CN103087450A - 一种稀土配合物改性耐寒氟橡胶混炼胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种稀土配合物改性的耐寒性氟橡胶混炼胶及其制备方法，混炼胶，由氟橡胶原胶、稀土配合物、吸酸剂、补强填充剂、硫化剂、促进剂共混而成，其制备方法是：将氟橡胶原胶塑炼包辊，调整辊距，保证两辊之间有堆积胶；按次序加入稀土配合物 → 吸酸剂 → 补强填充剂 → 硫化剂、促进剂，控制辊温在40℃—50℃，待胶料混炼均匀后薄通下片，混炼胶停放24 h；3）控制辊温在40℃，调整辊距在0.2mm，进行返炼打三角包薄通10次以上，再调整辊距至2mm，出片，即得。其优点是：耐寒性能、耐介质性能好，制备方法简便，成本低廉，易于产业化生产。

Description

一种稀土配合物改性耐寒氟橡胶混炼胶及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种稀土配合物改性耐寒氟橡胶混炼胶及其制备方法，属特种橡胶领域。

背景技术：

氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上连接有氟原子的一种合成高分子弹性体。与其它橡胶相比，具有耐油、耐高温、耐溶剂、耐强酸、耐强氧化剂、阻燃、耐老化等一系列优良性能，广泛应用于国防军工、航空航天、电子通讯、车辆船舶、石油化工等领域。随着技术的发展和进步，氟橡胶作为一种高性能弹性体，其使用范围不断扩大，需求量大幅增加，这也对其提出了更加苛刻的要求。但氟橡胶有一个突出的缺点，就是耐寒性能差(一般脆性温度在-3O℃ 以上)。而航空航天、极地考察等领域，实际工作温度往往极低，且橡胶部件通常接触到强极性介质，所以需要在保证氟橡胶优异的耐介质、耐高温性能的同时，又具有较低的脆性温度,因此对氟橡胶制品的耐寒性能提出了更高的要求。

提高氟橡胶的耐寒性能的途径主要有：(1)通过改变橡胶分子的结构，引入柔性基团以改变橡胶分子的柔顺性，使橡胶分子在较低的温度下仍然能保持良好的弹性；(2)在生产橡胶的过程中加入适当的硫化剂、增塑剂(软化剂)和补强剂对橡胶耐低温性能和各项力学性能进行很好的改良；(3)采用橡胶共混技术，可以通过物理和化学2种共混方式对橡胶的各项性能指标进行取长补短，以得到综合性能更好的混炼胶。

稀土元素具有[Xe]4f^0-145d^1-106s²的电子构型，由于4f轨道的特殊性和5d轨道的存在，因而具有光、电、磁等优异性能，且稀土离子具有丰富的电子能级，离子半径较大，电荷较高，又有较强的络合能力，这为化学合成稀土新材料提供了更多途径。因此利用稀土元素和氟橡胶材料的各自特点将稀土配合物掺杂或键合于氟橡胶材料中，在稀土和氟橡胶的性能之间取得综合平衡，明显改善氟橡胶的力学性能和加工性能，并降低混炼胶成本，改善加工流变性，尤其是改善其耐寒性能。

US 4,491,536A公开了一种采用长度为0.1-5mm的碳纤维填充的氟橡胶，可以提高氟橡胶的导电性能，并且相比用炭黑、金属氧化物、金属粉末或金属纤维填充的氟橡胶，可以在保持氟橡胶弹性和密度的同时，增加氟橡胶的导电性。但是，该专利并没有提及氟橡胶的耐寒性能。中国专利CN 94195024.7介绍了一种氟橡胶组合物及成型制品。该专利采用在相对于100份重量的氟橡胶添加0.1-5份重量的脂肪酸单酰胺，来改善氟橡胶制品的模具脱模性，而对制品的耐寒性能无改善作用。中国专利CN 200510106401.6在氟橡胶预混胶中加入特定的碳纤维，可以显著地提高氟橡胶的撕裂强度，得到具有改善的撕裂强度的氟橡胶。中国专利CN 200710189640.1介绍了一种可改性的氟橡胶制备方法，该发明采用纳米二氧化锡粉末作为氟橡胶的增强和耐热性填料来提高氟橡胶的机械性能。中国专利CN102260398 A 介绍了一种具有改善抗热撕裂性能的氟橡胶预混胶制备方法，所得到的改性的氟橡胶预混炼胶，抗热撕裂性能好，有效的提高氟橡胶制品的合格率。

以上技术仅部分涉及氟橡胶的力学机械性能，而氟橡胶的耐寒性性能并未涉及，因而对氟橡胶进行该性，大幅提高其耐寒性能尤为重要。而且尚未见到稀土配合物应用于改性氟橡胶耐寒性的报道。

发明内容：

本发明的目的在于提供稀土配合物改性耐寒氟橡胶混炼胶，以克服氟橡胶耐寒性能差，成型困难的缺陷，通过对氟橡胶混炼胶配方的改进，提高其流动性能，以利于各种氟橡胶制品的生产，该配方还能显著改善氟橡胶的耐寒性，本发明的另一目的还在于提供一种稀土配合物改性的耐寒性氟橡胶混炼胶的制备方法。该方法制备工艺简单，易于产业化生产，使其更加广泛地适用于各行业和工业领域。

本发明通过以下技术方案实现：

本发明的稀土配合物改性耐寒氟橡胶混炼胶由氟橡胶原胶、稀土配合物、吸酸剂、补强填充剂、硫化剂、促进剂共混而成，所述各组分的含量，按照重量份为：氟橡胶原胶100份，稀土配合物0.5—40份，吸酸剂2—10份，补强填充剂3—50份，硫化剂1—3份，促进剂0.3—0.8份。

所述的氟橡胶原胶选自偏氟乙烯—六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯—四氟乙烯—六氟丙烯三元共聚物、偏氟乙烯—三氟氯乙烯共聚物、四氟乙烯—丙烯共聚物、偏氟乙烯—丙烯—四氟乙烯三元共聚物，以及它们中的一种或多种的混合物；

所述稀土配合物为8-羟基喹啉稀土；

所述的8-羟基喹啉稀土中稀土为Sc、Y或镧系元素的一种；

所述的吸酸剂为活性氧化镁与氢氧化钙；

所述补强填充剂为白炭黑；

所述硫化剂为过氧化物硫化剂即过氧化二异丙苯（简称DCP）；

所述促进剂为异氰脲酸三烯丙酯(简称TAIC)。

所述的稀土配合物改性的耐寒性氟橡胶混炼胶的制备方法，通过以下步骤实现：

1）称量配方中各组分量，将氟橡胶原胶塑炼包辊，调整辊距，保证两辊之间有堆积胶；

2）按次序加入稀土配合物 → 吸酸剂 → 补强填充剂 → 硫化剂、促进剂，控制辊温在4O℃—5O℃，待胶料混炼均匀后薄通下片，混炼胶停放24 h；

3）控制辊温在40℃，调整辊距在0.2mm，进行返炼打三角包薄通10次以上，再调整辊距至2mm，出片，即得。

作为优选在上述步骤中，返炼时以三角包薄通10次为宜。

本发明的主要优点在于：

在配方中采用优质的氟橡胶原胶材料，选用新型的稀土配合物材料及硫化体系形成独特配方，有效的改善了氟橡胶的耐寒性能、耐介质性能，且本发明的制备方法简便，成本低廉，易于产业化生产。

具体实施方式:

以下对本发明的实施例作进一步详细的描述。

实施例1：

原料组分的含量按照重量份为：二元氟化磷腈橡胶100份、8-羟基喹啉钐0.5份、活性氧化镁2 份、氢氧化钙4份、白炭黑5份、 DCP  1份、TAIC  0.3份。

实施例2：

原料组分的含量按照重量份为：二元氟化磷腈橡胶100份、8-羟基喹啉钐25份、活性氧化镁3份、氢氧化钙6份、白炭黑25份、 DCP  1.5份、TAIC  0.5份。

实施例3：

原料组分的含量按照重量份为：二元氟化磷腈橡胶100份、8-羟基喹啉钐38份、活性氧化镁3份、氢氧化钙6份、白炭黑45份、 DCP  3份、TAIC  0.8份。

实施例4：

原料组分的含量按照重量份为：三元氟化磷腈橡胶100份、8-羟基喹啉钐1份、活性氧化镁3.5份、氢氧化钙5.5份、白炭黑8份、 DCP  1.1份、TAIC  0.4份。

实施例5：

原料组分的含量按照重量份为：三元氟化磷腈橡胶100份、8-羟基喹啉钐10份、活性氧化镁4份、氢氧化钙5份、白炭黑15份、 DCP  1.2份、TAIC  0.5份。

实施例6：

原料组分的含量按照重量份为：三元氟化磷腈橡胶胶100份、8-羟基喹啉钐40份、活性氧化镁3.3份、氢氧化钙6份、白炭黑35份、 DCP1.5份、TAIC  0.5份。

实施例7：

原料组分的含量按照重量份为：氟橡胶2462  100份、8-羟基喹啉钐0.8份、活性氧化镁1.5份、氢氧化钙5份、白炭黑8份、 DCP  1.3份、TAIC  0.4份。

实施例8：

原料组分的含量按照重量份为：氟橡胶2462  100份、8-羟基喹啉钐20份、活性氧化镁3份、氢氧化钙6份、白炭黑20份、 DCP  1.5份、TAIC  0.5份。

实施例9：

原料组分的含量按照重量份为：氟橡胶2462  100份、8-羟基喹啉钐40份、活性氧化镁2.5份、氢氧化钙7份、白炭黑45份、 DCP  2份、TAIC  0.6份。

实施例10：

原料组分的含量按照重量份为：二元氟橡胶原胶70份、三元氟橡胶原胶30份、8-羟基喹啉钐12份、活性氧化镁3份、氢氧化钙6份、白炭黑30份、 DCP  1.5份、TAIC  0.5份。

分别称量上述配方中各组分量，将氟橡胶原胶在开炼机上塑炼，包辊，调整辊距，保证两辊之间有一定量堆积胶，依次加入稀土配合物→ 吸酸剂 → 补强填充剂 → 硫化剂、促进剂，控制辊温在4O℃—5O℃，待胶料混炼均匀后薄通下片，混炼胶停放24 h后，控制辊温在40℃，调整辊距在0.2mm，进行返炼打三角包薄通10次，再调整辊距至2mm，出片，即得。将所得混炼胶进行物理机械性能测试，所得性能数据见下表。

Claims (9)

1.一种稀土配合物改性耐寒氟橡胶混炼胶，其特征是：由氟橡胶原胶、稀土配合物、吸酸剂、补强填充剂、硫化剂、促进剂共混而成，所述各组分的含量，按照重量份为：氟橡胶原胶100份，稀土配合物0.5—40份，吸酸剂2—10份，补强填充剂3—50份，硫化剂1—3份，促进剂0.3—0.8份。

2.根据权利要求1所述的稀土配合物改性耐寒氟橡胶混炼胶，其特征是：所述的氟橡胶原胶选自偏氟乙烯—六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯—四氟乙烯—六氟丙烯三元共聚物、偏氟乙烯—三氟氯乙烯共聚物、四氟乙烯—丙烯共聚物、偏氟乙烯—丙烯—四氟乙烯三元共聚物，以及它们中的一种或多种的混合物。

3.根据权利要求1所述的稀土配合物改性耐寒氟橡胶混炼胶，其特征是：所述稀土配合物为8-羟基喹啉稀土。

4.根据权利要求3所述的稀土配合物改性耐寒氟橡胶混炼胶，其特征是：所述的8-羟基喹啉稀土中稀土为Sc、Y或镧系元素的一种。

5.根据权利要求1所述的稀土配合物改性耐寒氟橡胶混炼胶，其特征是：所述的吸酸剂为活性氧化镁与氢氧化钙。

6.根据权利要求1所述的稀土配合物改性耐寒氟橡胶混炼胶，其特征是：所述补强填充剂为白炭黑。

7.根据权利要求1所述的稀土配合物改性耐寒氟橡胶混炼胶，其特征是：所述硫化剂为过氧化物硫化剂即过氧化二异丙苯。

8.根据权利要求1所述的稀土配合物改性耐寒氟橡胶混炼胶，其特征是：所述促进剂为异氰脲酸三烯丙酯。

9.根据权利要求书1至8任一权利要求所述的稀土配合物改性耐寒氟橡胶混炼胶的制备方法，其特征是：通过以下步骤实现：

1）称量配方中各组分量，将氟橡胶原胶塑炼包辊，调整辊距，保证两辊之间有堆积胶；

2）按次序加入稀土配合物 → 吸酸剂 → 补强填充剂 → 硫化剂、促进剂，控制辊温在4O℃—5O℃，待胶料混炼均匀后薄通下片，混炼胶停放24 h；

3）控制辊温在40℃，调整辊距在0.2mm，进行返炼打三角包薄通10次以上，再调整辊距至2mm，出片，即得。