CN110591254B - 一种增强型氟橡胶23及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种增强型氟橡胶23及其制备方法，其配方组成为：氟橡胶23：70～80份、HTPB：18～20份、固化剂：1.5～2份、增容剂：2～3份、改性剂：0.8～1.2份。本发明通过采用HTPB预聚体、固化剂、增溶剂和改性剂在氟橡胶23中引入网状HTPB，在传统氟橡胶中加入弹性网络结构提高了氟橡胶23的弹性和低温力学性能。

Description

一种增强型氟橡胶23及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种增强型氟橡胶23及其制备方法。
背景技术
氟橡胶23为偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚物，其具有物理和化学性能稳定、电绝缘性能和抗辐射性能优异的特点，其广泛应用于航天、军工、汽车、石油化工工业等领域。但氟橡胶23的缺点是弹性和耐寒性能差，主要原因是氟橡胶中氟原子具有强负电性，其强的吸电子能力使聚合物分子链上C-C键能变更大，分子链的刚性较差。由于橡胶23的弹性和耐寒性不住，严重的影响了橡胶23成型件的低温环境适应性能，并限制了橡胶23的应用范围。因此，对氟橡胶23弹性和耐寒性的改善具有重要的现实意义。
本发明提供了一种增强型氟橡胶23及其制备方法，采用本发明方法能增加氟橡胶23的弹性并降低氟橡胶23的脆性温度，提高氟橡胶的综合性能，目前采用该方法对氟橡胶23进行增强尚未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种增强型氟橡胶23及其制备方法，提高氟橡胶23的弹性并降低氟橡胶23的脆性温度。
为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
一种增强型氟橡胶23，其配方组成(重量份数)为：氟橡胶23：70～80份、HTPB：18～20份、固化剂：1.5～2份、增容剂：2～3份、改性剂：0.8～1.2份。
所述的HTPB的平均分子量为1000～1500g/mol；
所述的固化剂为二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)；
所述的增容剂为乙烯基丙烯酸酯；
所述的改性剂为环氧丙烯酸树脂；
一种增强型氟橡胶23的制备方法，包括以下步骤：
步骤A：定量称取氟橡胶23，并将氟橡胶23加入乙酸丁酯中，配制成质量含量为7～9％的氟橡胶溶液；
步骤B：将步骤A得到的溶液用100目的筛网对过筛，除去其中的大颗粒预聚体；
步骤C：将步骤B得到的溶液加入真空搅拌器中，控制转速为100～150转每分钟，温度为室温；
步骤D：定量称取增容剂和改性剂，在搅拌条件下加入步骤C的溶液中，搅拌10～15分钟；
步骤E：定量称取HTPB和MDI，将MDI加入HTPB中手动搅拌均匀；
步骤F：将HTPB溶液加入这步骤D中的氟橡胶溶液，机械搅拌10～15分钟；
步骤F：开启加热和真空，控制加热温度为60～65℃，控制真空度为-3Mpa～-5Mpa，控制搅拌速率为80～100转每分钟，搅拌30～40min；
步骤G：步骤F结束后，调整加热温度为40～45℃，控制真空度为-8Mpa～-10Mpa，控制搅拌速率为20～30转每分钟，缓慢搅拌2～2.5小时；
步骤H：取出步骤G得到的粘稠状氟橡胶溶液，并将该溶液浇注到模具中；
步骤I：取出步骤H的模具放入真空烘箱中，控制真空度为-8Mpa～-10Mpa，温度为40～45℃，固化24～35小时使物料固化成型，然后开模即得所需的增强型氟橡胶23。
下面对本发明做进一步的解释和说明。
采用HTPB交联固化体系增强氟橡胶23可在氟橡胶体系中形成交联互传网络结构，提高氟橡胶23的弹性。
采用MDI为氟橡胶中HTPB的固化剂可增加HTPB中羟基参与反应固化反应的程度，提高交联固化密度。
采用乙烯基丙烯酸酯为增溶剂可提高HTPB和氟橡胶23的相容性和长链与短链的混合均匀性。
采用环氧丙烯酸树脂为改性剂可促进HTPB与氟橡胶的相容性，同时促进HTPB交联。
本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：
本发明通过采用HTPB预聚体、固化剂、增溶剂和改性剂在氟橡胶23中引入网状HTPB，在传统氟橡胶中加入弹性网络结构提高了氟橡胶23的弹性和低温力学性能。
具体实施方式
下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
实施例1：
一种增强型氟橡胶23及其制备方法，其配方组成(重量份数)为：氟橡胶23：74份、HTPB：20份、MDI：2份、乙烯基丙烯酸酯：3份、环氧丙烯酸树脂：1份。
步骤A：定量称取氟橡胶23，并将氟橡胶23加入乙酸丁酯中，配制成质量含量为7％的氟橡胶溶液。
步骤B：将步骤A得到的溶液用100目的筛网对过筛，除去其中的大颗粒预聚体；
步骤C：将步骤B得到的溶液加入真空搅拌器中，控制转速为150转每分钟，温度为室温；
步骤D：定量称取增容剂和改性剂，在搅拌条件下加入步骤C的溶液中，搅拌13分钟；
步骤E：定量称取HTPB和MDI，将MDI加入HTPB中手动搅拌均匀；
步骤F：将HTPB溶液加入这步骤D中的氟橡胶溶液，机械搅拌13分钟；
步骤F：开启加热和真空，控制加热温度为65℃，控制真空度为-3Mpa，控制搅拌速率为100转每分钟，搅拌30min；
步骤G：步骤F结束后，调整加热温度为45℃，控制真空度为-8Mpa，控制搅拌速率为30转每分钟，缓慢搅拌2小时；
步骤H：取出步骤G得到的粘稠状氟橡胶溶液，并将该溶液浇注到模具中；
步骤I：取出步骤H的模具放入真空烘箱中，控制真空度为-9Mpa，温度为42℃，固化25小时使物料固化成型，然后开模即得所需的增强型氟橡胶23。
所得的增强型氟橡胶23的各项质量指标如下：
脆性温度：-35℃；
氟橡胶的伸长率：380％；
拉伸强度：20MPa；
实施例2：
一种增强型氟橡胶23及其制备方法，其配方组成(重量份数)为：氟橡胶23：77份、HTPB：18份、MDI：1.8份、乙烯基丙烯酸酯：2份、环氧丙烯酸树脂：1.2份。
步骤A：定量称取氟橡胶23，并将氟橡胶23加入乙酸丁酯中，配制成质量含量为7.5％的氟橡胶溶液。
步骤B：将步骤A得到的溶液用100目的筛网对过筛，除去其中的大颗粒预聚体；
步骤C：将步骤B得到的溶液加入真空搅拌器中，控制转速为120转每分钟，温度为室温；
步骤D：定量称取增容剂和改性剂，在搅拌条件下加入步骤C的溶液中，搅拌13分钟；
步骤E：定量称取HTPB和MDI，将MDI加入HTPB中手动搅拌均匀；
步骤F：将HTPB溶液加入这步骤D中的氟橡胶溶液，机械搅拌15分钟；
步骤F：开启加热和真空，控制加热温度为65℃，控制真空度为-3Mpa，控制搅拌速率为100转每分钟，搅拌35min；
步骤G：步骤F结束后，调整加热温度为43℃，控制真空度为-8Mpa，控制搅拌速率为30转每分钟，缓慢搅拌2.5小时；
步骤H：取出步骤G得到的粘稠状氟橡胶溶液，并将该溶液浇注到模具中；
步骤I：取出步骤H的模具放入真空烘箱中，控制真空度为-9Mpa，温度为45℃，固化30小时使物料固化成型，然后开模即得所需的增强型氟橡胶23。
所得的增强型氟橡胶23的各项质量指标如下：
脆性温度：-32℃；
氟橡胶的伸长率：350％；
拉伸强度：21.5MPa；
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (6)

1.一种增强型氟橡胶23，其特征在于，其配方组成按照重量份数计包括以下组分：氟橡胶23：70～80份、HTPB：18～20份、固化剂：1.5～2份、增容剂：2～3份、改性剂：0.8～1.2份。
2.根据权利要求1所述的增强型氟橡胶23，其特征在于，所述HTPB的平均分子量为1000～1500g/mol。
3.根据权利要求1所述的增强型氟橡胶23，其特征在于，所述的固化剂为二苯甲烷二异氰酸酯。
4.根据权利要求1所述的增强型氟橡胶23，其特征在于，所述的增容剂为乙烯基丙烯酸酯。
5.根据权利要求1所述的增强型氟橡胶23，其特征在于，所述的改性剂为环氧丙烯酸树脂。
6.一种增强型氟橡胶23的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：按照以下重量份数准备原料：氟橡胶23：70～80份、HTPB：18～20份、固化剂：1.5～2份、增容剂：2～3份、改性剂：0.8～1.2份；
将氟橡胶23加入乙酸丁酯中，配制成质量分数为7～9％的氟橡胶溶液；
步骤B：将步骤A得到的溶液用100目的筛网对过筛，除去其中的大颗粒预聚体；
步骤C：将步骤B得到的溶液加入真空搅拌器中，控制转速为100～150转每分钟，温度为室温；
步骤D：称取增容剂和改性剂，在搅拌条件下加入步骤C的溶液中，搅拌10～15分钟；
步骤E：称取HTPB和固化剂，将固化剂加入HTPB中手动搅拌均匀得到HTPB溶液；
步骤F：将HTPB溶液加入步骤D中的氟橡胶溶液，机械搅拌10～15分钟；开启加热和真空，控制加热温度为60～65℃，控制真空度为-3Mpa～-5Mpa，控制搅拌速率为80～100转每分钟，搅拌30～40min；
步骤G：步骤F结束后，调整加热温度为40～45℃，控制真空度为-8Mpa～-10Mpa，控制搅拌速率为20～30转每分钟，缓慢搅拌2～2.5小时；
步骤H：取出步骤G得到的粘稠状氟橡胶溶液，并将该溶液浇注到模具中；
步骤I：取出步骤H的模具放入真空烘箱中，控制真空度为-8Mpa～-10Mpa，温度为40～45℃，固化24～35小时使物料固化成型，然后开模即得所需的增强型氟橡胶23。
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