CN109265878A - 一种高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶及其制备方法，高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶由以下重量百分比的组分构成：氟橡胶75‑85%；高品炭黑6.0‑10.0%；专用聚酯3.0‑6.0%；高品吸酸剂4.0‑6.0%；加工助剂0.5‑1.0%；特种硫化剂1.0‑2.0%。本发明提供的一种高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶及其制备方法，所制备的胶料具有独特的高扯断伸长率、优异的耐曲挠疲劳性，所加工的产品，在使用环境下有具有氟胶耐高温、耐油、耐腐蚀、耐臭氧、耐热氧老化时，更具有优异的动态疲劳性、较好的耐寒性等特点。
Description
技术领域
本发明属于橡胶材料领域，特别涉及一种高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶及其制备方法。
背景技术
用于矿山工程机械、汽车制造、蓄能器等方面的隔膜在做周期性的往复运动时，为保证密封，要求材料在耐高温的情况下，耐多种介质、耐天候老化、较高的强度、高的扯断伸长率、优良的耐曲挠疲劳，较好的低温性能。人们优先考虑采用氟橡胶。
氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上接有氟原子的合成高分子弹性体。氟原子电负性极强、碳-氟键能大、共价键半径小(仅为碳-碳键的一半)，把碳-碳主链很好的屏蔽起来，保证了碳-碳链的稳定性，因此，氟原子的引入，赋予了氟橡胶制品在使用环境下许多优异的性能：
1.高度的化学稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种，如耐石油基油类、双酯类油、硅醚类油、硅酸类油，乃无机酸，耐多数有机、无机溶剂、药品等。
2.耐高温性，是目前弹性体中最好的。二元氟胶通常在250℃下可长期使用，300℃下短期使用；三元氟胶耐热性更好，可在300℃下可长期使用，400℃下短期使用。
3.耐老化性。氟橡胶具有极好的耐天候老化性能，耐臭氧性能。
4.极好的真空性能。
5.透气性小，电性能较好，机械性能优良。
正是由于氟橡胶具有的前述许多优良特性，已重点应用于现代航空、导弹、火箭、宇宙航行、舰艇、原子能等尖端技术及汽车、造船、化学、石油、仪器、机械等工业领域。
目前所公开的信息，氟胶耐高温、耐多种介质、耐天候老化、较高的强度、较低的耐寒性均能满足要求，但扯断伸长率不高(≤300％)，耐曲挠疲劳性差。因此，同时要求高扯断伸长率、优异的耐曲挠疲劳性，还无法满足。
发明内容
针对上述问题，本发明了提供一种高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶，在使用环境下耐高温、耐油、耐腐蚀、耐臭氧、耐热氧老化时，更具有优异的耐曲挠疲劳性、较好的耐寒性，适合用于制作矿山工程机械、汽车制造、蓄能器等方面的隔膜。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶，由以下重量百分比的组分构成：
氟橡胶75-85％；
高品炭黑6.0-10.0％；
专用聚酯3.0-6.0％；
高品吸酸剂4.0-6.0％；
加工助剂0.5-1.0％；
特种硫化剂1.0-2.0％。
优选的，所述高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶，由以下重量百分比的组分构成：
氟橡胶79.08％；
高品炭黑7.91％；
专用聚酯4.74％；
高品吸酸剂5.54％；
加工助剂0.79％；
特种硫化剂1.94％。
优选的，所述氟橡胶牌号为Flurine26302。
优选的，所述高品炭黑为卡博特N326。
优选的，所述专用聚酯为Santicizer409A。
优选的，所述高品吸酸剂为NICC5000和Kyowamag150。
优选的，所述加工助剂为HoneywellAC-617。
优选的，所述特种硫化剂为双酚AF和BPP(苄基三苯基氯化磷)。
优选的，所述炭黑与所述氟橡胶的重量比例至少为1：10。这样的比例可以保证在橡胶满足性能的基础上改善加工工艺性能。
本发明还提供所述高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)备料：根据上述的配比，将氟橡胶、高品炭黑、专用聚酯、高品吸酸剂、加工助剂分别称重后混合形成配料A，将特种硫化剂称重形成配料B；
(2)第一道混炼：将配料A中除高品炭黑、专用聚酯外的组分投入密炼机混炼50～70秒后提锤清扫，然后投入炭黑、软化增塑剂压锤混炼90～120秒再次提锤清扫，然后投入配料B，压锤混炼60～90秒卸料，温度110～120℃，到开料机上小辊距过辊2-4次后出片，制成混炼胶；
(3)混炼胶停放：将第一道混炼制得的混炼胶在室温停放8～24小时；
(4)第二道回炼：停放胶投入密炼机混炼30～50秒，然后在提栓后继续混炼40～60秒后，温度不高于90℃卸料到开料机，在开炼机上小辊距过辊2-4次后捣胶均匀出片；
(5)包装：将第二道回炼后的混炼胶冷却到室温后，密封包装，完成制备。
第(2)和(4)步骤中，混炼与回炼中并保证混炼时间、混炼温度，可以保证各组分均匀混合、分散，低分子物质的挥发及加工的安全性。
第(3)步骤中，混炼胶停放一定时间，可以使各组分与氟胶充分浸润，利于各组分与氟橡胶的混合、分散均匀。
第(3)步骤中，密封包装使混炼胶中极容易吸潮的吸酸剂与外界隔离，避免吸潮，避免混炼胶早期硫化，焦烧性能变差，保证混炼胶加工性能与物理性能的稳定。
本发明选用低门尼氟橡胶Flurine26302作为胶料的主体材料，其分子主链为饱和碳链，主链或侧链的碳原子上接有氟原子。氟原子的引入，赋予了氟橡胶制品在使用环境下耐高温、耐油、耐腐蚀、耐臭氧、耐热氧老化；低门尼对耐曲挠疲劳性和耐寒性有利；本发明配方中采用高品炭黑N326，在提高硬度有限情况下明显提高胶料的拉伸强度与扯断伸长率，改善加工工艺；专用聚酯Santicizer409A的添加在不明显影响胶料的耐热性能时，改善橡胶的加工性、提高扯断伸长率、优异的耐曲挠疲劳性、提高耐曲挠疲劳和耐寒性；高品吸酸剂NICC5000、Kyowamag150的使用，吸收氟胶硫化时产生的氢氟酸，降低了对模具的污染，提高胶料耐热性、加工性、耐焦烧性；特种硫化剂AF和BPP的合理搭配使用，胶料具有合适的空间网络结构，保证了硫化胶合适的硬度、较高的强度、高的扯断伸长率，也保证了产品的耐热性、耐油、耐腐蚀、耐臭氧、耐热氧老化、耐屈挠曲挠疲劳和较好的耐寒性。
同时，采用了先进的生产工艺，保证了产品性能的实现和质量稳定。
本发明具有在使用环境下耐热性、耐油、耐腐蚀、耐臭氧、耐热氧老化、耐屈曲挠疲劳和较好的耐寒性，适合用于制作矿山工程机械、汽车制造、蓄能器等方面的隔膜。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，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作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。
一种高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶，由以下重量百分比的组分构成：
氟橡胶75-85％；
高品炭黑6.0-10.0％；
专用聚酯3.0-6.0％；
高品吸酸剂4.0-6.0％；
加工助剂0.5-1.0％；
特种硫化剂1.0-2.0％。
实施例：
按照表1中的成分比例进行实施例1～4高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶的生产。
按照以下步骤制造本发明的高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶：
(1)备料：根据上述的配比，将氟橡胶、高品炭黑、专用聚酯、高品吸酸剂、加工助剂分别称重后混合形成配料A，将特种硫化剂称重形成配料B；
(2)第一道混炼：将配料A中除高品炭黑、专用聚酯外的组分投入密炼机混炼50～70秒后提锤清扫，然后投入炭黑、软化增塑剂压锤混炼90～120秒再次提锤清扫，然后投入配料B，压锤混炼60～90秒卸料，温度110～120℃，到开料机上小辊距过辊2-4次后出片，制成混炼胶；
(3)混炼胶停放：将第一道混炼制得的混炼胶室温停放8～24小时；
(4)第二道回炼：将停放后的混炼胶投入密炼机混炼30～50秒，然后在提栓后继续混炼40～60秒后，温度不高于90℃卸料到开料机，在开炼机上小辊距过辊2-4次后捣胶均匀出片；
(5)包装：混炼胶冷却到室温后，密封包装，完成制备。
表1实施例1～4中各成分的重量百分比
表1中，氟橡胶牌号为Flurine26302。
高品炭黑为卡博特N326。
专用聚酯是为Santicizer409A。
高品吸酸剂为NICC5000和Kyowamag150。
加工助剂为HoneywellAC-617。
特种硫化剂是双酚AF和BPP。
表2实施例1～4制备的混炼时间
表3实施例1～4橡胶材料的物理性能测试结果
从表3可以看到，本发明实施例1～4的橡胶材料不仅具有较低的硬度、较高的拉伸强度、高的扯断伸长率，还具有优良的综合性能，而且具有耐高温、耐油、耐腐蚀、耐臭氧、耐热氧老化、耐曲挠龟裂、较低脆性温度的特点，在使用环境下可以长时间使用，非常适合于制作矿山工程机械、汽车制造、蓄能器等方面的隔膜。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶，其特征在于，由以下重量百分比的组分构成：
氟橡胶75-85％；
高品炭黑6.0-10.0％；
专用聚酯3.0-6.0％；
高品吸酸剂4.0-6.0％；
加工助剂0.5-1.0％；
特种硫化剂1.0-2.0％。
2.根据权利要求1所述的高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶，其特征在于，所述氟橡胶牌号为Flurine26302。
3.根据权利要求1所述的高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶，其特征在于，所述高品炭黑为卡博特N326。
4.根据权利要求1所述的高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶，其特征在于，所述专用聚酯为Santicizer409A。
5.根据权利要求1所述的高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶，其特征在于，所述高品吸酸剂为NICC5000和Kyowamag150。
6.根据权利要求1所述的高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶，其特征在于，所述加工助剂为HoneywellAC-617。
7.根据权利要求1所述的高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶，其特征在于，所述硫化剂为双酚AF和BPP。
8.根据权利要求1所述的高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶，其特征在于，所述高品炭黑与所述氟橡胶的重量比例至少为1：10。
9.如权利要求1所述的高扯断伸长率优异的耐曲挠疲劳性氟橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)备料：根据上述重量百分比将氟橡胶、高品炭黑、专用聚酯、高品吸酸剂、加工助剂分别称重后混合形成配料A，将特种硫化剂称重形成配料B；
(2)第一道混炼：将配料A中除高品炭黑、专用聚酯外的组分投入密炼机混炼50～70秒后提锤清扫，然后投入炭黑、软化增塑剂压锤混炼90～120秒再次提锤清扫，然后投入配料B，压锤混炼60～90秒卸料，温度110～120℃，到开料机上小辊距过辊2-4次后出片，制成混炼胶；
(3)混炼胶停放：将第一道混炼制得的混炼胶在室温停放8～24小时；
(4)第二道回炼：将停放后的混炼胶投入密炼机混炼30～50秒，然后在提栓后继续混炼40～60秒后，温度不高于90℃卸料到开料机，在开炼机上小辊距过辊2-4次后捣胶均匀出片；
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