CN102850807B - 单组份室温硫化氟硅橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单组份室温硫化氟硅橡胶，其由下述重量份的原料制成：羟基封端含氟聚硅氧烷100份；无机填料1-30份；交联剂3-15份；硅烷偶联剂2-5份；钛酸酯偶联剂0-3份；催化剂0.1-0.5份；甲基含氟硅油0-2份。该单组份室温硫化氟硅橡胶是在常温干燥氮气保护下在密闭高速分散机中，将各原料分散均匀后密闭包装即可。本发明的单组份室温硫化氟硅橡胶具备优良耐油性、密封粘结性能好，可用于耐燃油的密封如飞机和汽车油箱密封、油库和油罐车管道的密封，室温下能固化为弹性体，加工应用方便，性能良好，是我国航空工业和汽车行业不可缺少的耐油密封材料，是飞机机身整体、油箱和发动机平台密封必需的耐燃油密封材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种单组份室温硫化氟硅橡胶及其制备方法。
背景技术
室温硫化硅橡胶（RTV）是上世纪六十年代问世的有机硅橡胶制品，这种橡胶具有硅橡胶良好的耐热、耐寒性能和优良的电绝缘性能，更重要的是它使用方便，室温下无需加热、加压即可硫化。单组份室温硫化硅橡胶是将其组成的所有组分均匀混合包装在一个密封容器中，使用时从密封容器中挤出，接触空气中的水后交联成有机硅弹性体。而因为氟橡胶具有优秀的耐热性，耐油性，抗燃油，压缩恢复等特性，因此氟橡胶被广泛用作汽车，飞机和其他运输车辆和石油相关设备的部分零件。当橡胶零件、成型垫圈和O形圈浸泡在作为密封保存的燃油或润滑油中时，通常会体积膨胀。如果该橡胶膨胀率过大，甚至从密封面脱离，则失去了密封作用。因此，选择耐油性较好的密封胶，对燃油的密封，以及其它有油环境下的粘接和密封具有着及其重大意义。 美国专利 US5483000号和JP-6-116498披露为减少膨胀的混合氟橡胶和硅橡胶的方法。然而，氟橡胶和硅橡胶相容性较差，即使混合，混合橡胶的机械强度，拉伸强度，撕裂强度等性能明显降低，并将在使用过程中分层。此外，混合使用后，氟橡胶的耐寒性变差。目前，国内尚没有制备单组份室温硫化氟硅橡胶相关专利报道，US5342879和US6369155均为带有三氟丙基基团的有机聚硅氧烷加入填充剂和硫化剂，制备耐油含氟高温硫化硅橡胶。
发明内容
本发明目的是制备一种耐油性优良、密封粘结性能好的单组份室温硫化氟硅橡胶。
本发明的单组份室温硫化氟硅橡胶，由下述重量份的原料制成：
羟基封端含氟聚硅氧烷 100份
无机填料 1-30份
交联剂 3-15份
硅烷偶联剂 2-5份
钛酸酯偶联剂 0-3份
催化剂 0.1-0.5份
甲基含氟硅油 0-2份。
所述羟基封端含氟聚硅氧烷（即端羟基含氟聚硅氧烷）粘度优选为20000mpa·s-80000mpa·s。
所述无机填料优选为钛白粉、重钙、轻钙、纳米钙、硫酸钡、滑石粉、气相白炭黑和沉淀法白炭黑中的至少一种。
所述无机填料粒径可以在1500—3000目之间。
所述交联剂优选为甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷和苯基三丁酮肟基硅烷中的至少一种。
所述硅烷偶联剂优选为KH550，KH560，KH570和KH792中的至少一种。
所述钛酸酯偶联剂为钛酸异丙酯、钛酸正丁酯或乙酰丙酮钛。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、醋酸锡和辛酸亚锡中的至少一种。
本发明的单组份室温硫化氟硅橡胶的制备方法，其是在常温干燥氮气保护下，在密闭高速分散机中，将各原料分散均匀后，密闭包装即可。
本发明制备得到的单组份室温硫化氟硅橡胶具备优良耐油性、密封粘结性能好，可用于耐燃油的密封如飞机和汽车油箱密封、油库和油罐车管道的密封，室温下能固化为弹性体，加工应用方便，性能良好，是我国航空工业和汽车行业不可缺少的耐油密封材料，是飞机机身整体、油箱和发动机平台密封必需的耐燃油密封材料。
具体实施方式
实施例1
在干燥氮气保护下，将1500克羟基封端含氟聚硅氧烷（25℃,50000mpa·s）、300克重钙、150克LM-150（气相白炭黑，卡博特公司生产）、150克甲基三丁酮肟基硅烷、30克乙烯基三丁酮肟基硅烷、30克KH550、15克KH560、3克二月桂酸二丁基锡及20克甲基含氟硅油依次加入到高速分散釜中，高速分散均匀后，使用聚乙烯塑料瓶密闭包装。所得单组份室温硫化氟硅橡胶性能测试如表1。
实施例2
在干燥氮气保护下，将1500克羟基封端含氟聚硅氧烷（25℃,50000mpa·s）、300克钛白粉、150克LM-150（气相白炭黑，卡博特公司生产）、120克甲基三乙酰氧基硅烷、40克KH560、3克醋酸锡及20克甲基含氟硅油依次加入到高速分散釜中，高速分散均匀后，使用聚乙烯塑料瓶密闭包装。所得单组份室温硫化氟硅橡胶性能测试如表1。
实施例3
在干燥氮气保护下，将粘度为80000mpa·s的羟基封端含氟聚硅氧烷1000克和粘度为20000mpa·s羟基封端含氟聚硅氧烷500克、300克纳米钙（改性轻质碳酸钙）、150克LM-150（气相白炭黑，卡博特公司生产）、150克甲基三甲氧基硅烷、30克钛酸异丙酯、30克KH550、15克KH560、3克二月桂酸二丁基锡及20克甲基含氟硅油依次加入到高速分散釜中，高速分散均匀后，使用聚乙烯塑料瓶密闭包装。所得单组份室温硫化氟硅橡胶性能测试如表1。
实施例4
在干燥氮气保护下，将粘度为20000mpa·s的羟基封端含氟聚硅氧烷1500克、100克硫酸钡、300克滑石粉、90克甲基三丁酮肟基硅烷、15克乙酰丙酮钛、KH550：30克、15克KH560、6克辛酸亚锡及10克甲基含氟硅油依次加入到高速分散釜中，高速分散均匀后，使用聚乙烯塑料瓶密闭包装。所得单组份室温硫化氟硅橡胶性能测试如表1。
实施例5
在干燥氮气保护下，将粘度为50000mpa·s的羟基封端含氟聚硅氧烷1500克，150克滑石粉、100克LM-150、80克乙烯基三乙氧基硅烷、10克钛酸正丁酯、30克KH792、4克二月桂酸二丁基锡依次加入到高速分散釜中，高速分散均匀后，使用聚乙烯塑料瓶密闭包装。所得单组份室温硫化氟硅橡胶性能测试如表1。
实施例6
在干燥氮气保护下，将粘度为80000mpa·s的羟基封端含氟聚硅氧烷1000克和粘度为20000mpa·s羟基封端含氟聚硅氧烷500克、300克纳米钙（改性轻质碳酸钙）、150克LM-150（气相白炭黑，卡博特公司生产）、150克乙烯基三乙酰氧基硅烷、30克钛酸异丙酯、35克KH550、25克KH560、6克二月桂酸二丁基锡及20克甲基含氟硅油依次加入到高速分散釜中，高速分散均匀后，使用聚乙烯塑料瓶密闭包装。所得单组份室温硫化氟硅橡胶性能测试如表1。
表1本发明橡胶的性能测试
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 固化温度 | 25℃ | 25℃ | 25℃ | 25℃ | 25℃ | 25℃ |
| 表干时间，min | 8 | 12 | 15 | 20 | 16 | 12 |
| 硬度,shor | 36 | 32 | 38 | 31 | 30 | 37 |
| 拉伸强度,MPa | 2.8 | 2.2 | 2.5 | 2.0 | 2.1 | 2.9 |
| 断裂伸长率，% | 220 | 265 | 210 | 290 | 260 | 230 |
| 储存期,天 | ＞180 | ＞180 | ＞180 | ＞180 | ＞180 | ＞180 |
| 耐油，C油，△m/%(25℃×72h) | 9.17 | 10.59 | 9.36 | 11.27 | 12.13 | 8.35 |
| 耐油，C油，△v/%(25℃×72h) | 18.67 | 19.18 | 18.05 | 19.77 | 20.32 | 17.54 |
| 拉伸粘接强度，MPa | 0.65 | 0.27 | 0.58 | 0.32 | 0.38 | 0.53 |
注：1、粘接强度测试使用铝板基材；
2、按GB/T531.1-2008《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》测定试验片的邵氏硬度；
3、按GB/T528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测试》测定拉伸强度和断裂伸长率；
4、按GB/T13477.8-2002《建筑密封材料试验方法拉伸粘结性测定》测定拉伸粘接强度；
5、按GB/T1690-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶耐液体实验方法》测定耐油性。
本发明的单组份室温硫化氟硅橡胶可以在室温快速固化，经25℃×72h C油的浸泡后，体积和质量变化均较小，具有较好的耐油性，拉伸强度较高、拉伸粘接强度好，具有较好的密封粘结性。
Claims (5)
1.一种单组份室温硫化氟硅橡胶，其用于耐燃油的密封并由下述重量份的原料制成：
羟基封端含氟聚硅氧烷 100份
无机填料 1-30份
交联剂 3-15份
硅烷偶联剂 2-5份
钛酸酯偶联剂 0-3份
催化剂 0.1-0.5份
甲基含氟硅油 0-2份；
所述无机填料为钛白粉、重钙、轻钙、纳米钙、硫酸钡、滑石粉、气相白炭黑和沉淀法白炭黑中的至少一种；
所述交联剂为甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷和苯基三丁酮肟基硅烷中的至少一种；
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、醋酸锡和辛酸亚锡中的至少一种。
2.如权利要求1所述的单组份室温硫化氟硅橡胶，其特征在于：所述羟基封端含氟聚硅氧烷粘度为20000mpa·s-80000mpa·s。
3.如权利要求1所述的单组份室温硫化氟硅橡胶，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH550，KH560，KH570和KH792中的至少一种。
4. 如权利要求1所述的单组份室温硫化氟硅橡胶，其特征在于：所述钛酸酯偶联剂为钛酸异丙酯或钛酸正丁酯。
5.权利要求1-4任一项所述单组份室温硫化氟硅橡胶的制备方法，其特征在于：在常温干燥氮气保护下，在密闭高速分散机中，将各原料分散均匀后，密闭包装即可。
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