3
制備耐高低溫、耐油新材料 I.混合煉膠
密煉機初始溫度設(shè)為50°C，轉(zhuǎn)速50r/min，按照專利要求I中的配方先將氟橡膠、硅橡膠、氟硅橡膠依次投入密煉機待轉(zhuǎn)矩趨于平穩(wěn)膠料混煉均勻后，先加入白炭黑和納米高嶺土，高溫?zé)崽幚?0分鐘，排料溫度150°C，然后在開煉機上加入硫化劑和交聯(lián)助劑即得到耐高低溫、耐油的橡膠新材料。2.膠料硫化 采用兩段硫化方法
一段硫化條件為壓力lOMPa，溫度170°C，時間10_15min ；
二段硫化條件為溫度200°C，時間2-4h
本發(fā)明的過氧化物硫化型氟橡膠、硅橡膠和氟硅橡膠三元聚合物共混制備耐高低溫耐油性新材料具有優(yōu)異的性能，相對于一般的通用橡膠和特種橡膠具有
1.良好的加工工藝性能；
2.較寬的使用溫度范圍,可以在_45°C_250°C之間長期使用；
3.優(yōu)異的耐油性在ASTMls油中的ΛV為2%-4% (150 °C X24h)，ASTM3#油中Λ V為20%-24% (150°C X24h)；
4.較低的生產(chǎn)成本，硅橡膠的加入極大的降低了共混膠的成本；
具有如下技術(shù)參數(shù)__
權(quán)利要求
1.一種氟橡膠、硅橡膠與氟硅橡膠三元共混耐高低溫耐油材料，其特征在于包含以下組分(Wt. %表示)，氟橡膠50-60%、硅橡膠20-30%、氟硅橡膠5-10%、白炭黑5_8%、納米高嶺土 8 %、過氧化物硫化劑1%、交聯(lián)助劑1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的材料，其特征在于所述的硅橡膠為甲基乙烯基硅橡膠(MVQ)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的材料，其特征在于所述的過氧化物硫化劑為DC P。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的材料，其特征在于所述的交聯(lián)助劑優(yōu)選為TAIC。
5.權(quán)利要求I所述材料的制備方法，包括以下步驟 1)橡膠混煉 在開煉機上把所述氟橡膠和硅橡膠、氟硅橡膠共混均勻后，再投入密煉機中，先加入白炭黑和納米高嶺土，高溫?zé)崽幚?0分鐘，排料溫度150°C，然后在開煉機上加入硫化劑和交聯(lián)助劑； 密煉條件初始溫度50°C，轉(zhuǎn)速50r/min 開煉條件輥距l(xiāng)_3mm，前輥溫40°C，后輥溫45°C 2)膠料硫化 采用兩段硫化方法，其中 一段硫化條件為壓力lOMPa，溫度170 °C，時間10_15min ;二段硫化條件為溫度200。。，時間 2-4h。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氟橡膠、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，其中采用過氧化物硫化型氟橡膠、甲基乙烯基硅橡膠和氟硅橡膠三種聚合物共混制備耐高低溫、耐油材料。其組成包含以下組分，氟橡膠50-60%、硅橡膠20-30%、氟硅橡膠、5-10%、白炭黑5-8%、納米高嶺土８%、過氧化物硫化劑DCP1%、交聯(lián)助劑TAIC1%。本發(fā)明的硫化膠具有較寬的使用溫度范圍，可在-45℃～250℃長期使用，耐油性能好，同時具有成本低、加工工藝性好等優(yōu)點，是解決氟橡膠低溫性能差和硅橡膠耐油性能差的綜合性能優(yōu)良的替代材料。
文檔編號C08K5/14GK102617956SQ20121008788
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者劉偉, 劉錦春, 肖建斌, 謝尊虎 申請人:青島科技大學(xué)