CN112457674A - 一种高性能氟复合密封材料及其制备方法 - Google Patents

一种高性能氟复合密封材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能氟复合密封材料及其制备方法，包括下述重量配比（%）的组分：γ‑三氟丙基甲基聚硅氧烷聚合物10‑50；高活性氧化镁5‑10；硬脂酸5‑15；丁二氧化铈5‑20；高纯氧化钙5‑10；白炭黑10‑20；乙烯基三特丁基过氧硅烷5‑10；双二五和DCP 5‑10；共聚物10‑40；氧化石墨烯5‑10；氟树脂5‑8；高活性氧化锌5‑8；氟化钙5‑8；全氟聚醚油5‑10；白炭黑10‑20；硫化剂HBTBP5‑8。本发明改变了单一氟橡胶耐低温和弹性差等因素，同时也改变了单一硅橡胶或氟硅橡胶机械强度和压缩蠕变差等缺陷，耐低温‑68℃至‑92℃，耐高温250℃至350℃，机械强度大幅提高。

Description

一种高性能氟复合密封材料及其制备方法
技术领域
本发明属于密封材料技术领域，具体涉及一种高性能氟复合密封材料及其制备方法。
背景技术
随着国民经济，特别是自动化工业的高速发展对橡胶制品的需求量惊人。例如：密封制品，大多进口于德国、日本产品，成本高货期长等因素，中国最早于1966年由中科院和上海有机氟研讨所制得相当于美国氟硅橡胶生胶，国内随后出现不同级别的氟橡胶，大多应用在民用各种机械及设备的配套原件，从而是一种不可替代的主要产品。但其产品性能和质量直接影响到主机及相关机械的使用性能和使用寿命，特别是一些与安全有关的产品，如汽车刹车皮膜、皮碗，在汽车行驶中发挥着至关重要的作用。20世纪末以来，世界制造业和工程技术领域进入数字化制造及新材料新技术为代表的工业革命时代，对橡胶制品提出了更加苛刻的性能要求(特别是在国防工业，如航海、航空和尖端科学技术如卫星器械等)而后到国民经济领域，因此开发出一种综合性能高的氟复合材料，是一项具有社会价值意义的事情，那么只有好的配方和合理的制造工艺才能生产出高性能高质量的产品。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种改性聚氨酯专用密封材料及其制备方法，本发明不仅能够提高聚酯材料的机械力学性，而且大幅提高耐高低温、耐黄变、耐磨损、耐多种液压油介质，是一种高综合、高性能密封制品材料。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种高性能氟复合密封材料，包括以下两组分：
第一组分包括下述重量配比的组分：①γ-三氟丙基甲基聚硅氧烷聚合物10-50％；②高活性氧化镁5-10％；③硬脂酸5-15％；④丁二氧化铈5-20％；⑤高纯氧化钙5-10％；⑥白炭黑10-20％；⑦乙烯基三特丁基过氧硅烷5-10％；⑧双二五和DCP 5-10％；
第二组份包括下述重量配比的组分：①共聚物为10-40％；②氧化石墨烯5-10％；③氟树脂5-8％；④高活性氧化锌5-8％；⑤氟化钙5-8％；⑥全氟聚醚油5-10％；⑦白炭黑10-20％；⑧硫化剂HBTBP5-8％。
进一步的，所述共聚物为偏氟乙烯、四氟乙烯或全氟丙烯中的至少两种组成的共聚物。
本发明所述的高性能氟复合密封材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)第一组分的混炼：将第一组分中的各组分称重量后放入实验型混炼机中，温度控制在18℃-28℃进行混炼；
(2)第二组分的混炼：先将共聚物放入实验型混炼机中，温度控制在18℃-35℃之间进行混炼；当共聚物缠绕在滚筒时，再将氧化石墨烯、氟树脂、高活性氧化锌、氟化钙、全氟聚醚油、白炭黑分别加入到共聚物中薄通6次-8次，至使全部材料融合在一起，再加入硫化剂HBTBP；
(3)第一组份和第二组份的混合混炼：将步骤(1)混炼后的第一组分和步骤(2)加入硫化剂HBTBP后的第二组分共同加入混炼机中再次混合混炼，滚筒温度控制在18℃-35℃；等待第一组分和第二组分融合后得到高性能氟复合密封材料。
进一步的，所述步骤(1)中现将第一组分中的γ-三氟丙基甲基聚硅氧烷聚合物压炼5min，然后依次加入高活性氧化镁、硬脂酸、丁二氧化铈、高纯氧化钙、白炭黑、乙烯基三特丁基过氧硅烷、双二五和DCP，在18℃-28℃进行混炼后，薄通6-8次停放待用。
本发明的有益效果：本发明不仅改变了单一氟橡胶耐低温和弹性差等因素，同时也改变了单一硅橡胶或氟硅橡胶机械强度和压缩蠕变差等缺陷。从而使它们复合并用后可调试出耐低温-68℃至-92℃，耐高温可调试达到250℃至350℃；机械强度大幅提高，更好的是耐介质可达1800多种来满足各领域高速发展的需求。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
一种高性能氟复合密封材料，包括以下两组分：
第一组分包括下述重量配比的组分：①γ-三氟丙基甲基聚硅氧烷聚合物10-50％；②高活性氧化镁5-10％；③硬脂酸5-15％；④丁二氧化铈5-20％；⑤高纯氧化钙5-10％；⑥白炭黑10-20％；⑦乙烯基三特丁基过氧硅烷5-10％；⑧双二五和DCP 5-10％；
第二组份包括下述重量配比的组分：①共聚物为10-40％；②氧化石墨烯5-10％；③氟树脂5-8％；④高活性氧化锌5-8％；⑤氟化钙5-8％；⑥全氟聚醚油5-10％；⑦白炭黑10-20％；⑧硫化剂HBTBP5-8％。
进一步的，所述共聚物为偏氟乙烯、四氟乙烯或全氟丙烯中的至少两种组成的共聚物。
本发明所述的高性能氟复合密封材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)第一组分的混炼：将第一组分中的各组分称重量后放入实验型混炼机中，温度控制在18℃-28℃进行混炼；具体为：先将第一组分中的γ-三氟丙基甲基聚硅氧烷聚合物压炼5min，然后依次加入高活性氧化镁、硬脂酸、丁二氧化铈、高纯氧化钙、白炭黑、乙烯基三特丁基过氧硅烷、双二五和DCP，在18℃-28℃进行混炼后，薄通6-8次停放待用；
(2)第二组分的混炼：先将共聚物放入实验型混炼机中，温度控制在18℃-35℃之间进行混炼；当共聚物缠绕在滚筒时，再将氧化石墨烯、氟树脂、高活性氧化锌、氟化钙、全氟聚醚油、白炭黑分别加入到共聚物中薄通6次-8次，至使全部材料融合在一起，再加入硫化剂HBTBP；
(3)第一组份和第二组份的混合混炼：将步骤(1)混炼后的第一组分和步骤(2)加入硫化剂HBTBP后的第二组分共同加入混炼机中再次混合混炼，滚筒温度控制在18℃-35℃；等待第一组分和第二组分融合后得到高性能氟复合密封材料。
实施例1
本实施例的高性能氟复合密封材料的制备方法如下：
(1)先将第一组分中以100g为例：①γ-三氟丙基甲基聚硅氧烷聚合物30g；②高活性氧化镁10g；③硬脂酸10g；④丁二氧化铈10g；⑤高纯氧化钙5g；⑥用羟基氟硅油加工后的白炭黑15g；⑦乙烯基三特丁基过氧硅烷10g；⑧双2.5和DCP并用后分别为7g/3g。称重量后放入实验型混炼机中，温度控制在18℃-28℃之间进行混炼。结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002747234180000051
(2)再将第二组分中以100g为例：①三元共聚物或两元共聚物30g；②氧化石墨烯10g；③氟树脂8g；④高活性氧化锌10g；⑤氟化钙6g；⑥全氟聚醚油10g；⑦白炭黑20g；⑧硫化剂HBTBP6g，称重量后待用。先将①号共聚物为30g放入实验型混炼机中温度控制在18℃-35℃之间进行混炼；当共聚物分别缠绕在滚筒时，再将②号氧化石墨烯③号氟树脂④号高活性氧化锌⑤号氟化钙⑥号全氟聚醚油⑦号白炭黑分别加入到①号共聚物中薄通6次-8次，至使全部材料融合在一起。再将⑧号硫化剂HBTBP分别加入该材料中。结果如表2所示。
表2
Figure BDA0002747234180000052
Figure BDA0002747234180000061
(3)将第一组份和第二组分加入混炼机中再次混合混炼，滚筒温度控制在18℃-35℃；等待第一组份和第二组分融合后得到的就是一种高性能氟复合密封材料。结果如表3所示。
表3
Figure BDA0002747234180000062
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种高性能氟复合密封材料，其特征在于包括以下两组分：
第一组分包括下述重量配比的组分：①γ-三氟丙基甲基聚硅氧烷聚合物10-50%；②高活性氧化镁5-10%；③硬脂酸5-15%；④丁二氧化铈5-20%；⑤高纯氧化钙5-10%；⑥白炭黑10-20%；⑦乙烯基三特丁基过氧硅烷5-10%；⑧双二五和DCP 5-10%；
第二组份包括下述重量配比的组分：①共聚物为10-40%；②氧化石墨烯5-10%；③氟树脂5-8%；④高活性氧化锌5-8%；⑤氟化钙5-8%；⑥全氟聚醚油5-10%；⑦白炭黑10-20%；⑧硫化剂HBTBP5-8%。
2.根据权利要求1所述的高性能氟复合密封材料，其特征在于：所述共聚物为偏氟乙烯、四氟乙烯或全氟丙烯中的至少两种组成的共聚物。
3.根据权利要求1或2所述的高性能氟复合密封材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）第一组分的混炼：将第一组分中的各组分称重量后放入实验型混炼机中，温度控制在18℃-28℃进行混炼；
（2）第二组分的混炼：先将共聚物放入实验型混炼机中，温度控制在18℃-35℃之间进行混炼；当共聚物缠绕在滚筒时，再将氧化石墨烯、氟树脂、高活性氧化锌、氟化钙、全氟聚醚油、白炭黑分别加入到共聚物中薄通6次-8次，至使全部材料融合在一起，再加入硫化剂HBTBP；
（3）第一组份和第二组份的混合混炼：将步骤（1）混炼后的第一组分和步骤（2）加入硫化剂HBTBP后的第二组分共同加入混炼机中再次混合混炼，滚筒温度控制在18℃-35℃；等待第一组分和第二组分融合后得到高性能氟复合密封材料。
4.根据权利要求3所述的高性能氟复合密封材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中先将第一组分中的γ-三氟丙基甲基聚硅氧烷聚合物压炼5min，然后依次加入高活性氧化镁、硬脂酸、丁二氧化铈、高纯氧化钙、白炭黑、乙烯基三特丁基过氧硅烷、双二五和DCP，在18℃-28℃进行混炼后，薄通6-8次停放待用。
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