CN117534929A - 一种低腐蚀性含氟密封圈组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及密封圈制品技术领域，特别是涉及一种低腐蚀性含氟密封圈组合物及其制备方法。所述含氟密封圈组合物的原料按重量份计，包括腈基硫化体系全氟醚橡胶100‑120份；无机氮化物0.5‑2份；碳化硅0‑8份。本发明所制成的O型橡胶密封圈压缩永久变形低于25％，粘着力低于300N，对金属腐蚀性不高于二级。在机械加工设备上，不仅有良好的密封性(压缩永久变形低于25％)，同时粘着力低易于更换提高了O型橡胶圈更换的效率，对金属的腐蚀性弱减少了对内部介质造成污染，提高产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及密封圈制品技术领域，特别是涉及一种低腐蚀性含氟密封圈组合物及其制备方法。
背景技术
全氟醚橡胶(FFKM)是20世纪70年代开发的一种含氟弹性体，由四氟乙烯、全氟甲(氧)基乙烯基醚和少量带硫化点的第三单体共聚而成。其完全不含C-H主链，长而柔顺的-OCF3侧链和牢固的化学键组成的交联结构赋予了其卓越的热稳定性、耐腐蚀性等性能。由于其优异的性能，FFKM制成的O型橡胶圈作为密封制品被广泛应用在航空航天、化学化工、医疗、半导体等领域。O型橡胶圈在使用过程中要求有较低的压缩永久变形性(＜25％)，以确保良好的密封性。O型橡胶圈属于消耗品需定期更换，往往由于O型橡胶圈粘着力大不易从设备上剥离，有时会对设备产生腐蚀，对内部介质造成污染，增加设备进行清理维护时间，同时也降低了O型橡胶圈更换的效率，因此，需要一种压缩永久变形性低，同时对金属的低粘着性小且腐蚀性弱的密封圈。
无机氮化物例如氮化硅是一种高性能陶瓷晶体材料，其化学式为Si3N4，由硅和氮元素组成的无机氮化物。它具有优异的力学性能、耐磨性、抗腐蚀性和高温稳定性等特点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子器件和半导体等领域。在橡胶工业中，通常Si3N4被用做补强材料添加至橡胶基体中，提高基体材料的力学性能。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种压缩永久变形性低，同时对金属的低粘着性小且腐蚀性弱的含氟密封圈组合物及其制备方法，用于解决现有技术中的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一方面提供一种含氟密封圈组合物，所述含氟密封圈组合物的原料按重量份计，包括如下组分：
腈基硫化体系全氟醚橡胶 100-120份；
无机氮化物 0.5-2份；
碳化硅 0-8份。
本发明第二方面提供本发明第一方面所述的含氟密封圈组合物的制备方法，所述制备方法包括：将腈基硫化体系全氟醚橡胶在双辊开炼机上塑炼均匀并包辊，然后将无机氮化物和/或碳化硅加入开练机中，将包辊的胶混合物左右开刀，调节开炼机辊距到最小，打三角包，在一定温度下混炼均匀后出片；再进行一次硫化和二次硫化。
本发明第三方面提供如本发明第一方面所述的含氟密封圈组合物在航空航天、化学化工、医疗、半导体领域的用途。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：
本专利发明一种低腐蚀性含氟密封圈组合物及其制备方法，所制成的O型橡胶密封圈压缩永久变形低于25％，粘着力低于300N，对金属腐蚀性不高于二级。在机械加工设备上，不仅有良好的密封性(压缩永久变形低于25％)，同时粘着力低易于更换提高了O型橡胶圈更换的效率，对金属的腐蚀性弱减少了对内部介质造成污染，提高产品质量。
附图说明
图1显示为实施例1的含氟密封圈组合物的金属耐腐蚀性实物图。
图2显示为实施例2的含氟密封圈组合物的金属耐腐蚀性实物图。
图3显示为实施例3的含氟密封圈组合物的金属耐腐蚀性实物图。
图4显示为实施例4的含氟密封圈组合物的金属耐腐蚀性实物图。
图5显示为实施例5的含氟密封圈组合物的金属耐腐蚀性实物图。
图6显示为实施例7的含氟密封圈组合物的金属耐腐蚀性实物图。
图7显示为实施例8的含氟密封圈组合物的金属耐腐蚀性实物图。
图8显示为实施例9的含氟密封圈组合物的金属耐腐蚀性实物图。
图9显示为实施例10的含氟密封圈组合物的金属耐腐蚀性实物图。
图10显示为实施例11的含氟密封圈组合物的金属耐腐蚀性实物图。
图11显示为实施例12的含氟密封圈组合物的金属耐腐蚀性实物图。
图12显示为实施例3的含氟密封圈组合物破碎情况实物图。
图13显示为实施例6未交联。
具体实施方式
为保证橡胶密封圈拥有较低的粘着性，传统橡胶配方中会加入增塑剂等加工助剂，但有些橡胶密封圈会长期暴露在高温环境下，增塑剂等小分子组分会析出同时橡胶分子链断裂发生降解，会粘附在设备表面造成腐蚀性。在较低的压缩永久变形下，增加了橡胶密封圈与设备的接触面积进一步加大了密封圈对设备的腐蚀。因此本发明人经过了大量的探索实验，意外发现可以使用耐高温、耐化学腐蚀性最好的FFKM，可保证FFKM分子链不会在高温下发生断裂，同时配方中不含有增塑剂，使用的无机氮化物代替传统的有机交联剂进一步降低了有机分子析出的可能性，减少对设备的污染。且无机氮化物会促进腈基体系的FFKM形成三嗪环，耐热性以及耐压缩永久变形性均优于传统的过氧硫化体系，无机氮化物自身具有润滑性可降低与金属的粘着力。碳化硅作为补强材料，相较于传统的补强材料(炭黑、二氧化硅等)，碳化硅洁净度更高金属离子含量少且表面没有其他官能团，降低了与金属表面的化学反应。同时碳化硅的耐温、耐化学腐蚀性优异、密度小、强度高等特点更适合应用在高端领域。综上，通过优化配方，具体地，通过综合选择特定用量尤其是特定种类的全氟醚橡胶、无机氮化物、碳化硅等，使得含氟密封圈组合物可以兼具到压缩永久变形性低，同时对金属的低粘着性小且腐蚀性弱等特点。在此基础上，完成了本发明。
以下，详细说明具体公开了一种含氟密封圈组合物及其制备方法的实施方式。
本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。
如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
含氟密封圈组合物
本发明的一方面提供一种含氟密封圈组合物，其原料包括全氟醚橡胶、无机氮化物，可选地，包括碳化硅。
本发明所提供的含氟密封圈组合物，其原料按重量份计，可以包括100-120份的全氟醚橡胶。所述全氟醚橡胶的重量份例如可以为100-110份或110-120份等。进一步地，所述全氟醚橡胶可以为腈基硫化体系全氟醚橡胶。
腈基硫化体系全氟醚橡胶可以用常规的方法来制造。
全氟醚橡胶为由四氟乙烯(TFE)、全氟烷基乙烯基醚(PAVE)、含腈基硫化点单体(CN-CSM)共聚获得。在本发明较佳的实施方式中，TFE/PAVE/CN-CSM的摩尔比＝60～70:30～40:0.2～3。全氟烷基乙烯基醚的通式为Rf1OCF＝CF2，其中Rf1＝CF3(CF2)x，x为1-3的整数。在本发明优选的实施方式中，x为1的全氟烷基乙烯基醚，如全氟甲基乙烯基醚(PMVE)。
含腈基硫化点单体的通式为CF2＝CFORf2(CF2)n-CN,其中Rf2＝(CF2CF(CF3)O)m,m为0-5的整数；n为1-3的整数。在本发明优选的实施方式中，n为1、m为2的含腈基硫化点单体，如全氟-8-氰基-5-甲基-3,6-二氧杂-1-辛烯(8-CNVE)。
腈基硫化体系全氟醚橡胶的门尼粘度ML1+10，121℃为30～80。在一些实施例中，全氟醚橡胶的门尼粘度ML1+10，121℃例如可以为30～70、30～60、30～50、30～40、或60～80等。在本发明优选的实施方式中，腈基硫化体系全氟醚橡胶的门尼粘度ML1+10，121℃为60。
本发明所提供的含氟密封圈组合物，其原料按重量份计，可以包括0.5-2份的无机氮化物。可选地，无机氮化物的重量份例如可以为0.5-1份、1-2份、0.5-0.8份、0.8-1份、1-1.5份或1.5-2份等。本发明所使用的无机氮化物为纳米尺寸，由于纳米材料自身会产生范德华力及静电作用力，过多的无机氮化物会产生团聚现象，不利于无机氮化物的分散，会降低分子链交联的效果。无机氮化物太少会导致分子链交联不够充分，影响压缩永久变形。
进一步地，无机氮化物为非金属无机氮化物，例如氮化硅(Si3N4)、氮化硼等。
可选地，无机氮化物为氮化硅。氮化硅(Si3N4)存在有3种结晶结构，分别是α、β和γ三相。α和β两相是Si3N4最常出现的型式，且可以在常压下制备，α-Si3N4为颗粒结晶；β-Si3N4为针状结晶体，两者均属六方晶系。γ相只有在高压及高温下，才能合成得到，它的硬度可达到35GPa，为包含八面体形六配位硅原子的尖晶石型结构。此外，氮化硅还存在非晶相。
但是申请人意外发现，本发明的无机氮化物优选α相氮化硅，α相氮化硅的晶型结构最稳定，所产生的纳米效应(表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应)越明显。
优选地，所述无机氮化物为α相氮化硅。
进一步优选地，所述α相氮化硅的粒径小于100nm。具体地，所述α相氮化硅的粒径例如可以小于等于100nm、小于等于80nm、小于等于50nm、小于等于30nm、小于等于20nm等。更例如，所述α相氮化硅的粒径例如可以为0-10nm、10-50nm、50-100nm、10-20nm、20-30nm、30-40nm、40-50nm、50-60nm、60～70nm、70-80nm、80-90nm或90-100nm等。上述粒径小于100nm的α相氮化硅属于纳米级材料，具有特殊的纳米效应。
本发明所提供的含氟密封圈组合物，其原料按重量份计，可以包括0-8份的碳化硅。可选地，碳化硅的重量份例如可以为0-2份、2-6份、6-8份、0-1份、1-2份、2-3份、3-4份、2--4份、4-5份、5-6份、6-7份或7-8份等。作为一种纳米补强材料，过多会导致团聚，使性能下降。
进一步地，所述碳化硅的粒径为小于1μm。例如40nm～1μm。本发明中碳化硅作为补强材料，粒径越小更有利于应用在半导体等高端领域。(例：密封圈在半导体加工过程中，会被等离子气体刻蚀，补强材料会被刻蚀出来，粒径越小对晶圆加工的影响越小。)
本发明所提供的含氟密封圈组合物，所述含氟密封圈组合物的永久变形低于25％。可选地，例如含氟密封圈组合物的永久变形例如可以为0～24％、0～23％、0～22％、0～21％、0～20％、0～19％、0～18％、0～17％、0～16％、0～15％、0～14％、0～13％、0～12％、0～11％、0～10％、0～9％、0～8％、0～7％、0～6％、0～5％、0～4％、0～3％、0～2％或0～1％等。
本发明所提供的含氟密封圈组合物，粘着力低于300N。可选地，粘着力例如可以为0～297N、0～295N、0～292N、0～280N、0～270N、0～266N、0～260N、0～250N、0～240N、0～230N、0～227N、0～220N、0～210N、0～200N、0～190N、0～180N、0～170N、0～160N、0～150N、0～140N、0～130N、0～120N、0～110N、0～100N、0～90N、0～80N、0～70N、0～60N、0～50N、0～40N、0～30N、0～20N、0～10N等。
本发明所提供的含氟密封圈组合物，对金属腐蚀性不高于二级。
含氟密封圈组合物的制备方法
本发明第二方面提供本发明第一方面所述的含氟密封圈组合物的制备方法，所述制备方法包括：将全氟醚橡胶在双辊开炼机上塑炼均匀并包辊，然后将无机氮化物和/或碳化硅加入开练机中，将包辊的胶混合物左右开刀，调节开炼机辊距到最小，打三角包，在一定温度下混炼均匀后出片；再进行一次硫化和二次硫化。
具体地，含氟密封圈组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将腈基硫化体系全氟醚橡胶在双辊开炼机上塑炼均匀并包辊，然后将无机氮化物和/或碳化硅加入开练机中，将包辊的胶混合物左右开刀个3-10次，调节开炼机辊距到最小，打三角包10-30次，开炼机辊筒温度控制在60℃以内，混炼均匀后出片。
(2)在平板硫化机进行一次硫化，硫化温度为160-180℃、硫化时间为20-25min，停放16h后放入烘箱中进行二次硫化，硫化温度为260-290℃，硫化时间为8-16h。
应用
本发明第三方面提供如本发明第一方面所述的含氟密封圈组合物在航空航天、化学化工、医疗、半导体领域的用途。
以下结合实施例进一步说明本发明的有益效果。
为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例进一步详细描述本发明。但是，应当理解的是，本发明的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限制本发明，且本发明的实施例并不局限于说明书中给出的实施例。实施例中未注明具体实验条件或操作条件的按常规条件制作，或按材料供应商推荐的条件制作。
此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
在下述实施例中，所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均可商购获得。
腈基硫化体系全氟醚橡胶购买厂家SOLVAY公司，牌号PFR1055B。
氮化硅(α相,50nm)购买厂家为Admas公司，CAS号12033-89-5。
氮化硅(α相,500nm)购买厂家为Admas公司，CAS号12033-89-5。
氮化硅(β相,100nm)购买厂家为Admas公司，CAS号12033-89-5。
氮化硅(非晶相,20nm)购买厂家为宁波金雷纳米材料有限公司，CAS号12033-89-5。
氮化硼(六方晶型,150nm)购买厂家为Admas公司，CAS号10043-11-5。
氮化铝(六方晶型,50nm)购买厂家阿拉丁试剂公司，CAS号24304-00-5。
碳化硅(40nm)购买厂家为Admas公司，CAS号409-21-2。
所涉及的测试方法或标准如下
1、拉伸强度：按照《GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》；
2、断裂伸长率：按照《GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》；
3、100％模量：按照《GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》；
4、压缩永久变形：按照《ASTM D395-03 Standard test methods for rubberproperty-Compression Set》；
5、粘着力：将硫化后得到O型橡胶圈，用5mm定宽刀裁样以消除内应力，将裁样后的O型橡胶圈以25％的压缩变形紧固在测试夹具中，所用材质为304不锈钢。放置到204℃的老化箱中放置24h，取出后停放3h后，在拉力机上进行测试粘着力，拉伸速度为10mm/min；
6、金属腐蚀性：按照《GB/T 14834-2009硫化橡胶或热塑性橡胶与金属粘附性及对金属腐蚀作用的测定》中附录B中腐蚀程度的等级进行判定金属腐蚀性。
实施例1
含氟密封圈组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将100份腈基硫化体系全氟醚橡胶在双辊开炼机上塑炼均匀并包辊，然后将0.25份氮化硅(α相,50nm)加入开练机中，将包辊的胶混合物左右开刀各10次，调节开炼机辊距到最小，打三角包20次，开炼机辊筒温度控制在60℃以内，混炼均匀后出片。
(2)在平板硫化机进行一次硫化，硫化温度为180℃、硫化时间为25min，停放16h后放入烘箱中进行二次硫化，硫化温度为190℃，硫化时间为16h。
金属耐腐蚀性实物图参见图1。
实施例2
含氟密封圈组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将100份腈基硫化体系全氟醚橡胶在双辊开炼机上塑炼均匀并包辊，然后将0.25份氮化硅(β相，100nm)加入开练机中，将包辊的胶混合物左右开刀各10次，调节开炼机辊距到最小，打三角包20次，开炼机辊筒温度控制在60℃以内，混炼均匀后出片。
(2)在平板硫化机进行一次硫化，硫化温度为180℃、硫化时间为25min，停放16h后放入烘箱中进行二次硫化，硫化温度为290℃，硫化时间为16h。
金属耐腐蚀性实物图参见图2。
实施例3
含氟密封圈组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将100份腈基硫化体系全氟醚橡胶在双辊开炼机上塑炼均匀并包辊，然后将0.25份氮化硅(非晶相,20nm)加入开练机中，将包辊的胶混合物左右开刀各10次，调节开炼机辊距到最小，打三角包20次，开炼机辊筒温度控制在60℃以内，混炼均匀后出片。
(2)在平板硫化机进行一次硫化，硫化温度为180℃、硫化时间为25min，停放16h后放入烘箱中进行二次硫化，硫化温度为290℃，硫化时间为16h。
金属耐腐蚀性实物图参见图3。实施例3的含氟密封圈组合物破碎情况实物图参见图12。
实施例4
含氟密封圈组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将100份腈基硫化体系全氟醚橡胶在双辊开炼机上塑炼均匀并包辊，然后将0.25份氮化硼(六方晶型,150nm)加入开练机中，将包辊的胶混合物左右开刀各10次，调节开炼机辊距到最小，打三角包20次，开炼机辊筒温度控制在60℃以内，混炼均匀后出片。
(2)在平板硫化机进行一次硫化，硫化温度为180℃、硫化时间为25min，停放16h后放入烘箱中进行二次硫化，硫化温度为290℃，硫化时间为16h。
金属耐腐蚀性实物图参见图4。
实施例5
含氟密封圈组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将100份腈基硫化体系全氟醚橡胶在双辊开炼机上塑炼均匀并包辊，然后将0.25份氮化铝(六方晶型,50nm)加入开练机中，将包辊的胶混合物左右开刀各10次，调节开炼机辊距到最小，打三角包20次，开炼机辊筒温度控制在60℃以内，混炼均匀后出片。
(2)在平板硫化机进行一次硫化，硫化温度为180℃、硫化时间为25min，停放16h后放入烘箱中进行二次硫化，硫化温度为290℃，硫化时间为16h。
金属耐腐蚀性实物图参见图5。
实施例6
含氟密封圈组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将100份腈基硫化体系全氟醚橡胶在双辊开炼机上塑炼均匀并包辊，然后将0.25份氮化硅(α相,500nm)加入开练机中，将包辊的胶混合物左右开刀各10次，调节开炼机辊距到最小，打三角包20次，开炼机辊筒温度控制在60℃以内，混炼均匀后出片。
(2)在平板硫化机进行一次硫化，硫化温度为180℃、硫化时间为25min，停放16h后放入烘箱中进行二次硫化，硫化温度为290℃，硫化时间为16h。
参见图13，实施例6未交联。
实施例7
含氟密封圈组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将100份腈基硫化体系全氟醚橡胶在双辊开炼机上塑炼均匀并包辊，然后将0.5份氮化硅(α相,50nm)加入开练机中，将包辊的胶混合物左右开刀各10次，调节开炼机辊距到最小，打三角包20次，开炼机辊筒温度控制在60℃以内，混炼均匀后出片。
(2)在平板硫化机进行一次硫化，硫化温度为180℃、硫化时间为25min，停放16h后放入烘箱中进行二次硫化，硫化温度为290℃，硫化时间为16h。
金属耐腐蚀性实物图参见图6。
实施例8
含氟密封圈组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将100份腈基硫化体系全氟醚橡胶在双辊开炼机上塑炼均匀并包辊，然后将1份氮化硅(α相,50nm)加入开练机中，将包辊的胶混合物左右开刀各10次，调节开炼机辊距到最小，打三角包20次，开炼机辊筒温度控制在60℃以内，混炼均匀后出片。
(2)在平板硫化机进行一次硫化，硫化温度为180℃、硫化时间为25min，停放16h后放入烘箱中进行二次硫化，硫化温度为290℃，硫化时间为16h。
金属耐腐蚀性实物图参见图7。
实施例9
含氟密封圈组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将100份腈基硫化体系全氟醚橡胶在双辊开炼机上塑炼均匀并包辊，然后将2份氮化硅(α相,50nm)加入开练机中，将包辊的胶混合物左右开刀各10次，调节开炼机辊距到最小，打三角包20次，开炼机辊筒温度控制在60℃以内，混炼均匀后出片。
(2)在平板硫化机进行一次硫化，硫化温度为180℃、硫化时间为25min，停放16h后放入烘箱中进行二次硫化，硫化温度为290℃，硫化时间为16h。
金属耐腐蚀性实物图参见图8。
实施例10
含氟密封圈组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将100份腈基硫化体系全氟醚橡胶在双辊开炼机上塑炼均匀并包辊，然后将2份氮化硅(α相,50nm)、2份碳化硅(40nm)加入开练机中，将包辊的胶混合物左右开刀各10次，调节开炼机辊距到最小，打三角包20次，开炼机辊筒温度控制在60℃以内，混炼均匀后出片。
(2)在平板硫化机进行一次硫化，硫化温度为180℃、硫化时间为25min，停放16h后放入烘箱中进行二次硫化，硫化温度为290℃，硫化时间为16h。
金属耐腐蚀性实物图参见图9。
实施例11
含氟密封圈组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将100份腈基硫化体系全氟醚橡胶在双辊开炼机上塑炼均匀并包辊，然后将2份氮化硅(α相,50nm)、6份碳化硅(40nm)加入开练机中，将包辊的胶混合物左右开刀各10次，调节开炼机辊距到最小，打三角包20次，开炼机辊筒温度控制在60℃以内，混炼均匀后出片。
(2)在平板硫化机进行一次硫化，硫化温度为180℃、硫化时间为25min，停放16h后放入烘箱中进行二次硫化，硫化温度为290℃，硫化时间为16h。
金属耐腐蚀性实物图参见图10。
实施例12
含氟密封圈组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将100份腈基硫化体系全氟醚橡胶在双辊开炼机上塑炼均匀并包辊，然后将2份氮化硅(α相,50nm)、10份碳化硅(40nm)加入开练机中，将包辊的胶混合物左右开刀各10次，调节开炼机辊距到最小，打三角包20次，开炼机辊筒温度控制在60℃以内，混炼均匀后出片。
(2)在平板硫化机进行一次硫化，硫化温度为180℃、硫化时间为25min，停放16h后放入烘箱中进行二次硫化，硫化温度为290℃，硫化时间为16h。
金属耐腐蚀性实物图参见图11。
各实施例的测试结果详见表1。
表1
通过实施例1-5，0.25份且小于500nm的无机氮化物可以交联腈基体系的FFKM，但压缩永久变形均大于25％，不能满足使用要求而且实施例3的压缩永久变形测试的试样出现碎裂的现象如附图11所示。实施例6中大于等于500nm的无机氮化物无法交联腈基体系的FFKM如附图12所示，所以无法进行后续测试。而实施例7-11，0.5-2重量份的α相氮化硅以及0-8重量份的碳化硅，不仅保证了压缩永久变形低于25％，粘着力小于300N，同时对金属的腐蚀性较小，腐蚀程度为二级，所制成的密封圈完全符合使用要求。实施例12，碳化硅为10重量份，虽然腐蚀程度为二级，但压缩永久变形及粘着力均不满足使用要求。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种含氟密封圈组合物，其特征在于，所述含氟密封圈组合物的原料按重量份计，包括如下组分：
腈基硫化体系全氟醚橡胶 100-120份；
无机氮化物 0.5-2份；
碳化硅 0-8份。
2.如权利要求1所述的含氟密封圈组合物，其特征在于，所述腈基硫化体系全氟醚橡胶的门尼粘度ML1+10，121℃为30～80。
3.如权利要求1所述的含氟密封圈组合物，其特征在于，所述无机氮化物为非金属无机氮化物。
4.如权利要求1或3任一所述的含氟密封圈组合物，其特征在于，所述无机氮化物为氮化硅。
5.如权利要求4所述的含氟密封圈组合物，其特征在于，所述无机氮化物为α相氮化硅。
6.如权利要求5所述的含氟密封圈组合物，其特征在于，所述α相氮化硅的粒径小于100nm。
7.如权利要求1所述的含氟密封圈组合物，其特征在于，所述含氟密封圈组合物的原料按重量份计，所述碳化硅为2～6份；
和/或，所述碳化硅的粒径小于1μm。
8.如权利要求1所述的含氟密封圈组合物，其特征在于，所述含氟密封圈组合物的永久变形低于25％，粘着力低于300N，对金属腐蚀性不高于二级。
9.如权利要求1～8任一项所述的含氟密封圈组合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将腈基硫化体系全氟醚橡胶在双辊开炼机上塑炼均匀并包辊，然后将无机氮化物和/或碳化硅加入开练机中，将包辊的胶混合物左右开刀，调节开炼机辊距到最小，打三角包，在一定温度下混炼均匀后出片；再进行一次硫化和二次硫化。
10.如权利要求1～8任一项所述的含氟密封圈组合物在航空航天、化学化工、医疗、半导体领域的用途。
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2023
- 2023-12-18 CN CN202311742177.4A patent/CN117534929A/zh active Pending
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