CN108623951A - 一种用于阀门的改性防爆氟橡胶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于阀门的改性防爆氟橡胶：（1）发酵蓝藻：将蓝藻加上干重的0.5倍处理液混合湿润，按照接种量0.5%接种嗜温鞘氨醇杆菌，37摄氏度发酵3‑6小时；所述处理液为：按照质量分数，1%葡萄糖，0.5‑0.8%海藻糖；（2）干燥煅烧：将发酵后的蓝藻烘干后，400‑450摄氏度煅烧3‑5小时，过100目筛得蓝藻煅烧粉末备用；（3）配置原料：按照重量分数，氟橡胶100份，膨胀石墨2‑4份，蓝藻煅烧粉末0.5‑1.2份，氧化镁4份，过氧化二异丙苯2份，双酚AF 0.5份；（4）按配方采用开炼机均匀混炼、薄通、下片，室温静置24 h;平板硫化机硫化。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于阀门的改性防爆氟橡胶，属于改性橡胶技术领域。
背景技术
氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上接有氟原子的一种合成高分子弹性体。氟橡胶具有耐热、耐油、耐溶剂、耐强氧化剂等特性，并具有良好的物理机械性能，在现代工业尤其是高精尖技术领域中是不可缺少的基础材料。氟橡胶也因其优异的化学稳定性能作为密封件广泛应用于各个领域。但氟橡胶的弹性和耐寒性能较差且价格昂贵，如何在保证氟橡胶优异的综合性能的前提下克服其不足是氟橡胶改性研究的方向。填料的加入可以改善橡胶的物理化学性能，还可以提高加工工艺，降低加工成本。
研究者们多用不同维度的填料对填充型聚合物复合材料进行改性。在动摩擦领域，常采用传统零维度的炭黑和二氧化硅掺杂改性橡胶性能。纤维状层状硅酸盐作为一维纳米填料，常用的包括凹凸棒( ATP) 、海泡石和累托石等，目前研究纤维状层状硅酸盐改性橡胶力学性能较多。海泡石填充量低于13% ( 质量分数) 时，27 型氟橡胶的耐磨性增强。摩擦填料体系中石墨( GP) 作为二维润滑材料改性26 型氟橡胶时，其用量较低时( 质量分数3%) 能够降低橡胶摩擦因数和磨损率，用量高于质量分数10% 时结果相反。随着工况环境的日益苛刻( 高转速和高载荷) ，对氟橡胶材料的性能要求提高，因此，以一维纤维状耐磨填料和二维减摩填料组合协同改性橡胶材料的摩擦行为，将进一步拓宽氟橡胶材料的应用范围。
膨胀石墨是以天然鳞片状石墨为原料，采用物理或化学方法使石墨间的片层显著扩张的石墨。膨胀石墨不仅保持了石墨本身的耐高温、耐氧化、抗腐蚀、自润滑、抗辐照的性质，还具备良好的吸附性和催化性能，以及因石墨层片间引入插层物所带来的回弹性、高导电性等。这种石墨材料目前已在化工、能源、航空、军事等领域得到应用，被广泛用作电极材料、密封材料、吸油材料、防火阻燃剂、军用发烟剂、防静电材料等。
现有技术有人已经利用Hummer 法制备出可膨胀石墨，再经过高温膨胀制得膨胀石墨( EG) 。采用开炼共混及平板硫化方法制备出EG/氟橡胶复合材料，发现可以有效改进氟橡胶的性能。
蓝藻又名蓝绿藻(blue—green algae)，是一类进化历史悠久、革兰氏染色阴性、无鞭毛、含叶绿素a，但不含叶绿体(区别于真核生物的藻类)、能进行产氧性光合作用的大型单细胞原核生物。与光合细菌区别是：光合细菌(红螺菌)进行较原始的光合磷酸化作用，反应过程不放氧，为厌氧生物，而蓝细菌能进行光合作用并且放氧。它的发展使整个地球大气从无氧状态发展到有氧状态，从而孕育了一切好氧生物的进化和发展。
有鉴于此，本发明人经过多年试验，而完成本发明。经实际试验，本发明将蓝藻发酵后的煅烧粉末和可膨胀石墨协同改性氟橡胶，可以大幅改善氟橡胶的耐腐蚀性和耐摩擦性。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于阀门的改性防爆氟橡胶。
本发明所需要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现。
一种用于阀门的改性防爆氟橡胶，其由如下方法制备而成：
（1）发酵蓝藻：
将蓝藻加上干重的0.5倍处理液混合湿润，按照接种量0.5%接种嗜温鞘氨醇杆菌，37摄氏度发酵3-6小时；
所述处理液为：按照质量分数，1%葡萄糖，0.5-0.8%海藻糖；
（2）干燥煅烧：
将发酵后的蓝藻烘干后，400-450摄氏度煅烧3-5小时，过100目筛得蓝藻煅烧粉末备用；
（3）配置原料：
按照重量分数，氟橡胶100份，膨胀石墨2-4份，蓝藻煅烧粉末0.5-1.2份，氧化镁4份，过氧化二异丙苯2份，双酚AF 0.5份；
（4）按配方采用开炼机均匀混炼、薄通、下片，室温静置24 h;
平板硫化机硫化，一段和二段平板硫化条件分别为125 ℃ × 30min 和200 ℃ ×60min。
本发明所用的水是经活性炭或软水设备处理过的软水。
采用深圳新三思CMT-4104 型微机控制电子万能试验机测定材料拉伸性能，测试标准为GB/T 528-2009。
耐酸腐蚀性能按照GB /T 1690—2010 进行测试。将哑铃形试样浸于质量分数为20%的盐酸水热反应釜中，在100 ℃电热恒温鼓风干干燥箱中放置24 h，取出后进行力学性能测试。
耐热老化性能按GB /T 3512—2001 《硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》进行试验。将哑铃形试样在160 ℃的电热恒温鼓风干燥箱中放置24 h，取出后进行物理性能测试。
本发明的优点：
本发明提供了一种新型的优良改性氟橡胶，首次使用了独特发酵技术的蓝藻煅烧粉，可以和膨胀石墨协同大幅改善氟橡胶的各项性能。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明的具体实施例如以下说明。
实施例1
一种用于阀门的改性防爆氟橡胶，其由如下方法制备而成：
（1）发酵蓝藻：
将蓝藻加上干重的0.5倍处理液混合湿润，按照接种量0.5%接种嗜温鞘氨醇杆菌，37摄氏度发酵3小时；
所述处理液为：按照质量分数，1%葡萄糖，0.5%海藻糖；
（2）干燥煅烧：
将发酵后的蓝藻烘干后，400摄氏度煅烧3小时，过100目筛得蓝藻煅烧粉末备用；
（3）配置原料：
按照重量分数，氟橡胶100份，膨胀石墨4份，蓝藻煅烧粉末1.2份，氧化镁4份，过氧化二异丙苯2份，双酚AF 0.5份；
（4）按配方采用开炼机均匀混炼、薄通、下片，室温静置24 h;
平板硫化机硫化，一段和二段平板硫化条件分别为125 ℃ × 30min 和200 ℃ ×60min。
实施例2：
一种用于阀门的改性防爆氟橡胶，其由如下方法制备而成：
（1）发酵蓝藻：
将蓝藻加上干重的0.5倍处理液混合湿润，按照接种量0.5%接种嗜温鞘氨醇杆菌，37摄氏度发酵6小时；
所述处理液为：按照质量分数，1%葡萄糖，0.5-0.8%海藻糖；
（2）干燥煅烧：
将发酵后的蓝藻烘干后， 450摄氏度煅烧5小时，过100目筛得蓝藻煅烧粉末备用；
（3）配置原料：
按照重量分数，氟橡胶100份，膨胀石墨2份，蓝藻煅烧粉末0.5份，氧化镁4份，过氧化二异丙苯2份，双酚AF 0.5份；
（4）按配方采用开炼机均匀混炼、薄通、下片，室温静置24 h;
平板硫化机硫化，一段和二段平板硫化条件分别为125 ℃ × 30min 和200 ℃ ×60min。
实施例3
一种用于阀门的改性防爆氟橡胶，其由如下方法制备而成：
（1）发酵蓝藻：
将蓝藻加上干重的0.5倍处理液混合湿润，按照接种量0.5%接种嗜温鞘氨醇杆菌，37摄氏度发酵4小时；
所述处理液为：按照质量分数，1%葡萄糖，0.5-0.8%海藻糖；
（2）干燥煅烧：
将发酵后的蓝藻烘干后，420摄氏度煅烧3-5小时，过100目筛得蓝藻煅烧粉末备用；
（3）配置原料：
按照重量分数，氟橡胶100份，膨胀石墨3份，蓝藻煅烧粉末0.9份，氧化镁4份，过氧化二异丙苯2份，双酚AF 0.5份；
（4）按配方采用开炼机均匀混炼、薄通、下片，室温静置24 h;
平板硫化机硫化，一段和二段平板硫化条件分别为125 ℃ × 30min 和200 ℃ ×60min。
实施例4
对比例1，不加蓝藻发酵煅烧粉：
配置原料：
按照重量分数，氟橡胶100份，膨胀石墨3份，氧化镁4份，过氧化二异丙苯2份，双酚AF0.5份；
（4）按配方采用开炼机均匀混炼、薄通、下片，室温静置24 h;
平板硫化机硫化，一段和二段平板硫化条件分别为125 ℃ × 30min 和200 ℃ ×60min。
实施例5
对比例2，蓝藻不发酵煅烧粉：
（1）将蓝藻烘干后， 450摄氏度煅烧4小时，过100目筛得蓝藻煅烧粉末备用；
（2）配置原料：
按照重量分数，氟橡胶100份，膨胀石墨3份，蓝藻煅烧粉末0.8份，氧化镁4份，过氧化二异丙苯2份，双酚AF 0.5份；
（3）按配方采用开炼机均匀混炼、薄通、下片，室温静置24 h;
平板硫化机硫化，一段和二段平板硫化条件分别为125 ℃ × 30min 和200 ℃ ×60min。
实施例6 性能测试
制备相应测试标准样后进行测试，结果如下表所示：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 拉伸强度（MPa） | 15.8 | 14.9 | 16.9 | 7.8 | 9.8 |
| 断裂伸长率（%） | 405 | 398 | 426 | 182 | 201 |
| 热老化后拉伸强度（MPa） | 15.2 | 14.6 | 16.9 | 6.1 | 5.5 |
| 热老化后断裂伸长率（%） | 395 | 396 | 420 | 169 | 161 |
| 酸腐蚀后拉伸强度（MPa） | 15.1 | 14.2 | 16.7 | 7.2 | 6.9 |
| 酸腐蚀后断裂伸长率（%） | 392 | 408 | 420 | 152 | 140 |
如上表所示，本发明的改性氟橡胶具有很好的力学性能和抗热抗腐蚀性能。其中，蓝藻的特定发酵工艺非常重要，如果不进行发酵，则虽然力学性能有所改善，但是抗热抗腐蚀性反而降低了。
需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选具体的实施例，
若依本发明的构想所作变动，其产生的功能作用，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的范围内。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种用于阀门的改性防爆氟橡胶，其由如下方法制备而成：
（1）发酵蓝藻：
将蓝藻加上干重的0.5倍处理液混合湿润，按照接种量0.5%接种嗜温鞘氨醇杆菌，37摄氏度发酵3-6小时；
（2）干燥煅烧：
将发酵后的蓝藻烘干后，400-450摄氏度煅烧，过100目筛得蓝藻煅烧粉末备用；
（3）配置原料：
氟橡胶，膨胀石墨，蓝藻煅烧粉末，氧化镁，过氧化二异丙苯，双酚AF；
（4）按配方采用开炼机均匀混炼、薄通、下片，室温静置24 h;
平板硫化机硫化。
2.权利要求1所述的改性氟橡胶，其特征在于；
按照重量分数，氟橡胶100份，膨胀石墨2-4份，蓝藻煅烧粉末0.5-1.2份，氧化镁4份，过氧化二异丙苯2份，双酚AF 0.5份配置原料。
3.权利要求1或2所述的改性氟橡胶，其特征在于；
一段和二段平板硫化条件分别为125 ℃ × 30min 和200 ℃ × 60min。
4.权利要求1-3所述的改性氟橡胶，其特征在于；
所述处理液为：按照质量分数，1%葡萄糖，0.5-0.8%海藻糖。
5.权利要求1-4所述的改性氟橡胶，其特征在于；
将发酵后的蓝藻烘干后，400-450摄氏度煅烧3-5小时。
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