CN112322229A - 一种室温硫化氟橡胶密封剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种室温硫化有机氟橡胶密封剂，它是由基膏和硫化膏两个组分制备而成。其中基膏包含氟橡胶，混合溶剂，吸酸剂，补强剂，增粘剂；硫化膏包含氟橡胶硫化剂，溶剂。该密封剂力学性能良好，耐燃油性能优异，可根据氟橡胶胶种调节使用温度范围，是一种良好的航空密封剂。

Description

一种室温硫化氟橡胶密封剂

技术领域

本发明属于高分子材料及其生产技术领域，具体涉及一种室温硫化氟橡胶密封剂。

背景技术

整体油箱是飞机油箱设计和制造的主流方式，需要配合使用航空密封剂材料对油箱进行密封，以防漏油等安全隐患。随着航空技术的不断发展，飞行器巡航速度也不断加快，这导致了飞行器表面温度随之升高，甚至超过200℃。传统的聚硫密封剂在超过110℃的环境下会有失效隐患，这就要求新型的航空密封剂能够耐受在耐受燃油侵蚀的情况下，提高使用温度，满足飞行器的使用需求。目前对于高温环境下使用的飞机油箱的密封材料采用聚硫代醚密封剂，但是目前结果显示聚硫代醚最高使用温度不能超过180℃，仍旧不能满足部分高速飞行器的苛刻需求。

《涂料工业》2007，Vol.37，No.12：27-29上公开的氟橡胶涂层垫片的研究，以偏氟乙烯氟橡胶100份、溶剂280份、炭黑25份、吸酸剂12份、硫化剂4.5份、苯基甲基聚硅氧烷树脂5份、二硫化钼5份生产的氟橡胶涂料施工于不锈钢底材表面，经硫化后制备氟橡胶涂层气缸垫片产品。实验结果表明，由此种氟橡胶涂料所制备的氟橡胶涂层金属密封垫片性能稳定，能在250℃左右的高温下正常工作，对防冻液有良好耐性，符合汽车及摩托车发动机的工况要求。

《合成橡胶工业》2014，Vol.5，No.15：188-193上研究了的端羧基液体氟橡胶的合成及固化性能，以高相对分子质量偏氟乙烯(VDF)一六氟丙烯(HFP)一四氟乙烯(TFE)共聚物为原料，采用一步氧化降解法制备了低相对分子质量的端羧基液体氟橡胶，以六亚甲基二异氰酸酯三聚体为交联剂，对其进行交联固化，当NCO/COOH为1.20时，固化产物的物理机械性能较好，在800℃时其残炭率为35％，较端羧基液体氟橡胶有所提高。

《涂料工业》2005，Vol.35，No.10：56-57上公开的氟橡胶防腐蚀涂料的研究工作，绍了氟橡胶及特性，以及在防腐蚀涂料领域的研究应用进展，并简单介绍了氟橡胶防腐蚀涂料的制备方法及涂装工艺等，展望了该种涂料的研究方向。

上述氟橡胶材料研究中均未提及氟橡胶密封剂的制备及其性能。

发明专利CN201611109516.5公开了一种UV自交联型氟橡胶及其制备方法，该专利采用含有双键的丙烯酸酯基团的氟橡胶材料，加入光引发剂后采用室温紫外光固化方式，在室温下完成硫化。

发明专利CN201310421869.9公开了一种氟橡胶涂料及其制备方法，其制备方法是将氟橡胶放入开式炼胶机中塑炼，再加入填料和硫化剂，在密炼机上混炼5次，切片，然后将其加入到有机溶剂中，同时加入硅树脂，进行搅拌、分散，待混合均匀后，加入流平剂和消泡剂，搅拌、分散均匀，然后投入砂磨机砂磨3遍，砂磨完毕后经过过滤系统过滤，制得氟橡胶涂料；所制得的氟橡胶涂料可用于机动车、石油化工、制冷、航空航天等领域的密封材料的制备。

发明专利CN201710236681.5公开了本发明具体涉及一种环氧树脂类金属重防腐涂料，其包括以下重量份的组分：氟橡胶乳液20～30份，环氧树脂10～20份，丙烯酸树脂5～15份，水滑石10～20份，气相二氧化硅5～15份，硅微粉5～15份、表面活性剂1～3份，助剂5～10份，钼酸盐防锈颜料5～8份，有机溶剂30～40份。该发明的环氧树脂类金属重防腐涂料能形成致密的抗渗透性漆膜，具有良好的耐酸、碱、盐腐蚀，耐大气腐蚀和耐磨损、涂层附着力强、柔韧性好、抗冲击能力强；适用海洋石油钻井平台驻船舶、油气田输油、气、水管道、城市自来水、煤气管道、矿山和矿井下设施、机车车辆等钢结构和钢筋混凝土结构的防腐。

上述专利涉及氟橡胶材料主要涉及室温硫化防腐涂层材料，并未提及室温硫化胶黏剂类氟橡胶材料。

发明内容

鉴于现有技术的上述情况，本发明的目的是提供一种室温硫化氟橡胶密封剂，本发明的室温硫化氟橡胶密封剂具有耐高温耐介质性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种室温硫化氟橡胶密封剂，其特征在于：它由基膏和硫化膏两个组分混合而成，基膏的组分及其质量百分比为：

所述的固体氟橡胶是采用的是氟23，氟26，氟246、氟醚橡胶中的一种；

所述的补强填料是炭黑和碳酸钙、玻璃微珠、硫酸钡、石墨烯、二氧化钛、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种；

所述的吸酸剂是氧化锌、氢氧化钙、氧化镁的一种或多种；

所述的增粘树脂可以是环氧树脂牌号E-44，E51、F-44中的一种或几种；

所述的溶剂是乙酸乙酯、丙酮、乙酸丁酯中的一种或几种的混合物；

硫化膏的组分及其质量份数为：

硫化剂 10％～20％

溶剂 80％～90％

所述的硫化剂可以是胺类硫化剂、过氧化物硫化剂和异氰酸酯硫化剂中的一种；

所述溶剂可以是乙酸乙酯、丙酮、乙酸丁酯中的一种或几种的混合物；

上述的基膏和硫化膏可以采用相同的方法炼制：将配方中的各组分按比例称量，将称取的物料混合均匀，采用高速搅拌设备混合至均一溶液或膏状粘稠液体。

上述密封剂在使用时按照基膏和硫化膏重量比100∶(3～10)配制，混合均匀即可使用，密封剂在室温下即可固化。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、采用氟橡胶作为密封剂的生胶，保证密封剂耐介质性能的同时，提高了密封剂使用的温域范围。

2、氟橡胶密封剂可在室温下硫化，优化了使用工艺，满足航空工业使用需求。

具体实施方式

为了更清楚地理解本发明的目的、技术方案及优点，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。

本发明技术方案实施中密封剂的各组分及其用量如表1所示。表1中每一个序号代表一种密封剂的实施例，具体的性能测试值如表2所示。以表1中序号1#的实施为例，密封剂的制备方法的步骤如下：

(1)氟橡胶的混炼：准确称取48份(重量份，下同)液体聚硫橡胶、48份炭黑N990、4份氧化锌备用。将氟橡胶放入两辊研磨机中塑炼3～5遍后，加入炭黑和氧化锌，继续混炼5次，直至胶片呈均一黑色；

(2)基膏的配置：将50份混炼后的氟橡胶胶片、45份乙酸乙酯和5份E-44环氧树脂混合后，进行高速搅拌搅拌、分散，制得密封剂基膏；

(3)硫化膏的配制：准确称取10份N,N-二次肉桂基-1，6-己二胺，分散在90份乙酸乙酯中，经溶解搅拌后静置待用；

(4)密封剂样品的制备：将基膏和硫化膏按照100：5的比例混合，用腻子刀反复刮抹，直到硫化剂完全被基膏所吸收，证明混合均匀。在混合过程中需要均匀用力，以便排除密封胶中的气泡，以防造成力学性能的下降。

(5)密封胶样品的硫化：所有密封剂样品在23±2℃，相对湿度50±5％的条件硫化。标准硫化时间为7天，随后可进行测试。

(6)密封胶样品测试涉及到的相关标准为：

密度：GB/T 533

硬度：GB/T 531

拉伸强度：GB/T 528

剥离强度：HB 5249

表1室温硫化氟橡胶密封剂配方中各组分的组合及用量

表2室温硫化氟橡胶密封剂硫化后性能

由表2数据可知，室温硫化氟橡胶密封剂硫化后性能良好，具有相当的弹性和力学性能，在300℃下经过100小时热空气老化后，依然保持一定的弹性，耐高温老化性能良好。

本发明采用氟橡胶混炼胶为基胶，通过混合溶剂溶解分散后制备成基膏，将氟橡胶硫化剂分散于溶剂中制备成硫化膏。在使用时将基膏和硫化膏两个组分混合后，即可在油箱部位施工，硫化完全后可以起到良好的密封效果。本发明的室温硫化氟橡胶密封剂具备良好的耐燃油性能，可用于耐高温飞行器整体油箱密封剂，广泛应用于高速飞行器的整体油箱密封。

Claims (8)

1.一种室温硫化氟橡胶密封剂，其特征在于：由基膏和硫化膏两个组分混合而成，基膏和硫化膏的质量比为100∶(3～10)，其中：

基膏的组分及其质量百分比为：

硫化膏的组分及质量百分比为：

硫化剂 10～20％

溶剂 80～90％。

2.按照权利要求1所述的室温硫化氟橡胶密封剂，其中所述固体氟橡胶为氟23，氟26，氟246中的一种。

3.按照权利要求1所述的室温硫化氟橡胶密封剂，其中补强填料包括炭黑。

4.按照权利要求3所述的室温硫化氟橡胶密封剂，其中补强填料还包括碳酸钙、玻璃微珠、硫酸钡、石墨烯、二氧化钛、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种的混合物。

5.按照权利要求1所述的室温硫化氟橡胶密封剂，其中所述吸酸剂是氧化锌、氢氧化钙、氧化镁的一种或多种的混合物。

6.按照权利要求1所述的室温硫化氟橡胶密封剂，其中所述增粘树脂是环氧树脂。

7.按照权利要求1所述的室温硫化氟橡胶密封剂，其中所述硫化剂是胺类硫化剂或过氧化物硫化剂。

8.按照权利要求1所述的室温硫化氟橡胶密封剂，其中所述溶剂是乙酸乙酯、丙酮、乙酸丁酯中的一种或几种的混合物。