CN115368683B - 电磁流量计用衬里橡胶材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电磁流量计用衬里橡胶材料，其原料按质量份包括：三元乙丙橡胶60‑70份，天然橡胶10‑20份，丁苯橡胶5‑15份，氟橡胶复合物38‑59份，纳米氧化钙1‑5份，填料10‑40份，促进剂1‑2份，复合硫化剂1‑5份；其中，复合硫化剂包括：六氟双酚A、过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯。氟橡胶复合物采用如下具体步骤制得：将羧基化石墨烯加入无水乙醇中分散均匀，搅拌状态下加入碳二亚胺盐酸盐、4‑二甲氨基吡啶，超声处理，向其中滴加乙二胺继续超声处理，过滤，洗涤，真空干燥，然后与氟橡胶混炼均匀得到氟橡胶复合物。本发明公开了上述电磁流量计用衬里橡胶材料的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及电磁流量计用衬里橡胶材料及其制备方法。
背景技术
电磁流量计的衬里材料主要是根据介质的腐蚀性，耐磨性及温度和压力等来选择并确定。橡胶衬里具有较好的弹性和耐磨性，耐冲击，广泛用于测量水、工业水、废水、污水、矿浆、泥浆、纤维浆等介质，适用的工作温度为-20℃～60℃，适用的管径范围DN50～2200。
乙丙橡胶因其它链是由化学稳定的饱和烃组成，故其耐臭氧，耐热，耐候等耐老化性能优异，具有良好的耐化学品、电绝缘性能、冲击弹性、低温性能、低密度和高填充性及耐热水性和耐水蒸气等，可广泛用于汽车部件、建筑防水材料、电缆电线护套耐热胶管、胶带、汽车密封件、润滑油改性等领域。
乙丙橡胶具有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸气、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性，乙丙橡胶制品在120℃下可长期使用，在120-180℃下可短暂其间歇使用，加入适宜防老剂可提高其使用温度，其过氧化物交联的三元乙丙橡胶可在更苛刻的条件下使用，三元乙丙橡胶在臭氧浓度50PPHM、拉伸30％条件下，可达180h以上不龟裂。
三元乙丙橡胶具有优异的电绝缘性能和耐电量性，电性能优于或接近于丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯。由于三元乙丙橡胶分子结构中无极性取代基，分子内聚能低，分子链可在较宽范围内保持柔顺性，仅次于天然橡胶和顺丁橡胶，并在低温下仍能保持。
由于三元乙丙橡胶缺乏极性，不饱和度低，因而对各种极性化学品均有较好的抗耐性，但在脂属、芳属溶剂(如汽油、苯等)及矿物油中稳定性较差，在浓酸长期使用下性能也要下降。同时三元乙丙橡胶由于分子结构中缺少活性基团，内聚能低，加上胶料易于喷雾，包粘性和互粘性很差。
氟橡胶是属于特种合成橡胶，其分子主链或侧链的碳原子上连有氟原子，氟原子电负性极高，对聚合物碳-碳主链产生很强的屏蔽作用，使氟橡胶具有优异的耐热性、耐臭氧性、耐油性、耐化学腐蚀性和耐气透性。
将三元乙丙橡与氟橡胶共混可有效提高衬里的弹性、耐低温性及降低成本，但氟原子的存在也使整个大分子链的柔性降低，刚性增大，加工性不好，同时由于三元乙丙橡胶与氟橡胶本身极性相差很大，不仅不易找到一种硫化体系使它们有效实现共硫化，而且当三元乙丙橡胶与氟橡胶的共混比不低于70/30时，由于三元乙丙橡胶为连续相，共混胶性能与三元乙丙橡胶相近，其质量变化率、拉伸强度和拉断伸长率保持率以及耐油性均接近于纯三元乙丙橡胶的水平，导致耐热空气老化性能和耐热油性能都变差，而若降低三元乙丙橡胶的含量，衬里的弹性与力学性能降低明显。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的电磁流量计用衬里橡胶材料及其制备方法。
电磁流量计用衬里橡胶材料，其原料按质量份包括：三元乙丙橡胶60-70份，天然橡胶10-20份，丁苯橡胶5-15份，氟橡胶复合物38-59份，纳米氧化钙1-5份，填料10-40份，促进剂1-2份，复合硫化剂1-5份；其中，复合硫化剂包括：六氟双酚A、过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯。
优选地，六氟双酚A、过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯的质量比为10：1-3：1-3。
优选地，促进剂为促进剂TMTD、促进剂TETD、促进剂TP、促进剂PZ、促进剂PX、促进剂BZ、促进剂ZDC中至少一种。
优选地，氟橡胶复合物采用如下具体步骤制得：将羧基化石墨烯加入无水乙醇中分散均匀，搅拌状态下加入碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶，超声处理10-20min，超声频率为20-28kHz，向其中滴加乙二胺继续超声处理1-2h，过滤，洗涤，真空干燥，然后与氟橡胶混炼均匀，混炼温度为110-130℃，得到氟橡胶复合物。
优选地，羧基化石墨烯、碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶、乙二胺、氟橡胶的质量比为1-5：1-2：1-2：5-10：30-40。
优选地，氟橡胶为二元共聚物，优选为偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物、四氟乙烯-丙烯共聚物中至少一种。
上述电磁流量计用衬里橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将天然橡胶加入至密炼机中密炼，加入三元乙丙橡胶、丁苯橡胶继续密炼得到密炼胶；
(2)向密炼胶中加入氟橡胶复合物、纳米氧化钙、填料、促进剂密炼，加入复合硫化剂密炼，压片成胶条，冷却，风干得到混炼胶；
(3)将混炼胶挤出得到胶板；对需要衬里橡胶材料的电磁流量计基体喷砂，净化后涂覆环氧粘合剂，将胶板铺展至环氧粘合剂表面，用压辊辊压胶板，密封，压缩空气至压强为0.015-0.03MPa，110-130℃保压2-4h，降压得到电磁流量计用衬里橡胶材料。
优选地，步骤(2)中，加入复合硫化剂后进行密炼的过程中，维持密炼温度≤70℃。
优选地，步骤(3)中所用挤出机参数如下：机头温度为50-60℃，料筒温度为40-45℃，螺杆温度为40-45℃，压辊温度为40-45℃，螺杆转速为40-60r/min。
优选地，步骤(3)中，胶板厚度为1-5mm。
本发明的技术效果如下所示：
本发明在羧基化石墨烯表面接枝乙二胺，然后与氟橡胶混炼，由于石墨烯具有高比表面积与二维片层结构，使其在混炼过程中与氟橡胶的界面结合作用力强，石墨烯在氟橡胶基体中两相分散均匀，相互贯穿交错，形成两相连续结构，而在硫化过程中氟橡胶复合物的伯胺基团与氟橡胶分子链之间形成共价键，使石墨烯在氟橡胶中形成交联中心，然后与三元乙丙橡胶复配。
本发明采用六氟双酚A、过氧化二异丙苯复配，虽然对三元乙丙橡胶、氟橡胶均具有较好的硫化效果，但六氟双酚A在硫化初期可形成双键，容易被过氧化二异丙苯破坏，从而损害氟橡胶的力学性能。
而本发明采用经石墨烯处理的氟橡胶可有效解决上述复合硫化剂所存在问题，可在提高氟橡胶硫化交联程度的同时，保证体系的力学强度。复合硫化剂配合纳米氧化钙作用，在高压硫化过程中，可有效避免由于形成的水蒸气被封闭在胶料中形成微孔、气泡等，有效保证粘结强度，增强橡胶衬里的致密性，保证在高压状态下短时间内完成硫化，避免硫化过程产生的缺陷。
当三元乙丙橡胶与氟橡胶复合物的共混比为60-70/38-59(如按氟橡胶有效含量计算，则三元乙丙橡胶与氟橡胶的共混比为60-70/30-40)时，即使以三元乙丙橡胶为连续相，在保证其质量变化率、拉伸强度和拉断伸长率保持率以及耐油性均接近于纯三元乙丙橡胶水平的同时，有效增强耐热空气老化性能和耐热油性能。
而在喷砂后的电磁流量计基体上刷环氧粘合剂，与基体具有极好的贴合与粘结强度，然后辊压衬里橡胶材料，经过硫化后，氟橡胶复合物上的氨基可与环氧粘合剂中的环氧基团发生开环反应并形成交联键，两者之间的界面作用力强，衬里橡胶材料与电磁流量计基体间粘结强度高，不易脱离。
附图说明
图1为实施例5和对比例1所得电磁流量计用衬里橡胶材料的应力应变曲线对比图。
图2为实施例5和对比例1-2所得电磁流量计用衬里橡胶材料的粘合强度对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
电磁流量计用衬里橡胶材料，其原料包括：三元乙丙橡胶60kg，天然橡胶10kg，丁苯橡胶5kg，氟橡胶复合物38kg，纳米氧化钙1kg，填料10kg，促进剂TMTD 1kg，复合硫化剂1kg。
其中，复合硫化剂由六氟双酚A、过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯按质量比为10：1：1组成。氟橡胶复合物采用如下具体步骤制得：将1kg羧基化石墨烯加入20kg无水乙醇中分散均匀，搅拌状态下加入1kg碳二亚胺盐酸盐、1kg 4-二甲氨基吡啶，超声处理10min，超声频率为20kHz，向其中滴加5kg乙二胺，继续超声处理1h，过滤，洗涤，真空干燥，与30kg偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物加入至开炼机中混炼均匀，混炼温度为110℃，得到氟橡胶复合物。
上述电磁流量计用衬里橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将天然橡胶加入密炼机中密炼5min，密炼机转子转速为50r/min，加入三元乙丙橡胶、丁苯橡胶继续密炼5min，得到密炼胶；
(2)向密炼胶中加入氟橡胶复合物、纳米氧化钙、填料、促进剂TMTD密炼1min，加入复合硫化剂密炼10s，此时维持密炼温度≤70℃，压片成胶条，冷却，风干得到混炼胶；
(3)将混炼胶送入至挤出机中挤出，机头温度为50℃，料筒温度为40℃，螺杆温度为40℃，压辊温度为40℃，螺杆转速为40r/min，得到厚度为1-5mm的胶板；
对需要衬里橡胶材料的电磁流量计基体喷砂，净化后涂覆环氧粘合剂，将胶板铺展至环氧粘合剂表面，用压辊辊压胶板，密封，压缩空气至压强为0.015MPa，110℃保压2h，降压得到电磁流量计用衬里橡胶材料。
实施例2
电磁流量计用衬里橡胶材料，其原料包括：三元乙丙橡胶70kg，天然橡胶20kg，丁苯橡胶15kg，氟橡胶复合物59kg，纳米氧化钙5kg，填料40kg，促进剂ZDC 2kg，复合硫化剂5kg。
其中，复合硫化剂由六氟双酚A、过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯按质量比为10：3：3组成。氟橡胶复合物采用如下具体步骤制得：将5kg羧基化石墨烯加入60kg无水乙醇中分散均匀，搅拌状态下加入2kg碳二亚胺盐酸盐、2kg 4-二甲氨基吡啶，超声处理20min，超声频率为28kHz，向其中滴加10kg乙二胺，继续超声处理2h，过滤，洗涤，真空干燥，与40kg偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物加入至开炼机中混炼均匀，混炼温度为130℃，得到氟橡胶复合物。
上述电磁流量计用衬里橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将天然橡胶加入密炼机中密炼15min，密炼机转子转速为80r/min，加入三元乙丙橡胶、丁苯橡胶继续密炼10min，得到密炼胶；
(2)向密炼胶中加入氟橡胶复合物、纳米氧化钙、填料、促进剂ZDC密炼5min，加入复合硫化剂密炼30s，此时维持密炼温度≤70℃，压片成胶条，冷却，风干得到混炼胶；
(3)将混炼胶送入至挤出机中挤出，机头温度为60℃，料筒温度为45℃，螺杆温度为45℃，压辊温度为45℃，螺杆转速为60r/min，得到厚度为1-5mm的胶板；
对需要衬里橡胶材料的电磁流量计基体喷砂，净化后涂覆环氧粘合剂，将胶板铺展至环氧粘合剂表面，用压辊辊压胶板，密封，压缩空气至压强为0.03MPa，130℃保压4h，降压得到电磁流量计用衬里橡胶材料。
实施例3
电磁流量计用衬里橡胶材料，其原料包括：三元乙丙橡胶63kg，天然橡胶18kg，丁苯橡胶8kg，氟橡胶复合物44.1kg，纳米氧化钙2kg，填料30kg，促进剂TP 1.3kg，复合硫化剂4kg。
其中，复合硫化剂由六氟双酚A、过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯按质量比为10：1.5：2.5组成。氟橡胶复合物采用如下具体步骤制得：将2kg羧基化石墨烯加入50kg无水乙醇中分散均匀，搅拌状态下加入1.3kg碳二亚胺盐酸盐、1.8kg 4-二甲氨基吡啶，超声处理13min，超声频率为26kHz，向其中滴加6kg乙二胺，继续超声处理1.7h，过滤，洗涤，真空干燥，与33kg偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物加入至开炼机中混炼均匀，混炼温度为125℃，得到氟橡胶复合物。
上述电磁流量计用衬里橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将天然橡胶加入密炼机中密炼8min，密炼机转子转速为70r/min，加入三元乙丙橡胶、丁苯橡胶继续密炼6min，得到密炼胶；
(2)向密炼胶中加入氟橡胶复合物、纳米氧化钙、填料、促进剂TP密炼4min，加入复合硫化剂密炼15s，此时维持密炼温度≤70℃，压片成胶条，冷却，风干得到混炼胶；
(3)将混炼胶送入至挤出机中挤出，机头温度为58℃，料筒温度为41℃，螺杆温度为44℃，压辊温度为43℃，螺杆转速为55r/min，得到厚度为1-5mm的胶板；
对需要衬里橡胶材料的电磁流量计基体喷砂，净化后涂覆环氧粘合剂，将胶板铺展至环氧粘合剂表面，用压辊辊压胶板，密封，压缩空气至压强为0.02MPa，125℃保压2.5h，降压得到电磁流量计用衬里橡胶材料。
实施例4
电磁流量计用衬里橡胶材料，其原料包括：三元乙丙橡胶67kg，天然橡胶12kg，丁苯橡胶12kg，氟橡胶复合物51.9kg，纳米氧化钙4kg，填料20kg，促进剂PZ 1.7kg，复合硫化剂2kg。
其中，复合硫化剂由六氟双酚A、过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯按质量比为10：2.5：1.5组成。氟橡胶复合物采用如下具体步骤制得：将4kg羧基化石墨烯加入30kg无水乙醇中分散均匀，搅拌状态下加入1.7kg碳二亚胺盐酸盐、1.2kg 4-二甲氨基吡啶，超声处理17min，超声频率为22kHz，向其中滴加8kg乙二胺，继续超声处理1.3h，过滤，洗涤，真空干燥，与37kg偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物加入至开炼机中混炼均匀，混炼温度为115℃，得到氟橡胶复合物。
上述电磁流量计用衬里橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将天然橡胶加入密炼机中密炼12min，密炼机转子转速为60r/min，加入三元乙丙橡胶、丁苯橡胶继续密炼9min，得到密炼胶；
(2)向密炼胶中加入氟橡胶复合物、纳米氧化钙、填料、促进剂PZ密炼2min，加入复合硫化剂密炼25s，此时维持密炼温度≤70℃，压片成胶条，冷却，风干得到混炼胶；
(3)将混炼胶送入至挤出机中挤出，机头温度为52℃，料筒温度为43℃，螺杆温度为42℃，压辊温度为44℃，螺杆转速为45r/min，得到厚度为1-5mm的胶板；
对需要衬里橡胶材料的电磁流量计基体喷砂，净化后涂覆环氧粘合剂，将胶板铺展至环氧粘合剂表面，用压辊辊压胶板，密封，压缩空气至压强为0.025MPa，115℃保压3.5h，降压得到电磁流量计用衬里橡胶材料。
实施例5
电磁流量计用衬里橡胶材料，其原料包括：三元乙丙橡胶65kg，天然橡胶15kg，丁苯橡胶10kg，氟橡胶复合物48kg，纳米氧化钙3kg，填料25kg，促进剂TETD 1.5kg，复合硫化剂3kg。
其中，复合硫化剂由六氟双酚A、过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯按质量比为5：1：1组成。氟橡胶复合物采用如下具体步骤制得：将3kg羧基化石墨烯加入40kg无水乙醇中分散均匀，搅拌状态下加入1.5kg碳二亚胺盐酸盐、1.5kg 4-二甲氨基吡啶，超声处理15min，超声频率为24kHz，向其中滴加7kg乙二胺，继续超声处理1.5h，过滤，洗涤，真空干燥，与35kg四氟乙烯-丙烯共聚物加入至开炼机中混炼均匀，混炼温度为120℃，得到氟橡胶复合物。
上述电磁流量计用衬里橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将天然橡胶加入密炼机中密炼10min，密炼机转子转速为65r/min，加入三元乙丙橡胶、丁苯橡胶继续密炼8min，得到密炼胶；
(2)向密炼胶中加入氟橡胶复合物、纳米氧化钙、填料、促进剂TETD密炼3min，加入复合硫化剂密炼20s，此时维持密炼温度≤70℃，压片成胶条，冷却，风干得到混炼胶；
(3)将混炼胶送入至挤出机中挤出，机头温度为55℃，料筒温度为42℃，螺杆温度为43℃，压辊温度为43.5℃，螺杆转速为50r/min，得到厚度为1-5mm的胶板；
对需要衬里橡胶材料的电磁流量计基体喷砂，净化后涂覆环氧粘合剂，将胶板铺展至环氧粘合剂表面，用压辊辊压胶板，密封，压缩空气至压强为0.022MPa，120℃保压3h，降压得到电磁流量计用衬里橡胶材料。
参照《GBT7762-2014硫化橡胶或热塑性橡胶耐龟裂静态拉伸试验》对本实施例所得电磁流量计用衬里橡胶材料进行测试，本实施例所得电磁流量计用衬里橡胶材料符合相应耐臭氧老化指标。
对比例1
电磁流量计用衬里橡胶材料，其原料包括：三元乙丙橡胶65kg，天然橡胶15kg，丁苯橡胶10kg，氟橡胶复合物48kg，纳米氧化钙3kg，填料25kg，促进剂TETD 1.5kg，复合硫化剂3kg。
其中，复合硫化剂由六氟双酚A、过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯按质量比为5：1：1组成。氟橡胶复合物由3kg石墨烯和35kg四氟乙烯-丙烯共聚物加入至开炼机中混炼均匀得到，混炼温度为120℃。
上述电磁流量计用衬里橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将天然橡胶加入密炼机中密炼10min，密炼机转子转速为65r/min，加入三元乙丙橡胶、丁苯橡胶继续密炼8min，得到密炼胶；
(2)向密炼胶中加入氟橡胶复合物、纳米氧化钙、填料、促进剂TETD密炼3min，加入复合硫化剂密炼20s，此时维持密炼温度≤70℃，压片成胶条，冷却，风干得到混炼胶；
(3)将混炼胶送入至挤出机中挤出，机头温度为55℃，料筒温度为42℃，螺杆温度为43℃，压辊温度为43.5℃，螺杆转速为50r/min，得到厚度为1-5mm的胶板；
对需要衬里橡胶材料的电磁流量计基体喷砂，净化后涂覆环氧粘合剂，将胶板铺展至环氧粘合剂表面，用压辊辊压胶板，密封，压缩空气至压强为0.022MPa，120℃保压3h，降压得到电磁流量计用衬里橡胶材料。
对比例2
电磁流量计用衬里橡胶材料，其原料包括：三元乙丙橡胶65kg，天然橡胶15kg，丁苯橡胶10kg，氟橡胶复合物48kg，纳米氧化钙3kg，填料25kg，促进剂TETD 1.5kg，复合硫化剂3kg。
其中，复合硫化剂由六氟双酚A、过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯按质量比为5：1：1组成。氟橡胶复合物采用如下具体步骤制得：将3kg羧基化石墨烯加入40kg无水乙醇中分散均匀，搅拌状态下加入1.5kg碳二亚胺盐酸盐、1.5kg 4-二甲氨基吡啶，超声处理15min，超声频率为24kHz，向其中滴加7kg乙二胺，继续超声处理1.5h，过滤，洗涤，真空干燥，与35kg四氟乙烯-丙烯共聚物加入至开炼机中混炼均匀，混炼温度为120℃，得到氟橡胶复合物。
上述电磁流量计用衬里橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将天然橡胶加入密炼机中密炼10min，密炼机转子转速为65r/min，加入三元乙丙橡胶、丁苯橡胶继续密炼8min，得到密炼胶；
(2)向密炼胶中加入氟橡胶复合物、纳米氧化钙、填料、促进剂TETD密炼3min，加入复合硫化剂密炼20s，此时维持密炼温度≤70℃，压片成胶条，冷却，风干得到混炼胶；
(3)将混炼胶送入至挤出机中挤出，机头温度为55℃，料筒温度为42℃，螺杆温度为43℃，压辊温度为43.5℃，螺杆转速为50r/min，得到厚度为1-5mm的胶板；
对需要衬里橡胶材料的电磁流量计基体喷砂，净化后涂覆聚氨酯粘合剂，将胶板铺展至聚氨酯粘合剂表面，用压辊辊压胶板，密封，压缩空气至压强为0.022MPa，120℃保压3h，降压得到电磁流量计用衬里橡胶材料。
将实施例5和对比例1-2所得电磁流量计用衬里橡胶材料进行性能测试，其结果如下：
由上表可以看出：实施例5和对比例2所得电磁流量计用衬里橡胶材料的性能基本一致，而优于对比例1所得电磁流量计用衬里橡胶材料。
本申请人认为：这是由于本发明在羧基化石墨烯表面接枝乙二胺，然后与氟橡胶混炼，由于石墨烯具有高比表面积与二维片层结构，使其在混炼过程中与氟橡胶的界面结合作用力强，石墨烯在氟橡胶基体中两相分散均匀，相互贯穿交错，形成两相连续结构，而在硫化过程中氟橡胶复合物的伯胺基团与氟橡胶分子链之间形成共价键，使石墨烯在氟橡胶中形成交联中心。本发明采用经石墨烯处理的氟橡胶可有效解决复合硫化剂相互拮抗的问题，可在提高氟橡胶硫化交联程度的同时，保证体系的力学强度。
将实施例5和对比例1所得电磁流量计用衬里橡胶材料进行应力应变测试，其结果如图1所示。在相同应变情况下，实施例5所得电磁流量计用衬里橡胶材料的应力始终大于对比例1，即实施例5所得电磁流量计用衬里橡胶材料的模量大于对比例1，表明实施例5所得电磁流量计用衬里橡胶材料的交联程度高于对比例1。
采用厚度为0.8mm符合GB/T 5213的冷轧低碳钢板(牌号DC04)作为电磁流量计基体模拟材料，喷砂净化后涂覆粘合剂，将胶板铺展至粘合剂表面，用压辊辊压胶板，密封，压缩空气至压强为0.022MPa，120℃保压3h，降压。然后将上述试样置于常温中检测粘合剥离强度。其结果如图2所示，本发明所得电磁流量计用衬里橡胶材料的粘合强度远优于对比例。
本申请人认为：这是由于本发明采用复合硫化剂配合纳米氧化钙作用，在高压硫化过程中，可有效避免由于形成的水蒸气被封闭在胶料中形成微孔、气泡等，有效保证粘结强度。而在喷砂后的电磁流量计基体上刷环氧粘合剂，与基体具有极好的贴合与粘结强度，然后辊压衬里橡胶材料，经过硫化后，氟橡胶复合物上的氨基可与环氧粘合剂中的环氧基团发生开环反应并形成交联键，两者之间的界面作用力强，衬里橡胶材料与电磁流量计基体间粘结强度高，不易脱离。
对实施例5和对比例1-2所得电磁流量计用衬里橡胶材料进行耐腐蚀测试。碱性测试为将各组试样置于pH为14的油液中浸泡12个月，而后观察其状态并测试其性能参数。酸性测试为将各组试样置于pH为1的油液中浸泡12个月，而后观察其状态并测试其性能参数。热酸性测试为将各组试样置于120℃的强氯化性物质溶液，观察试样表面状态。
上述结果证实：本发明所得电磁流量计用衬里橡胶材料具有优秀的耐腐蚀性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.电磁流量计用衬里橡胶材料，其特征在于，其原料按质量份包括：三元乙丙橡胶60-70份，天然橡胶10-20份，丁苯橡胶5-15份，氟橡胶复合物38-59份，纳米氧化钙1-5份，填料10-40份，促进剂1-2份，复合硫化剂1-5份；其中，复合硫化剂包括：六氟双酚A、过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯；
六氟双酚A、过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯的质量比为10：1-3：1-3；
氟橡胶复合物采用如下具体步骤制得：将羧基化石墨烯加入无水乙醇中分散均匀，搅拌状态下加入碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶，超声处理10-20min，超声频率为20-28kHz，向其中滴加乙二胺继续超声处理1-2h，过滤，洗涤，真空干燥，然后与氟橡胶混炼均匀，混炼温度为110-130℃，得到氟橡胶复合物；
羧基化石墨烯、碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶、乙二胺、氟橡胶的质量比为1-5：1-2：1-2：5-10：30-40；
通过在羧基化石墨烯表面接枝乙二胺，然后与氟橡胶混炼，由于石墨烯具有高比表面积与二维片层结构，使其在混炼过程中与氟橡胶的界面结合作用力强，石墨烯在氟橡胶基体中两相分散均匀，相互贯穿交错，形成两相连续结构，而在硫化过程中氟橡胶复合物的伯胺基团与氟橡胶分子链之间形成共价键，使石墨烯在氟橡胶中形成交联中心，然后与三元乙丙橡胶复配；
复合硫化剂配合纳米氧化钙作用，在高压硫化过程中，增强橡胶衬里的致密性，保证在高压状态下短时间内完成硫化；
在喷砂后的电磁流量计基体上刷环氧粘合剂，与基体具有极好的贴合与粘结强度，然后辊压衬里橡胶材料，经过硫化后，氟橡胶复合物上的氨基与环氧粘合剂中的环氧基团发生开环反应并形成交联键，两者之间的界面作用力强，衬里橡胶材料与电磁流量计基体间粘结强度高。
2.根据权利要求1所述电磁流量计用衬里橡胶材料，其特征在于，促进剂为促进剂TMTD、促进剂TETD、促进剂TP、促进剂PZ、促进剂PX、促进剂BZ、促进剂ZDC中至少一种。
3.根据权利要求1所述电磁流量计用衬里橡胶材料，其特征在于，氟橡胶为二元共聚物，包括偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物、四氟乙烯-丙烯共聚物中至少一种。
4.一种如权利要求1-3任一项所述电磁流量计用衬里橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将天然橡胶加入至密炼机中密炼，加入三元乙丙橡胶、丁苯橡胶继续密炼得到密炼胶；
（2）向密炼胶中加入氟橡胶复合物、纳米氧化钙、填料、促进剂密炼，加入复合硫化剂密炼，压片成胶条，冷却，风干得到混炼胶；
（3）将混炼胶挤出得到胶板；对需要衬里橡胶材料的电磁流量计基体喷砂，净化后涂覆环氧粘合剂，将胶板铺展至环氧粘合剂表面，用压辊辊压胶板，密封，压缩空气至压强为0.015-0.03MPa，110-130℃保压2-4h，降压得到电磁流量计用衬里橡胶材料。
5.根据权利要求4所述电磁流量计用衬里橡胶材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，加入复合硫化剂后进行密炼的过程中，维持密炼温度≤70℃。
6.根据权利要求4所述电磁流量计用衬里橡胶材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所用挤出机参数如下：机头温度为50-60℃，料筒温度为40-45℃，螺杆温度为40-45℃，压辊温度为40-45℃，螺杆转速为40-60r/min。
7.根据权利要求4所述电磁流量计用衬里橡胶材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，胶板厚度为1-5mm。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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