CN105419116A - 一种高性能轮船垫片用氟橡胶材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能轮船垫片用氟橡胶材料，其原料按重量份包括：改性氟橡胶20-45份，三元乙丙橡胶20-40份，丁腈橡胶15-35份，PDM硫化剂1-2.5份，三烯丙基氰脲酸酯0.4-0.9份，缩水甘油酯1-3份，甲基苯基二乙氧基硅烷1-3份，甲基硅油0.5-1.5份，白炭黑45-75份，纳米陶瓷颗粒15-30份，煅烧高岭土5-15份，沉淀硫酸钡5-12份，石墨烯10-18份，氧化镁0.1-0.8份，聚乙烯蜡0.5-1.5份，硬脂酸0.5-1.5份，虫白蜡0.5-1.5份。本发明耐高低温，弹性好，耐永久压缩变形性能优异，使用寿命长。

Description

一种高性能轮船垫片用氟橡胶材料
技术领域
本发明涉及氟橡胶技术领域，尤其涉及一种高性能轮船垫片用氟橡胶材料。
背景技术
氟橡胶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。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、航海等尖端科学技术不可缺少的材料。随着人民生活日益提高，对海洋轮船氟橡胶的性能和使用提出了更高的要求，当在海洋环境中时，尤其受到外部压力较高或者温差较大的海洋环境中时对氟橡胶垫片的弹性及耐永久压缩变形性能要求极高，目前如何制备一种耐高低温，弹性好，耐永久压缩变形性能优异，使用寿命长的氟橡胶成为目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提出了一种高性能轮船垫片用氟橡胶材料，耐高低温，弹性好，耐永久压缩变形性能优异，使用寿命长。
本发明提出的一种高性能轮船垫片用氟橡胶材料，其原料按重量份包括：改性氟橡胶20-45份，三元乙丙橡胶20-40份，丁腈橡胶15-35份，PDM硫化剂1-2.5份，三烯丙基氰脲酸酯0.4-0.9份，缩水甘油酯1-3份，甲基苯基二乙氧基硅烷1-3份，甲基硅油0.5-1.5份，白炭黑45-75份，纳米陶瓷颗粒15-30份，煅烧高岭土5-15份，沉淀硫酸钡5-12份，石墨烯10-18份，氧化镁0.1-0.8份，聚乙烯蜡0.5-1.5份，硬脂酸0.5-1.5份，虫白蜡0.5-1.5份。
优选地，所述改性氟橡胶采用如下工艺制备：按重量份将50-70份水、0.1-0.8份全氟辛酸钠、1-2.5份磷酸氢二钾、30-50份偏氟乙烯、0.1-0.4份过硫酸钠搅拌20-30min，加入0.5-1.5份丙二酸二乙酯、30-60份三氟聚乙烯、15-35份聚丙烯置于剂量率为30-70kGy的60Coγ射线场内辐照5-30min，然后送入反应器中续搅拌15-45min，其中搅拌压力为1.5-2.5MPa，搅拌温度为105-115℃，加入5-10份马来酸酐单体、20-80份甲苯、1-3份PDM硫化剂、0.5-2.8份苯乙烯、2-7份甲基丙烯酸缩水甘油酯搅拌2-10h，搅拌温度为35-55℃，过滤，洗涤，干燥得到改性氟橡胶。
优选地，偏氟乙烯、三氟聚乙烯、聚丙烯的重量比为40-46：40-46：20-26。
优选地，马来酸酐单体、PDM硫化剂、苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯的重量比为6-8：1.5-2：2-2.5：3-5。
优选地，改性氟橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶的重量比为30-38：25-35：20-28。
优选地，改性氟橡胶、纳米陶瓷颗粒、煅烧高岭土的重量比为30-38：20-24：8-12。
优选地，PDM硫化剂、三烯丙基氰脲酸酯、缩水甘油酯、甲基苯基二乙氧基硅烷、甲基硅油的重量比为1.6-2.2：0.5-0.7：1.5-2.2：1.5-2：1-1.3。
优选地，所述的高性能轮船垫片用氟橡胶材料，其原料按重量份包括：改性氟橡胶30-38份，三元乙丙橡胶25-35份，丁腈橡胶20-28份，PDM硫化剂1.6-2.2份，三烯丙基氰脲酸酯0.5-0.7份，缩水甘油酯1.5-2.2份，甲基苯基二乙氧基硅烷1.5-2份，甲基硅油1-1.3份，白炭黑60-68份，纳米陶瓷颗粒20-24份，煅烧高岭土8-12份，沉淀硫酸钡6-10份，石墨烯12-15份，氧化镁0.4-0.6份，聚乙烯蜡1-1.3份，硬脂酸0.8-1.2份，虫白蜡1-1.3份。
本发明中，以改性氟橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶为主料，加入PDM硫化剂、三烯丙基氰脲酸酯协同作为硫化体系，交联程度好，制品弹性好，高温下耐压缩永久变形性极为优异；加入的白炭黑、纳米陶瓷颗粒、煅烧高岭土、沉淀硫酸钡、石墨烯不仅具有高填充性，与缩水甘油酯、甲基苯基二乙氧基硅烷、甲基硅油协同作用，相容性极好，制品耐热、耐油、回弹性进一步增强，低压缩变形率小，另外加入聚乙烯蜡、硬脂酸、虫白蜡与改性氟橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶具有很好的相容性，胶料的流动性，制品弹性及耐永久压缩变形进一步增强。在改性氟橡胶中，以偏氟乙烯与三氟聚乙烯作为聚合单体，并在分子链上引入丙二酸二乙酯、聚丙烯、马来酸酐单体、苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯，另外部分马来酸酐单体自聚，得到的制品弹性好，且耐永久压缩变形进一步增强，得到的改性氟橡胶在甲基苯基二乙氧基硅烷、甲基硅油的作用下与纳米陶瓷颗粒、煅烧高岭土、沉淀硫酸钡、石墨烯接枝，且可有效对制品内部结构进行维护，制品即使在较大温差下弹性佳，且耐永久压缩变形性能极好。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种高性能轮船垫片用氟橡胶材料，其原料按重量份包括：改性氟橡胶20份，三元乙丙橡胶40份，丁腈橡胶15份，PDM硫化剂2.5份，三烯丙基氰脲酸酯0.4份，缩水甘油酯3份，甲基苯基二乙氧基硅烷1份，甲基硅油1.5份，白炭黑45份，纳米陶瓷颗粒30份，煅烧高岭土5份，沉淀硫酸钡12份，石墨烯10份，氧化镁0.8份，聚乙烯蜡0.5份，硬脂酸1.5份，虫白蜡0.5份。
实施例2
一种高性能轮船垫片用氟橡胶材料，其原料按重量份包括：改性氟橡胶45份，三元乙丙橡胶20份，丁腈橡胶35份，PDM硫化剂1份，三烯丙基氰脲酸酯0.9份，缩水甘油酯1份，甲基苯基二乙氧基硅烷3份，甲基硅油0.5份，白炭黑75份，纳米陶瓷颗粒15份，煅烧高岭土15份，沉淀硫酸钡5份，石墨烯18份，氧化镁0.1份，聚乙烯蜡1.5份，硬脂酸0.5份，虫白蜡1.5份。
实施例3
一种高性能轮船垫片用氟橡胶材料，其原料按重量份包括：改性氟橡胶20份，三元乙丙橡胶40份，丁腈橡胶15份，PDM硫化剂2.5份，三烯丙基氰脲酸酯0.4份，缩水甘油酯3份，甲基苯基二乙氧基硅烷1份，甲基硅油1.5份，白炭黑45份，纳米陶瓷颗粒30份，煅烧高岭土5份，沉淀硫酸钡12份，石墨烯10份，氧化镁0.8份，聚乙烯蜡0.5份，硬脂酸1.5份，虫白蜡0.5份。
所述改性氟橡胶采用如下工艺制备：按重量份将70份水、0.1份全氟辛酸钠、2.5份磷酸氢二钾、30份偏氟乙烯、0.4份过硫酸钠搅拌20min，加入1.5份丙二酸二乙酯、30份三氟聚乙烯、35份聚丙烯置于剂量率为30kGy的60Coγ射线场内辐照30min，然后送入反应器中续搅拌15min，其中搅拌压力为2.5MPa，搅拌温度为105℃，加入10份马来酸酐单体、20份甲苯、3份PDM硫化剂、0.5份苯乙烯、7份甲基丙烯酸缩水甘油酯搅拌2h，搅拌温度为55℃，过滤，洗涤，干燥得到改性氟橡胶。
实施例4
一种高性能轮船垫片用氟橡胶材料，其原料按重量份包括：改性氟橡胶45份，三元乙丙橡胶20份，丁腈橡胶35份，PDM硫化剂1份，三烯丙基氰脲酸酯0.9份，缩水甘油酯1份，甲基苯基二乙氧基硅烷3份，甲基硅油0.5份，白炭黑75份，纳米陶瓷颗粒15份，煅烧高岭土15份，沉淀硫酸钡5份，石墨烯18份，氧化镁0.1份，聚乙烯蜡1.5份，硬脂酸0.5份，虫白蜡1.5份。
所述改性氟橡胶采用如下工艺制备：按重量份将50份水、0.8份全氟辛酸钠、1份磷酸氢二钾、50份偏氟乙烯、0.1份过硫酸钠搅拌30min，加入0.5份丙二酸二乙酯、60份三氟聚乙烯、15份聚丙烯置于剂量率为70kGy的60Coγ射线场内辐照5min，然后送入反应器中续搅拌45min，其中搅拌压力为1.5MPa，搅拌温度为115℃，加入5份马来酸酐单体、80份甲苯、1份PDM硫化剂、2.8份苯乙烯、2份甲基丙烯酸缩水甘油酯搅拌10h，搅拌温度为35℃，过滤，洗涤，干燥得到改性氟橡胶。
实施例5
一种高性能轮船垫片用氟橡胶材料，其原料按重量份包括：改性氟橡胶36份，三元乙丙橡胶36份，丁腈橡胶24份，PDM硫化剂2.2份，三烯丙基氰脲酸酯0.56份，缩水甘油酯2.5份，甲基苯基二乙氧基硅烷1.6份，甲基硅油1.2份，白炭黑60份，纳米陶瓷颗粒24份，煅烧高岭土12份，沉淀硫酸钡10份，石墨烯14份，氧化镁0.5份，聚乙烯蜡1.2份，硬脂酸1.3份，虫白蜡1.2份。
所述改性氟橡胶采用如下工艺制备：按重量份将62份水、0.45份全氟辛酸钠、2.2份磷酸氢二钾、46份偏氟乙烯、0.2份过硫酸钠搅拌25min，加入1.2份丙二酸二乙酯、55份三氟聚乙烯、24份聚丙烯置于剂量率为65kGy的60Coγ射线场内辐照24min，然后送入反应器中续搅拌30min，其中搅拌压力为1.8MPa，搅拌温度为112℃，加入7.5份马来酸酐单体、65份甲苯、1.5份PDM硫化剂、2.15份苯乙烯、6.5份甲基丙烯酸缩水甘油酯搅拌6h，搅拌温度为46℃，过滤，洗涤，干燥得到改性氟橡胶。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高性能轮船垫片用氟橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性氟橡胶20-45份，三元乙丙橡胶20-40份，丁腈橡胶15-35份，PDM硫化剂1-2.5份，三烯丙基氰脲酸酯0.4-0.9份，缩水甘油酯1-3份，甲基苯基二乙氧基硅烷1-3份，甲基硅油0.5-1.5份，白炭黑45-75份，纳米陶瓷颗粒15-30份，煅烧高岭土5-15份，沉淀硫酸钡5-12份，石墨烯10-18份，氧化镁0.1-0.8份，聚乙烯蜡0.5-1.5份，硬脂酸0.5-1.5份，虫白蜡0.5-1.5份。
2.根据权利要求2所述的高性能轮船垫片用氟橡胶材料，其特征在于，所述改性氟橡胶采用如下工艺制备：按重量份将50-70份水、0.1-0.8份全氟辛酸钠、1-2.5份磷酸氢二钾、30-50份偏氟乙烯、0.1-0.4份过硫酸钠搅拌20-30min，加入0.5-1.5份丙二酸二乙酯、30-60份三氟聚乙烯、15-35份聚丙烯置于剂量率为30-70kGy的60Coγ射线场内辐照5-30min，然后送入反应器中续搅拌15-45min，其中搅拌压力为1.5-2.5MPa，搅拌温度为105-115℃，加入5-10份马来酸酐单体、20-80份甲苯、1-3份PDM硫化剂、0.5-2.8份苯乙烯、2-7份甲基丙烯酸缩水甘油酯搅拌2-10h，搅拌温度为35-55℃，过滤，洗涤，干燥得到改性氟橡胶。
3.根据权利要求2所述的高性能轮船垫片用氟橡胶材料，其特征在于，偏氟乙烯、三氟聚乙烯、聚丙烯的重量比为40-46：40-46：20-26。
4.根据权利要求2或3所述的高性能轮船垫片用氟橡胶材料，其特征在于，马来酸酐单体、PDM硫化剂、苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯的重量比为6-8：1.5-2：2-2.5：3-5。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高性能轮船垫片用氟橡胶材料，其特征在于，改性氟橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶的重量比为30-38：25-35：20-28。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高性能轮船垫片用氟橡胶材料，其特征在于，改性氟橡胶、纳米陶瓷颗粒、煅烧高岭土的重量比为30-38：20-24：8-12。
7.根据权利要求1-6任一项所述的高性能轮船垫片用氟橡胶材料，其特征在于，PDM硫化剂、三烯丙基氰脲酸酯、缩水甘油酯、甲基苯基二乙氧基硅烷、甲基硅油的重量比为1.6-2.2：0.5-0.7：1.5-2.2：1.5-2：1-1.3。
8.根据权利要求1-7任一项所述的高性能轮船垫片用氟橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性氟橡胶30-38份，三元乙丙橡胶25-35份，丁腈橡胶20-28份，PDM硫化剂1.6-2.2份，三烯丙基氰脲酸酯0.5-0.7份，缩水甘油酯1.5-2.2份，甲基苯基二乙氧基硅烷1.5-2份，甲基硅油1-1.3份，白炭黑60-68份，纳米陶瓷颗粒20-24份，煅烧高岭土8-12份，沉淀硫酸钡6-10份，石墨烯12-15份，氧化镁0.4-0.6份，聚乙烯蜡1-1.3份，硬脂酸0.8-1.2份，虫白蜡1-1.3份。
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