本發明涉及專利涉及一種耐寒密封圈的制備方法，特別涉及一種基于石墨/聚合物復合材料的耐寒密封圈及制備方法。
背景技術：
目前工程機械如柴油機、燃料系統等工程機械的制動裝置上使用的橡膠耐寒密封圈需要有極佳的耐候性、耐臭氧性和耐化學性，耐寒性則不良。但是目前使用的橡膠耐寒密封圈一般是乙烯基氟化物和六氟丙烯的共聚物。雖可密封DOT3制動液，但是膠圈在錠子油制動液中嚴重脹大、硬度降低、強度下降，造成膠圈早期因體積膨脹、幾何尺寸超差大、物性下降而造成漏油，失去密封效果，特別是在使用過程造成三包品過高，顧客對此反映很大，要求整改。
針對耐寒密封圈的耐油性，提出了一種耐油氟素橡膠密封圈，氟素橡膠密封圈，平均分子量70萬左右；灰白色至淺黃色塊狀或粉狀固體，相對密度0.95～1.0；丙烯腈含量為26％的氟素橡膠密封圈玻璃化溫度Tg＝-52℃，脆化溫度Tb＝-47℃，而丙烯腈含量為40％的氟素橡膠密封圈玻璃化溫度Tg＝-22℃；溶解度參數δ＝8.9～9.9，氟素橡膠密封圈具有優良的耐油性，其耐油性僅次于聚硫橡膠和丁腈橡膠，并且具有的耐磨性和氣密性。耐熱性優于丁苯橡膠、氯丁橡膠，可在120℃長期工作 ；氣密性僅次于丁基橡膠。其組成如下：氟素橡膠100份；活性劑FT15份 ；活性劑氧化鋅5份；增塑劑癸二酸二丁脂3份；防老化劑辛基化二苯胺3份；補強劑納米碳酸鈣8份；塑化劑鄰苯二甲酸二環己酯10份；促進劑DETU2份；促進劑DPG2份；硫磺0.5份。
氟素橡膠密封圈主要采用低溫乳液聚合法生產，耐油性極好，耐磨性較高，耐熱性較好，粘接力強。但是其缺點是耐寒性差，往往需要填料來提高，而石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新型碳納米材料，厚度僅為0.35nm。由于具有大的比表面積、良好的熱穩定性和化學穩定性、較強的疏水性、易于進行化學修飾等優點，有望在高性能電子器件、復合材料、場發射材料、氣體傳感器及能量存儲等領域獲得廣泛應用。而且他是由sp2雜化碳原子緊密排列形成，具有獨特的二維周期蜂窩狀點陣結構，其結構單元中所存在的穩定碳六元環賦予其優異的熱性能，被認為是優秀的熱控材料，且具有優異的機械性能。
目前使用的一般煉膠設備，只能使混合物與結合劑盡量充分混合，但不能保證混煉中部分顆粒、細粉與結合劑形成結團，或者煉膠中加入的廢磚坯未完全達到粒度要求使粒度分布出現偏差，這些因素控制不好都會影響混合物穩定性從而影響成型質量。
技術實現要素：
為解決上述問題，本發明提供了一種基于石墨烯/聚合物復合材料的高強度耐寒密封圈及制備方法，避免了現有技術中耐寒性差的缺陷，煉膠中加入的廢磚坯未完全達到粒度要求使粒度分布出現偏差，這些因素控制不好都會影響泥料穩定性從而影響成型質量。
為了克服現有技術中的不足，本發明提供了一種基于石墨烯/聚合物復合材料的高強度耐寒密封圈及制備方法，具體如下：
一種基于石墨烯/聚合物復合材料的耐寒密封圈，該復合材料以聚合物為基體，以石墨烯為填料，其特征在于，所述聚合物按重量分數包括：氟素橡膠100份；EO/PO嵌段聚醚5-12份；活性劑氧化鋅6-15份；增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯4-15份，防老化劑 2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體4-15份，補強劑酚醛樹脂9-16份；塑化劑鄰苯二甲酸二環己酯12-20份；促進劑TMTD3-10份；促進劑CZ3-10份；硫磺0.6-1.2份；石墨烯為填料，重量分數為0.06-18份。
一種基于石墨烯/聚合物復合材料的耐寒密封圈的制備方法，包括以下步驟：
步驟（1）：取石墨烯倒入酒精溶液中，配制質量比為1:10-1:50的懸浮液，利用超聲分制散機中制備石墨烯均勻溶液；
步驟（2）：將氟素橡膠、增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯、EO/PO嵌段聚醚、活性劑氧化鋅和硫磺，加入磨料機中進行磨料，磨料時間為25-36小時；
步驟（3）：將磨料得到的混合物加入通過步驟（1）制得的石墨烯溶液中，得到混合溶液；
步驟（4）：將步驟（3）中的混合溶液于密閉式煉膠機中混煉2分鐘后依次加入增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯、防老化劑2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體、補強劑酚醛樹脂、塑化劑鄰苯二甲酸二環己酯、促進劑DETU和促進劑DPG，混煉溫度為85℃-105℃，混煉時間為2小時，然后以10℃/min的速度升溫至185℃-200℃，沖壓成片，自然降溫；
步驟（5）：將步驟（4）中的片材放進模具中，將模具放進硫化機中，升溫至120-170℃，升壓至10-30MPa，持續時間為1-2小時；
步驟（6）釋放壓力后，脫模自然冷卻至室溫，進行修邊處理，制得基于石墨烯/聚合物復合材料的耐寒密封圈。
所述基于石墨烯/聚合物復合材料的組成成分包括：氟素橡膠100份；EO/PO嵌段聚醚8-10份；活性劑氧化鋅8-12份；增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯6-12份，防老化劑 2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體6-12份，補強劑酚醛樹脂12-14份；塑化劑鄰苯二甲酸二環己酯14-18份；促進劑DETU5-8份；促進劑DPG5-8份；硫磺0.8-1.0份；石墨烯0.5-12份。
所述基于石墨烯/聚合物復合材料的組成成分包括：氟素橡膠100份；EO/PO嵌段聚醚9份；活性劑氧化鋅10份；增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯10份，防老化劑 2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體11份，補強劑酚醛樹脂13份；塑化劑鄰苯二甲酸二環己酯16份；促進劑DETU7份；促進劑DPG7份；硫磺0.9份；石墨烯4份。
述密閉式煉膠機包括支架和煉膠室，所述煉膠室的頂部安裝有入料箱，所述入料箱的兩側設有入料口；所述煉膠室的上方設有加壓組件；所述煉膠室內部設有上轉棍和下轉棍，所述上轉棍和下轉棍上設有滾刀，上轉棍和下轉棍相對運動；所述煉膠室的底端設有出料口，所述出料口延伸至支架外。
所述出料口處通過螺釘裝有濾網，形成可拆卸連接。
所述加壓組件包括渦輪增加器，所述渦輪增壓器通過蝸桿與上頂栓相連接，上頂栓位于煉膠室的正上方，煉膠室的正下方設有下頂栓。
所述煉膠室內還包括溫度傳感器，煉膠室的一側設有除塵倉，所述除塵倉的底部與支架的上表面通過螺釘連接。
所述除塵倉的底部設有水庫。
有益效果：本發明提供新的配方，簡單、合理的解決了由氟素橡膠密封圈為主要材料制備而成的密封圈耐寒性差的問題；有效對混合物進行篩選，保證混合物的大小，增加混合物的穩定性，提高成型產品的質量。
附圖說明
圖1為發明實施例中的煉膠機的結構示意圖。
圖1的各標注為：1支架，2煉膠室，3入料箱，4入料口，5上轉棍，6下轉棍，7滾刀，8出料口，9渦輪增加器，10蝸桿，11上頂栓，12下頂栓，13溫度傳感器，14除塵倉，15水庫。
具體實施方式
為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
實施例1
一種基于石墨烯/聚合物復合材料的耐寒密封圈，該復合材料以聚合物為基體，以石墨烯為填料，其特征在于，所述聚合物按重量分數包括：氟素橡膠100份；EO/PO嵌段聚醚5份；活性劑氧化鋅15份；增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯4份，防老化劑2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體15份，補強劑酚醛樹脂9份；塑化劑鄰苯二甲酸二環己酯20份；促進劑DETU3份；促進劑DPG10份；硫磺0.6份；以石墨烯為填料，重量分數為18份。
一種基于石墨烯/聚合物復合材料的耐寒密封圈的制備方法，包括以下步驟：
步驟（1）：取石墨烯倒入酒精溶液中，配制質量比為1:10的懸浮液，利用超聲分制散機中制備石墨烯均勻溶液；
步驟（2）：將氟素橡膠、增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯、EO/PO嵌段聚醚、活性劑氧化鋅和硫磺，加入磨料機中進行磨料，磨料時間為25小時；
步驟（3）：將磨料得到的混合物加入通過步驟（1）制得的石墨烯溶液中，得到混合溶液；
步驟（4）：將步驟（3）中的混合溶液于密閉式煉膠機中混煉2分鐘后依次加入增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯、防老化劑 2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體、補強劑酚醛樹脂、塑化劑鄰苯二甲酸二環己酯、促進劑DETU和促進劑DPG，混煉溫度為85℃，混煉時間為2小時，然后以10℃/min的速度升溫至185℃，沖壓成片，自然降溫；
步驟（5）：將步驟（4）中的片材放進模具中，將模具放進硫化機中，升溫至120℃，升壓至10MPa，持續時間為1小時；
步驟（6）釋放壓力后，脫模自然冷卻至室溫，進行修邊處理，制得基于石墨烯/聚合物復合材料的耐寒密封圈。
所述密閉式煉膠機包括支架1和煉膠室2，所述煉膠室2的頂部安裝有入料箱3，所述入料箱3的兩側設有入料口4；所述煉膠室2的上方設有加壓組件；所述加壓組件包括渦輪增加器9，所述渦輪增壓器9通過蝸桿10與上頂栓11相連接，上頂栓11位于煉膠室2的正上方，煉膠室的正下方設有下頂栓12。
所述煉膠室2內部設有上轉棍5和下轉棍6，所述上轉棍5和下轉棍6上設有滾刀7，上轉棍5和下轉棍6相對運動；所述煉膠室2的底端設有出料口8，所述出料口8延伸至支架外；所述出料口8處通過螺釘裝有濾網，形成可拆卸連接。
所述煉膠室2內還包括溫度傳感器13，煉膠室2的一側設有除塵倉14，所述除塵倉14的底部與支架1的上表面通過螺釘連接；所述除塵倉14的底部設有水庫15。
實施例2
一種基于石墨烯/聚合物復合材料的耐寒密封圈，該復合材料以聚合物為基體，以石墨烯為填料，其特征在于，所述聚合物按重量分數包括：氟素橡膠100份；EO/PO嵌段聚醚12份；活性劑氧化鋅6份；增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯15份，防老化劑 2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體4份，補強劑酚醛樹脂16份；塑化劑鄰苯二甲酸二環己酯12份；促進劑DETU10份；促進劑DPG3份；硫磺1.2份；以石墨烯為填料，重量分數為0.06份。
一種基于石墨烯/聚合物復合材料的耐寒密封圈的制備方法，包括以下步驟：
步驟（1）：取石墨烯倒入酒精溶液中，配制質量比為1:50的懸浮液，利用超聲分制散機中制備石墨烯均勻溶液；
步驟（2）：將氟素橡膠、增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯、EO/PO嵌段聚醚、活性劑氧化鋅和硫磺，加入磨料機中進行磨料，磨料時間為36小時；
步驟（3）：將磨料得到的混合物加入通過步驟（1）制得的石墨烯溶液中，得到混合溶液；
步驟（4）：將步驟（3）中的混合溶液于密閉式煉膠機中混煉2分鐘后依次加入增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯、防老化劑 2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體、補強劑酚醛樹脂、塑化劑鄰苯二甲酸二環己酯、促進劑DETU和促進劑DPG，混煉溫度為105℃，混煉時間為2小時，然后以10℃/min的速度升溫至200℃，沖壓成片，自然降溫；
步驟（5）：將步驟（4）中的片材放進模具中，將模具放進硫化機中，升溫至170℃，升壓至30MPa，持續時間為2小時；
步驟（6）釋放壓力后，脫模自然冷卻至室溫，進行修邊處理，制得基于石墨烯/聚合物復合材料的耐寒密封圈。
所述密閉式煉膠機包括支架1和煉膠室2，所述煉膠室2的頂部安裝有入料箱3，所述入料箱3的兩側設有入料口4；所述煉膠室2的上方設有加壓組件；所述加壓組件包括渦輪增加器9，所述渦輪增壓器9通過蝸桿10與上頂栓11相連接，上頂栓11位于煉膠室2的正上方，煉膠室的正下方設有下頂栓12。
所述煉膠室2內部設有上轉棍5和下轉棍6，所述上轉棍5和下轉棍6上設有滾刀7，上轉棍5和下轉棍6相對運動；所述煉膠室2的底端設有出料口8，所述出料口8延伸至支架外；所述出料口8處通過螺釘裝有濾網，形成可拆卸連接。
所述煉膠室2內還包括溫度傳感器13，煉膠室2的一側設有除塵倉14，所述除塵倉14的底部與支架1的上表面通過螺釘連接；所述除塵倉14的底部設有水庫15。
實施例3
一種基于石墨烯/聚合物復合材料的耐寒密封圈，該復合材料以聚合物為基體，以石墨烯為填料，其特征在于，所述聚合物按重量分數包括：氟素橡膠100份；EO/PO嵌段聚醚8份；活性劑氧化鋅12份；增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯6份，防老化劑 2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體12份，補強劑酚醛樹脂12份；塑化劑鄰苯二甲酸二環己酯18份；促進劑DETU5份；促進劑DPG8份；硫磺0.8份；以石墨烯為填料，重量分數為12份。
一種基于石墨烯/聚合物復合材料的耐寒密封圈的制備方法，包括以下步驟：
步驟（1）：取石墨烯倒入酒精溶液中，配制質量比為1:10的懸浮液，利用超聲分制散機中制備石墨烯均勻溶液；
步驟（2）：將氟素橡膠、增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯、EO/PO嵌段聚醚、活性劑氧化鋅和硫磺，加入磨料機中進行磨料，磨料時間為27小時；
步驟（3）：將磨料得到的混合物加入通過步驟（1）制得的石墨烯溶液中，得到混合溶液；
步驟（4）：將步驟（3）中的混合溶液于密閉式煉膠機中混煉2分鐘后依次加入增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯、防老化劑 2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體、補強劑酚醛樹脂、塑化劑鄰苯二甲酸二環己酯、促進劑DETU和促進劑DPG，混煉溫度為90℃，混煉時間為2小時，然后以10℃/min的速度升溫至190℃，沖壓成片，自然降溫；
步驟（5）：將步驟（4）中的片材放進模具中，將模具放進硫化機中，升溫至150℃，升壓至25MPa，持續時間為1小時；
步驟（6）釋放壓力后，脫模自然冷卻至室溫，進行修邊處理，制得基于石墨烯/聚合物復合材料的耐寒密封圈。
所述密閉式煉膠機包括支架1和煉膠室2，所述煉膠室2的頂部安裝有入料箱3，所述入料箱3的兩側設有入料口4；所述煉膠室2的上方設有加壓組件；所述加壓組件包括渦輪增加器9，所述渦輪增壓器9通過蝸桿10與上頂栓11相連接，上頂栓11位于煉膠室2的正上方，煉膠室的正下方設有下頂栓12。
所述煉膠室2內部設有上轉棍5和下轉棍6，所述上轉棍5和下轉棍6上設有滾刀7，上轉棍5和下轉棍6相對運動；所述煉膠室2的底端設有出料口8，所述出料口8延伸至支架外；所述出料口8處通過螺釘裝有濾網，形成可拆卸連接。
所述煉膠室2內還包括溫度傳感器13，煉膠室2的一側設有除塵倉14，所述除塵倉14的底部與支架1的上表面通過螺釘連接；所述除塵倉14的底部設有水庫15。
實施例4
一種基于石墨烯/聚合物復合材料的耐寒密封圈，該復合材料以聚合物為基體，以石墨烯為填料，其特征在于，所述聚合物按重量分數包括：氟素橡膠100份；EO/PO嵌段聚醚10份；活性劑氧化鋅8份；增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯12份，防老化劑 2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體6份，補強劑酚醛樹脂14份；塑化劑鄰苯二甲酸二環己酯14份；促進劑DETU8份；促進劑DPG5份；硫磺1.0份；其特征在于，以石墨烯為填料，重量分數為0.5份。
一種基于石墨烯/聚合物復合材料的耐寒密封圈的制備方法，包括以下步驟：
步驟（1）：取石墨烯倒入酒精溶液中，配制質量比為1:30的懸浮液，利用超聲分制散機中制備石墨烯均勻溶液；
步驟（2）：將氟素橡膠、增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯、EO/PO嵌段聚醚、活性劑氧化鋅和硫磺，加入磨料機中進行磨料，磨料時間為25小時；
步驟（3）：將磨料得到的混合物加入通過步驟（1）制得的石墨烯溶液中，得到混合溶液；
步驟（4）：將步驟（3）中的混合溶液于密閉式煉膠機中混煉2分鐘后依次加入增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯、防老化劑 2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體、補強劑酚醛樹脂、塑化劑鄰苯二甲酸二環己酯、促進劑DETU和促進劑DPG，混煉溫度為85℃，混煉時間為2小時，然后以10℃/min的速度升溫至185℃，沖壓成片，自然降溫；
步驟（5）：將步驟（4）中的片材放進模具中，將模具放進硫化機中，升溫至160℃，升壓至25MPa，持續時間為1小時；
步驟（6）釋放壓力后，脫模自然冷卻至室溫，進行修邊處理，制得基于石墨烯/聚合物復合材料的耐寒密封圈。
所述密閉式煉膠機包括支架1和煉膠室2，所述煉膠室2的頂部安裝有入料箱3，所述入料箱3的兩側設有入料口4；所述煉膠室2的上方設有加壓組件；所述加壓組件包括渦輪增加器9，所述渦輪增壓器9通過蝸桿10與上頂栓11相連接，上頂栓11位于煉膠室2的正上方，煉膠室的正下方設有下頂栓12。
所述煉膠室2內部設有上轉棍5和下轉棍6，所述上轉棍5和下轉棍6上設有滾刀7，上轉棍5和下轉棍6相對運動；所述煉膠室2的底端設有出料口8，所述出料口8延伸至支架外；所述出料口8處通過螺釘裝有濾網，形成可拆卸連接。
所述煉膠室2內還包括溫度傳感器13，煉膠室2的一側設有除塵倉14，所述除塵倉14的底部與支架1的上表面通過螺釘連接；所述除塵倉14的底部設有水庫15。
實施例5
一種基于石墨烯/聚合物復合材料的耐寒密封圈，該復合材料以聚合物為基體，以石墨烯為填料，其特征在于，所述聚合物按重量分數包括：氟素橡膠100份；EO/PO嵌段聚醚9份；活性劑氧化鋅10份；增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯10份，防老化劑2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體11份，補強劑酚醛樹脂13份；塑化劑鄰苯二甲酸二環己酯16份；促進劑DETU7份；促進劑DPG7份；硫磺0.9份；以石墨烯為填料，重量分數為4份。
一種基于石墨烯/聚合物復合材料的耐寒密封圈的制備方法，包括以下步驟：
步驟（1）：取石墨烯倒入酒精溶液中，配制質量比為1:35的懸浮液，利用超聲分制散機中制備石墨烯均勻溶液；
步驟（2）：將氟素橡膠、增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯、EO/PO嵌段聚醚、活性劑氧化鋅和硫磺，加入磨料機中進行磨料，磨料時間為25小時；
步驟（3）：將磨料得到的混合物加入通過步驟（1）制得的石墨烯溶液中，得到混合溶液；
步驟（4）：將步驟（3）中的混合溶液于密閉式煉膠機中混煉2分鐘后依次加入增塑劑鄰苯二甲酸二環己酯、防老化劑 2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體、補強劑酚醛樹脂、塑化劑鄰苯二甲酸二環己酯、促進劑DETU和促進劑DPG，混煉溫度為85℃，混煉時間為2小時，然后以10℃/min的速度升溫至185℃，沖壓成片，自然降溫；
步驟（5）：將步驟（4）中的片材放進模具中，將模具放進硫化機中，升溫至160℃，升壓至20MPa，持續時間為1小時；
步驟（6）釋放壓力后，脫模自然冷卻至室溫，進行修邊處理，制得基于石墨烯/聚合物復合材料的耐寒密封圈。
所述密閉式煉膠機包括支架1和煉膠室2，所述煉膠室2的頂部安裝有入料箱3，所述入料箱3的兩側設有入料口4；所述煉膠室2的上方設有加壓組件；所述加壓組件包括渦輪增加器9，所述渦輪增壓器9通過蝸桿10與上頂栓11相連接，上頂栓11位于煉膠室2的正上方，煉膠室的正下方設有下頂栓12。
所述煉膠室2內部設有上轉棍5和下轉棍6，所述上轉棍5和下轉棍6上設有滾刀7，上轉棍5和下轉棍6相對運動；所述煉膠室2的底端設有出料口8，所述出料口8延伸至支架外；所述出料口8處通過螺釘裝有濾網，形成可拆卸連接。
所述煉膠室2內還包括溫度傳感器13，煉膠室2的一側設有除塵倉14，所述除塵倉14的底部與支架1的上表面通過螺釘連接；所述除塵倉14的底部設有水庫15。
煉膠機工作時，上轉棍5和下轉棍6相對回轉，將入料箱3內的物料夾住帶入輥縫收到輥筒的擠壓和剪切，穿過輥縫后與下頂栓接觸，沿著輥筒的縫隙再回到輥隙的上方，因此物料因收到的剪切而破碎。
總而言之，本發明提供新的配方，簡單、合理的解決了由氟素橡膠密封圈為主要材料制備而成的密封圈耐寒性差的問題；有效對混合物進行篩選，保證混合物的大小，增加混合物的穩定性，提高成型產品的質量。