CN104356566A - 一种耐寒的氟橡胶的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐寒的氟橡胶的制备方法，属于高分子材料技术领域。步骤：在反应器中加入水、乳化剂，搅拌均匀，再加入甲基苯乙烯、偏氟乙烯、六氟丙烯、丙烯酸异丁酯、乙二醇二丙烯酸酯、对苯二甲酸二烯丙酯，搅拌均匀后，再加入引发剂，加热进行聚合反应，再加入三氧化铁，搅拌均匀，抽滤后得到聚合物，再用乙醇洗涤滤饼，将滤饼烘干后，得到预聚体；将预聚体、羧基亚硝基氟橡胶生胶、沉淀法白炭黑、羟基硅油、芳烃油、氧化锌、氧化镁、硫化剂，加入开炼机混炼均匀，预制成型，在平板硫化机上进行硫化，即得。本发明通过将各个功能单体进行预聚反应，再与橡胶配方进行混炼，可以有效地提高氟橡胶的耐低温性能。

Description

一种耐寒的氟橡胶的制备方法
 
技术领域
    本发明涉及一种耐寒的氟橡胶的制备方法，属于高分子材料技术领域。
 
背景技术
氟橡胶具有耐高温、耐油及耐多种化学药品侵蚀的特性，是现代航空、导弹、火箭、宇宙航行等尖端科学技术不可缺少的材料。近年，随着汽车工业对可靠性、安全性等要求的不断提升，氟橡胶在汽车中的用量也迅速增长。氟橡胶（ fluororubber）是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。中国从 1958 年开始也开发了多种氟橡胶，主要为聚烯烃类氟橡胶，如 23 型、 26 型、 246 型以及亚硝基类氟橡胶；随后又发展了较新品种的四丙氟橡胶、全氟醚橡胶、氟化磷橡胶。这些氟橡胶品种都首先以航空、航天等国防军工配套需要出发，逐步推广应用到民用工业部门。
氟橡胶有很好的耐热性和耐油性，可在230℃下长期工作，是各种耐高温密封制品的理想用料；但由于氟橡胶分子链刚性极强，分子链运动阻力大，因而耐寒性较差，在一定程度上限制了其应用范围。
 
发明内容
本发明的目的是：解决氟橡胶耐寒性能差的问题。提出一种耐寒的氟橡胶的制备方法。
技术方案：
一种耐寒的氟橡胶的制备方法，包括如下步骤：
第1步、按重量份计，在反应器中加入水90～110份、乳化剂2～4份，搅拌均匀，再加入甲基苯乙烯4～6份、偏氟乙烯4～7份、六氟丙烯10～16份、丙烯酸异丁酯5～9份、乙二醇二丙烯酸酯4～6份、对苯二甲酸二烯丙酯2～4份，搅拌均匀后，再加入引发剂0.2～0.4份，加热进行聚合反应，再加入三氧化铁1～2份，搅拌均匀，抽滤后得到聚合物，再用乙醇洗涤滤饼，将滤饼烘干后，得到预聚体；
第2步、将预聚体、羧基亚硝基氟橡胶生胶100～120份、沉淀法白炭黑10～20份、羟基硅油15～20份、芳烃油5～10份、氧化锌3～6份、氧化镁2～4份、硫化剂2～4份，加入开炼机混炼均匀，预制成型，在平板硫化机上进行硫化，即得。
所述的第1步中，聚合反应的温度是70～80℃，聚合反应时间是1～2小时。
所述的引发剂选自过氧化氢、过硫酸钾、异丙苯过氧化氢、二异丙苯过氧化氢、对甲基丙苯过氧化氢。
所述的乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠、羟基烷基磺酸钠、二异辛基丁二酸酯磺酸钠、聚丙烯酰胺。
所述的硫化剂是上海三爱富公司的FE2601。
所述的第2步中，硫化温度是130～150℃，硫化压力10～20MPa。
 
有益效果
本发明通过将各个功能单体进行预聚反应，再与橡胶配方进行混炼，可以有效地提高氟橡胶的耐低温性能。
 
具体实施方式
 
实施例1
一种耐寒的氟橡胶的制备方法，包括如下步骤：
第1步、在反应器中加入水90Kg、乳化剂2Kg，搅拌均匀，再加入甲基苯乙烯4Kg、偏氟乙烯4Kg、六氟丙烯10Kg、丙烯酸异丁酯5Kg、乙二醇二丙烯酸酯4Kg、对苯二甲酸二烯丙酯2Kg，搅拌均匀后，再加入引发剂0.2Kg，加热进行聚合反应，再加入三氧化铁1Kg，搅拌均匀，抽滤后得到聚合物，再用乙醇洗涤滤饼，将滤饼烘干后，得到预聚体；聚合反应的温度是70℃，聚合反应时间是1小时；引发剂是异丙苯过氧化氢，乳化剂是羟基烷基磺酸钠。
第2步、将预聚体、羧基亚硝基氟橡胶生胶100Kg、沉淀法白炭黑10Kg、羟基硅油15Kg、芳烃油5Kg、氧化锌3Kg、氧化镁2Kg、硫化剂（上海三爱富公司的FE2601）2g，加入开炼机混炼均匀，预制成型，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度是130℃，硫化压力10MPa，即得。
 
实施例2
一种耐寒的氟橡胶的制备方法，包括如下步骤：
第1步、在反应器中加入水110Kg、乳化剂4Kg，搅拌均匀，再加入甲基苯乙烯6Kg、偏氟乙烯7Kg、六氟丙烯16Kg、丙烯酸异丁酯9Kg、乙二醇二丙烯酸酯6Kg、对苯二甲酸二烯丙酯4Kg，搅拌均匀后，再加入引发剂0.4Kg，加热进行聚合反应，再加入三氧化铁2Kg，搅拌均匀，抽滤后得到聚合物，再用乙醇洗涤滤饼，将滤饼烘干后，得到预聚体；聚合反应的温度是80℃，聚合反应时间是2小时；引发剂是异丙苯过氧化氢，乳化剂是羟基烷基磺酸钠。
第2步、将预聚体、羧基亚硝基氟橡胶生胶120Kg、沉淀法白炭黑20Kg、羟基硅油20Kg、芳烃油10Kg、氧化锌6Kg、氧化镁4Kg、硫化剂（上海三爱富公司的FE2601）4Kg，加入开炼机混炼均匀，预制成型，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度是150℃，硫化压力20MPa，即得。
 
实施例3
一种耐寒的氟橡胶的制备方法，包括如下步骤：
第1步、在反应器中加入水100Kg、乳化剂3Kg，搅拌均匀，再加入甲基苯乙烯5Kg、偏氟乙烯6Kg、六氟丙烯12Kg、丙烯酸异丁酯8Kg、乙二醇二丙烯酸酯5Kg、对苯二甲酸二烯丙酯3Kg，搅拌均匀后，再加入引发剂0.3Kg，加热进行聚合反应，再加入三氧化铁1Kg，搅拌均匀，抽滤后得到聚合物，再用乙醇洗涤滤饼，将滤饼烘干后，得到预聚体；聚合反应的温度是75℃，聚合反应时间是2小时；引发剂是异丙苯过氧化氢，乳化剂是羟基烷基磺酸钠。
第2步、将预聚体、羧基亚硝基氟橡胶生胶110Kg、沉淀法白炭黑15Kg、羟基硅油17Kg、芳烃油8Kg、氧化锌5Kg、氧化镁3Kg、硫化剂（上海三爱富公司的FE2601）3Kg，加入开炼机混炼均匀，预制成型，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度是140℃，硫化压力15MPa，即得。
 
对照例1
与实施例3的区别在于：在预聚体中未加入六氟丙烯。
一种耐寒的氟橡胶的制备方法，包括如下步骤：
第1步、在反应器中加入水100Kg、乳化剂3Kg，搅拌均匀，再加入甲基苯乙烯5Kg、偏氟乙烯6Kg、丙烯酸异丁酯8Kg、乙二醇二丙烯酸酯5Kg、对苯二甲酸二烯丙酯3Kg，搅拌均匀后，再加入引发剂0.3Kg，加热进行聚合反应，再加入三氧化铁1Kg，搅拌均匀，抽滤后得到聚合物，再用乙醇洗涤滤饼，将滤饼烘干后，得到预聚体；聚合反应的温度是75℃，聚合反应时间是2小时；引发剂是异丙苯过氧化氢，乳化剂是羟基烷基磺酸钠。
第2步、将预聚体、羧基亚硝基氟橡胶生胶110Kg、沉淀法白炭黑15Kg、羟基硅油17Kg、芳烃油8Kg、氧化锌5Kg、氧化镁3Kg、硫化剂（上海三爱富公司的FE2601）3Kg，加入开炼机混炼均匀，预制成型，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度是140℃，硫化压力15MPa，即得。
 
对照例2
与实施例3的区别在于：在预聚体中未加入对苯二甲酸二烯丙酯。
一种耐寒的氟橡胶的制备方法，包括如下步骤：
第1步、在反应器中加入水100Kg、乳化剂3Kg，搅拌均匀，再加入甲基苯乙烯5Kg、偏氟乙烯6Kg、六氟丙烯12Kg、丙烯酸异丁酯8Kg、乙二醇二丙烯酸酯5Kg，搅拌均匀后，再加入引发剂0.3Kg，加热进行聚合反应，再加入三氧化铁1Kg，搅拌均匀，抽滤后得到聚合物，再用乙醇洗涤滤饼，将滤饼烘干后，得到预聚体；聚合反应的温度是75℃，聚合反应时间是2小时；引发剂是异丙苯过氧化氢，乳化剂是羟基烷基磺酸钠。
第2步、将预聚体、羧基亚硝基氟橡胶生胶110Kg、沉淀法白炭黑15Kg、羟基硅油17Kg、芳烃油8Kg、氧化锌5Kg、氧化镁3Kg、硫化剂（上海三爱富公司的FE2601）3Kg，加入开炼机混炼均匀，预制成型，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度是140℃，硫化压力15MPa，即得。
 
对照例3
与实施例3的区别在于：未加入预聚体。
将羧基亚硝基氟橡胶生胶110Kg、沉淀法白炭黑15Kg、羟基硅油17Kg、芳烃油8Kg、氧化锌5Kg、氧化镁3Kg、硫化剂（上海三爱富公司的FE2601）3Kg，加入开炼机混炼均匀，预制成型，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度是140℃，硫化压力15MPa，即得。
 
性能试验
将以上实施例和对照例制备得到的氟橡胶进行性能测试，结果如下：
从表中可以看出，本发明提供的氟橡胶具有良好的机械性能，拉伸强度可以达到7.0MPa以上，扯断伸长率可以达到200%以上，压缩永久变形率在10%以下。通过实施例与对照例1可以看出，通过加入六氟丙烯在预聚体中，可以降低压缩永久变形率；通过实施例与对照例2可以看出，通过对苯二甲酸二烯丙酯的加入能够提高扯断伸长率；通过实施例与对照例3可以看出，通过加入含氟材料的预聚体，可以从整体上提高材料的拉伸强度、扯断伸长率等性能。
将上述的氟橡胶在-40℃下放置10天之后，取出重复测试，结果如下：
从表中可以看出，该材料在经过低温破坏之后，仍然能够保持较好的机械性能，拉伸强度、扯断伸长率的下降幅度明显小于对照例。

Claims (6)

1.一种耐寒的氟橡胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
第1步、按重量份计，在反应器中加入水90～110份、乳化剂2～4份，搅拌均匀，再加入甲基苯乙烯4～6份、偏氟乙烯4～7份、六氟丙烯10～16份、丙烯酸异丁酯5～9份、乙二醇二丙烯酸酯4～6份、对苯二甲酸二烯丙酯2～4份，搅拌均匀后，再加入引发剂0.2～0.4份，加热进行聚合反应，再加入三氧化铁1～2份，搅拌均匀，抽滤后得到聚合物，再用乙醇洗涤滤饼，将滤饼烘干后，得到预聚体；
第2步、将预聚体、羧基亚硝基氟橡胶生胶100～120份、沉淀法白炭黑10～20份、羟基硅油15～20份、芳烃油5～10份、氧化锌3～6份、氧化镁2～4份、硫化剂2～4份，加入开炼机混炼均匀，预制成型，在平板硫化机上进行硫化，即得。
2.根据权利要求1所述的耐寒的氟橡胶的制备方法，其特征在于：所述的第1步中，聚合反应的温度优选是70～80℃，聚合反应时间是1～2小时。
3.根据权利要求1所述的耐寒的氟橡胶的制备方法，其特征在于：所述的引发剂选自过氧化氢、过硫酸钾、异丙苯过氧化氢、二异丙苯过氧化氢、对甲基丙苯过氧化氢。
4.根据权利要求1所述的耐寒的氟橡胶的制备方法，其特征在于：所述的乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠、羟基烷基磺酸钠、二异辛基丁二酸酯磺酸钠、聚丙烯酰胺。
5.根据权利要求1所述的耐寒的氟橡胶的制备方法，其特征在于：所述的硫化剂是上海三爱富公司的FE2601。
6.根据权利要求1所述的耐寒的氟橡胶的制备方法，其特征在于：所述的第2步中，硫化温度是130～150℃，硫化压力10～20MPa。
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