CN107434896B - 模压无痕氟橡胶硫化胶条及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模压无痕氟橡胶硫化胶条的制备方法，是通过对氟橡胶硫化胶条的配方及加工工艺进行结合优化与改进。采用本发明的技术方案，获得的氟橡胶在硬度、强度、韧性、及回弹性等物理性能方面，以及耐热性能方面都达到优异的指标，并进一步解决了产品在接头部位出现的抽边或膨胀现象，实现模压无痕。本发明的氟橡胶硫化胶条，不仅具有氟橡胶优异的耐受性能，还具有优异的物理强度、回弹性能和耐热性能，而且具有模压无痕的优势和成本优势，适用于各领域尤其苛刻条件下的密封橡胶制品，具有广泛的应用前景。

Description

模压无痕氟橡胶硫化胶条及其制备方法

技术领域

本发明涉及氟橡胶硫化胶条技术领域，尤其涉及一种模压无痕氟橡胶硫化胶条的制备方法，以及由该制备方法获得的模压无痕氟橡胶硫化胶条。

背景技术

随着现代工业的不断发展，设备的不断更新，大型高温设备的升级，对密封橡胶产品的需求量和质量要求都在不断提高。氟橡胶是指分子主链或侧链的碳原子上接有氟原子的高分子弹性体，因C-F键的分子结构特性，使氟橡胶具有其他橡胶不可比拟的优异性能，如优异的耐热性，耐溶剂、耐强氧化剂等耐化学药品性，耐油性和耐候性等特性，以及良好的物理机械性能，适用于制作密封圈、密封胶条等密封橡胶产品，可广泛应用于国防、军工、航空航天、汽车、石油化工等领域，尤以汽车工业为主的苛刻使用条件下和要求免维护化的橡胶制品中。

一直以来，氟橡胶存在着生胶加工工艺性能和硫化胶的物理性能不好协调的矛盾，而且随着应用需求的日益提高，对硫化胶尺寸的要求给产品的加工带来了难题，如模具的生产、平板硫化机尺寸的限制等；另外，市面上销售的大部分硫化胶产品都是经过挤出机生产，不能够准确的保证产品尺寸的精确度；而且大多产品在连接地方存在接痕，不仅影响外观，更影响密封性能。因此设计新的氟橡胶分子链基、开发新的硫化体系，改善加工工艺，以获得压缩永久变形性小、热稳定性高、物理机械性能强、无接痕的氟橡胶硫化胶，是氟橡胶技术发展的需求。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种模压无痕氟橡胶硫化胶条的制备方法，该方法通过对氟橡胶配方的设计以及加工工艺的配合性优化及改进，获得了物理性能和热老化后性能俱佳，在接头部位不会出现接痕和抽边现象的高性能氟橡胶硫化胶条。

本发明提供的模压无痕氟橡胶硫化胶条的制备方法中，所述氟橡胶硫化胶条包括以下重量份原料组分：

二元氟橡胶2602、50-70份；

三元氟橡胶2463、30-50份；

氢氧化钙、6-10份；

氧化镁、2-8份；

炭黑990、40-50份；

助剂WS-280、0.5-1.2份；

硫化剂、2-2.6份；

按照以下步骤制备：

a、在开炼机上进行塑炼，在辊距<1.5mm条件下加入生胶二元氟橡胶2602和三元氟橡胶2463，混合均匀，然后调整辊距<2mm，再依次加入氧化镁、氢氧化钙、炭黑990和助剂WS-280，混合均匀后，调整辊距<1mm，进行薄通8-10遍，之后调大辊距至5-6mm，出片，常温停放8-12小时；调整辊距至1.5-2mm再加入硫化剂，混合均匀后，在辊距<1mm条件下薄通8-10遍，之后按产品要求调整大辊距，出片，常温停放8-12小时，得到氟橡胶胶条；

b、在平板硫化机上硫化氟橡胶胶条，采用硫化仪和门尼粘度仪检测控制硫化进程，硫化过程中，在加温状态下对氟橡胶硫化胶条的接头部位进行物理降温至低于胶料的交联温度，反复降温2-3次，得到模压无痕氟橡胶硫化胶条。

本发明的氟橡胶硫化胶条，在配方设计上，选择二元氟橡胶2602与三元氟橡胶2463进行复配，不仅可以弥补单一种类生胶在性能上的不足，而且在特定配比下的复配，同时结合加工工艺中对生胶塑炼过程中各原料加入的辊距条件、薄通辊距及遍数等参数的限定，以及经过停放处理来恢复薄通后胶片分子结构的操作，使获得的氟橡胶在硬度、强度、韧性、及回弹性等物理性能方面达到优异的指标，并使其热老化后性能也达到极其优异的指标；此外，在复配生胶的基础上，对炭黑用量的限定、与其它助剂、硫化剂的配合，以及加工工艺中硫化过程的接头部位物理降温处理，进一步解决了产品在接头部位出现的抽边或膨胀现象，从而得到模压无痕的氟橡胶硫化胶条。

作为对上述技术方案的限定，所述硫化剂为AF/BPP双酚硫化体系

作为对上述技术方案的限定，步骤a所述塑炼温度为55±5℃。

进一步限定塑炼温度，使氟橡胶的原料组分在生胶塑炼过程既能充分融合，促使分子结构间进行交联，又能避免高温对氟橡胶性能的负面影响，以获得具有优异性能的模压无痕氟橡胶硫化胶条。

作为对上述技术方案的限定，步骤b所述硫化温度为170-175℃；所述硫化时间为(T90取整+2min)。

作为对上述技术方案的限定，步骤b所述硫化温度为175℃；所述硫化时间为6min。

硫化温度及硫化时间参数，依据加工工艺中对硫化过程进行监测的硫化仪和门尼粘度仪的检测数据进行确定，既要保证生胶硫化的充分进行，又要避免硫化瑕疵的出现，以解决生胶加工工艺性能和硫化胶物理性能不易协调的矛盾，得到优异性能的氟橡胶硫化胶条。其中，T90为硫化仪上显示的主要用来评估胶料在成型生产时的一次加硫条件参数。

作为对上述技术方案的限定，步骤b所述物理降温采用冷水浸湿的毛巾覆盖在模具开口部位的方式。

通过采用冷水浸湿的毛巾覆盖在模具开口部位的物理降温方式对硫化过程胶条接头部位进行处理，以方便得到具有模压无痕性能的硫化胶条。

同时，本发明还提供了一种模压无痕氟橡胶硫化胶条，由如上所述的模压无痕氟橡胶硫化胶条的制备方法制得。

经由上述制备方法获得的氟橡胶硫化胶条，不仅具有氟橡胶优异的耐受性能，还具有优异的物理强度、回弹性能和热老化后性能，而且具有模压无痕的优势和成本优势，适用于各领域尤其苛刻条件下的密封橡胶制品，具有广泛的应用前景。

综上所述，采用本发明的技术方案，获得的氟橡胶硫化胶条的制备方法，在配方设计及加工工艺上进行结合优化与改进，从而使获得的氟橡胶在硬度、强度、韧性、及回弹性等物理性能方面，以及耐热性能方面都达到优异的指标，并进一步解决了产品在接头部位出现的抽边或膨胀现象，实现了模压无痕。获得的氟橡胶硫化胶条，不仅具有氟橡胶优异的耐受性能，还具有优异的物理强度、回弹性能和热老化后性能，而且具有模压无痕的优势和成本优势，适用于各领域尤其苛刻条件下的密封橡胶制品，具有广泛的应用前景。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例涉及一种模压无痕氟橡胶硫化胶条及其制备。

实施例1.1

一种性能较优的氟橡胶硫化胶条，包括以下原料组分：二元氟橡胶2602、50份，三元氟橡胶2463、50份，氢氧化钙、8份，氧化镁、3份；炭黑990、45份，助剂WS-280、1份，硫化剂AF、1.6，硫化剂BPP、0.6份；

其制备按以下步骤进行：

a、在开炼机上进行塑炼，设定塑炼温度为55℃，在辊距<1.5mm条件下加入生胶二元氟橡胶2602和三元氟橡胶2463，混合均匀，然后调整辊距<2mm，再依次加入氧化镁、氢氧化钙、炭黑990和助剂WS-280，混合均匀后，调整辊距<1mm，进行薄通8-10遍，之后调大辊距至5-6mm，出片，常温下停放8-12小时；调整辊距1.5-2mm再加入硫化剂AF、BPP，混合均匀后，在辊距<1mm条件下薄通8-10遍，之后按产品要求调整大辊距，出片，常温停放8-12小时，得到氟橡胶胶片；

b、在平板硫化机上硫化氟橡胶胶条，采用硫化仪和门尼粘度仪检测控制硫化进程，确定硫化温度为175℃，硫化时间为6min；硫化过程中，在加温状态下对氟橡胶硫化胶条的接头部位进行物理降温，即采用冷水浸湿的毛巾覆盖在模具开口部位的方式使温度降至低于胶料的交联温度，反复降温2次；硫化完成，得到模压无痕氟橡胶硫化胶条。

实施例1.2

一种氟橡胶硫化胶条，包括以下原料组分：二元氟橡胶2602、60份，三元氟橡胶2463、40份，氢氧化钙、10份，氧化镁、5份；炭黑990、45份，助剂WS-280、0.8份，硫化剂AF、1.4，硫化剂BPP、0.6份；

其制备按以下步骤进行：

a、在开炼机上进行塑炼，设定塑炼温度为55℃，在辊距<1.5mm条件下加入生胶二元氟橡胶2602和三元氟橡胶2463，混合均匀，然后调整辊距<2mm，再依次加入氧化镁、氢氧化钙、炭黑990和助剂WS-280，混合均匀后，调整辊距<1mm，进行薄通8-10遍，之后调大辊距至5-6mm，出片，常温下停放8-12小时；调整辊距1.5-2mm再加入硫化剂AF、BPP，混合均匀后，在辊距<1mm条件下薄通8-10遍，之后按产品要求调整大辊距，出片，常温停放8-12小时，得到氟橡胶胶片；

b、在平板硫化机上硫化氟橡胶胶条，采用硫化仪和门尼粘度仪检测控制硫化进程，确定硫化温度为175℃，硫化时间为6min；硫化过程中，在加温状态下对氟橡胶硫化胶条的接头部位进行物理降温，即采用冷水浸湿的毛巾覆盖在模具开口部位的方式使温度降至低于胶料的交联温度，反复降温2次；硫化完成，得到模压无痕氟橡胶硫化胶条。

实施例二

本实施例涉及实施例一获得的氟橡胶硫化胶条的性能评价，检测包括硬度、拉伸强度、拉断伸长率、和压缩永久变形等基本性能，检测结果如下表所示：

由上表数据可见，本发明的氟橡胶硫化胶条具有极其优异的硬度、强度、韧性、及回弹性等物理性能，以及热老化后性能，并进一步解决了产品在接头部位出现的抽边或膨胀现象，实现模压无痕。

实施例三

本实施例涉及氟橡胶硫化胶条的制备条件对产品性能的影响。

实施例3.1

本实施例涉及胶种配比对氟橡胶硫化胶条产品性能的影响，对比试验及试验结果如下表所示：

由上表结果可见，单一使用生胶2602热老化后性能下降严重，单一使用生胶2463的硬度和强度不够，在两种胶都在50份时物理性能和热老化后性能均能达到最优，两种胶的复配既保证了热老化后的性能，改善了加工性能，又降低了生产成本。

实施例3.2

本实施例涉及炭黑990用量对氟橡胶硫化胶条产品性能及加工性能的影响，对比试验及试验结果如下表所示：

由上表结果可见，当炭黑份数为15/30/60/75的情况下，产品在接头部位出现抽边或是膨胀现象，炭黑在45份时，加工性能良好；炭黑的添加量会影响含胶率，含胶率过高或过低都对产品产生较大影响，最终确定为炭黑990、45份时加工工艺效果最佳。

实施例3.3

本实施例涉及硫化剂组分不同配比条件对氟橡胶硫化胶条产品的硫化参数和门尼粘度参数的影响，对比试验及试验结果如下表所示：

上表中T10:用来评估胶料在排气阶段可用时间，T10时间过短表示焦烧时间过短，不宜硫化排气，容易产生窝气现象，不易于生产；T90:用来评估胶料在成型生产时的一次加硫条件，T90过长表示硫化速度偏慢，会导致产品硬度低，产效低。

实施例3.4

本实施例涉及硫化条件对氟橡胶硫化胶条加工性能的影响，对比试验及试验结果如下表所示：

由上表结果可见，硫化条件确定为175℃*6min加工工艺效果最佳。

实施例3.5

本实施例涉及硫化过程物理降温操作对氟橡胶硫化胶条加工性能的影响，对比试验及试验结果如下所述：

采用物理降温操作：使接口的位置大概有15公分的地方进行2-3次的降温，使之温度下降大概30-60℃左右，那么进行下一道硫化工序时便可以生产出硫化度欠佳的产品接头，可以更好的进行下一道工序，以生产出无痕迹的产品。

没有采取物料降温操作：温度没有受到影响，时间没有影响，在接头的位置会出现硫化程度一样的制品，进行下一道工序硫化时，产品必然会出现接痕，或者断裂现象。

综上所述，本发明的氟橡胶硫化胶条的制备方法，从配方设计及加工工艺上进行结合优化与改进，从而使获得的氟橡胶在硬度、强度、韧性、及回弹性等物理性能方面，以及热老化后性能方面都达到优异的指标，并进一步解决了产品在接头部位出现的抽边或膨胀现象，实现了模压无痕。获得的氟橡胶硫化胶条，不仅具有氟橡胶优异的耐受性能，还具有优异的物理强度、回弹性能和热老化后性能，而且具有模压无痕的优势和成本优势，适用于各领域尤其苛刻条件下的密封橡胶制品，具有广泛的应用前景。

Claims (4)

1.一种模压无痕氟橡胶硫化胶条的制备方法，其特征在于，该氟橡胶硫化胶条包括以下重量份原料组分：

二元氟橡胶2602、50份；

三元氟橡胶2463、50份；

氢氧化钙、6-10份；

氧化镁、2-8份；

炭黑990、45份；

助剂WS-280、0.5-1.2份；

硫化剂、2-2.6份；

按照以下步骤制备：

a、在开炼机上进行塑炼，在辊距<1.5mm条件下加入生胶二元氟橡胶2602和三元氟橡胶2463，混合均匀，然后调整辊距<2mm，再依次加入氧化镁、氢氧化钙、炭黑990和助剂WS-280，混合均匀后，调整辊距<1mm，进行薄通8-10遍，之后调大辊距至5-6mm，出片，常温停放8-12小时；调整辊距1.5-2mm再加入硫化剂，混合均匀后，在辊距<1mm条件下薄通8-10遍，之后按产品要求调整大辊距，出片，常温停放8-12小时，得到氟橡胶胶条；

b、在平板硫化机上硫化氟橡胶胶条，采用硫化仪和门尼粘度仪检测控制硫化进程，所述硫化温度为175℃；所述硫化时间为6min；

硫化过程中，在加温状态下对氟橡胶硫化胶条的接头部位进行物理降温至低于胶料的交联温度，反复降温2-3次，得到模压无痕氟橡胶硫化胶条；

所述物理降温采用冷水浸湿的毛巾覆盖在模具开口部位的方式。

2.根据权利要求1所述的模压无痕氟橡胶硫化胶条的制备方法，其特征在于：所述硫化剂为AF/BPP双酚硫化体系。

3.根据权利要求1所述的模压无痕氟橡胶硫化胶条的制备方法，其特征在于：步骤a所述塑炼温度为55±5℃。

4.一种模压无痕氟橡胶硫化胶条，其特征在于：由权利要求1-3中任一项所述的模压无痕氟橡胶硫化胶条的制备方法制得。