CN114316482A

CN114316482A - 一种橡胶高分子弹性体及其制备方法

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Publication number: CN114316482A
Application number: CN202111651508.4A
Authority: CN
Inventors: 金辉乐; 陈雨柔; 王舜; 刘一严; 李俊
Original assignee: Wenzhou University
Current assignee: Wenzhou University
Priority date: 2021-12-30
Filing date: 2021-12-30
Publication date: 2022-04-12

Abstract

本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及一种橡胶高分子弹性体及其制备方法。橡胶高分子弹性体包含有以下组分：氟橡胶，100质量份；聚四氟乙烯，≤20质量份；三烯丙基异氰脲酸酯，≤6质量份；2，5‑二甲基‑2，5‑双己烷，≤4质量份。聚四氟乙烯和氟橡胶有相同的四氟乙烯组分，两者的相容性好且各有性能优势，因此，聚四氟乙烯和氟橡胶的结合可以最大程度的发挥各组份的优势。采用开炼‑硫化的方式，可以简化工艺，提高生产效率。本发明选用聚四氟乙烯和氟橡胶制备的高分子弹性体强度高，弹性好，加工性能好。

Description

一种橡胶高分子弹性体及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及一种橡胶高分子弹性体及其制备方法。

背景技术

氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。氟原子的引入，赋予橡胶优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性，在航天航空、汽车、石油化工等领域得到了广泛应用，是国防尖端工业中无法替代的关键材料。聚四氟乙烯俗称“塑料王”，是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物。白色、半透明、耐热、耐寒性优良，可在-180～260ºC长期使用。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点。

现有技术公开了多种聚四氟乙烯和橡胶的制备方法，存在的问题主要是二者常以涂敷的形式覆盖在密封处或零件表面，容易出现涂敷不均匀、使用期限不长等问题，且当填料含量增加时，弹性体的拉伸强度提高，但断裂伸长率会随之增长而下降。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种橡胶高分子弹性体及其制备方法。

本发明所采取的技术方案如下：一种橡胶高分子弹性体，包含有以下组分，以质量份数计：

氟橡胶 100质量份；

聚四氟乙烯 ≤20质量份；

三烯丙基异氰脲酸酯 ≤6质量份；

2，5-二甲基-2，5-双己烷 ≤4质量份。

优选的，所述的橡胶高分子弹性体包含有以下组分，以质量份数计：

氟橡胶 100质量份；

聚四氟乙烯 5质量份；

三烯丙基异氰脲酸酯 3质量份；

2，5-二甲基-2，5-双己烷 2质量份。

如上所述的橡胶高分子弹性体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、按配方用量称取原料；

S2、将S1所称取的原料在开炼机上开炼，开炼温度30~70℃，混炼均匀，制得混炼胶；

S3、将S2所制得的混炼胶用平板硫化机压制成橡胶片，并且进行一段硫化；

S4、将S3所得的橡胶片放在烘箱中进行二段硫化。

步骤（2）中，混炼时间为30~120min，开炼机转速为0~30rpm。

步骤（3）中，一段硫化温度为150~180℃，时间为5~20min。

步骤（4）中，二段硫化温度为100~250℃，时间为0~48h。

本发明的有益效果如下：聚四氟乙烯和氟橡胶有相同的四氟乙烯组分，两者的相容性好且各有性能优势，因此，聚四氟乙烯和氟橡胶的结合可以最大程度的发挥各组份的优势。采用开炼-硫化的方式，可以简化工艺，提高生产效率。本发明选用聚四氟乙烯和氟橡胶制备的高分子弹性体强度高，弹性好，加工性能好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1 不同PTFE含量的复合材料的导电率测试图；

图2 不同PTFE含量的复合材料的拉伸强度测试图；

图3 不同PTFE含量的复合材料的断裂伸长率测试图；

图4 不同PTFE含量的复合材料的100%定伸应力测试图；

图5 不同PTFE含量的复合材料的硬度测试图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

下面结合实施例对本发明进行详细说明。下述具体实施例所述物料具体如下：氟橡胶，美国苏威。聚四氟乙烯，密度2.2g/mL。促进剂，TAIC，莱茵化学（青岛）有限公司。硫化剂，2，5-二甲基-2，5-双己烷，Luperox 101XL45。

下面按照本申请所请求的保护方法进行聚四氟乙烯/氟橡胶高分子弹性体的制备，其步骤为：

S1、将所称取的橡胶与填料、促进剂以及硫化剂在开炼机中混炼，开炼温度30~70℃，最佳温度为50℃。转速n=10rpm，混炼均匀，制得混炼胶。

S2、所获得的混炼胶用平板硫化机压制成正方形橡胶片。

S3、将S2所得的橡胶片放在烘箱中高温硫化，制得聚四氟乙烯/氟橡胶高分子弹性体，制备性能测试样。

S4、将制得的高分子弹性体进行性能测试，其中拉伸性能根据GB/T 528-2009中的方法进行测试；邵氏硬度根据GB/T6031-2017中的方法进行测试；导电率根据GB/T 1692-2008中的方法进行测试。

实施例1

将氟橡胶100份，聚四氟乙烯5份，促进剂TAIC 3份，硫化剂双二五2份。加料顺序如下：氟橡胶炼至有胶黏度，促进剂TAIC分2次加入，硫化剂双二五一次性加入。开炼完成后取出放置24h后回炼，在平板硫化机上硫化，制样，测试橡胶性能。制得的复合材料标为M1。

实施例2-4

在实施例2-4中，本发明采用类似的方法，制备了聚四氟乙烯/氟橡胶高分子弹性体，其制备工艺和实施例1相同，区别在于填料的用量不同。分别采用聚四氟乙烯 1份，3份，5份，制得高分子弹性体分别命名为M2，M3，M4。

由图1可知，当聚四氟乙烯用量为5份时，聚四氟乙烯/氟橡胶高分子弹性体导电率达到最大，为1.58×10^-14S/cm。

由图2和图3可知，当聚四氟乙烯用量为5份时，弹性体的拉伸强度和断裂伸长率达到最大，分别为8.08 MPa和314%。

由图4和图5可知，M3的100%定伸应力最高，为1.74MPa，当聚四氟乙烯用量为5份时，弹性体的100%定伸应力为1.72 MPa，M3和M4仅相差1.1%；M4的硬度达到最大，为56.4。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

1.一种橡胶高分子弹性体，其特征在于包含有以下组分，以质量份数计：

氟橡胶 100质量份；

聚四氟乙烯 ≤20质量份；

三烯丙基异氰脲酸酯 ≤6质量份；

2，5-二甲基-2，5-双己烷 ≤4质量份。

2.根据权利要求1所述的橡胶高分子弹性体，其特征在于包含有以下组分，以质量份数计：

氟橡胶 100质量份；

聚四氟乙烯 5质量份；

三烯丙基异氰脲酸酯 3质量份；

2，5-二甲基-2，5-双己烷 2质量份。

3.如权利要求1或2所述的橡胶高分子弹性体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、按配方用量称取原料；

S4、将S3所得的橡胶片放在烘箱中进行二段硫化。

4.根据权利要求3所述的橡胶高分子弹性体的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，混炼时间为30~120min，开炼机转速为0~30rpm。

5.根据权利要求3所述的橡胶高分子弹性体的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，一段硫化温度为150~180℃，时间为5~20min。

6.根据权利要求3所述的橡胶高分子弹性体的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，二段硫化温度为100~250℃，时间为0~48h。