一種改性氟橡膠混煉膠及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于橡膠混煉膠制備領域，具體涉及改性氟橡膠混煉膠的制備。
【背景技術】
[0002] 氟橡膠是指主鏈或側鏈的碳原子上接有氟原子的一種合成高分子彈性體，該類高 分子材料具有優異的耐熱性、耐候性、耐臭氧性、耐油性、耐化學品性，氣體透過率低，且屬 于自熄型橡膠，在所有合成橡膠中其綜合性能最佳。現有的氟橡膠混煉膠，硫化后具有高強 度（拉伸強度> 20MPa)的一般彈性較差，而具有高彈性（扯斷伸長率> 500% )的一般強 度又較小，難以同時具有高強度和高彈性。隨著汽車發動機的轉速越來越高，且汽油中添加 許多對橡膠腐蝕作用極強的小分子（如甲醇、乙醇、甲基叔丁基醚），惡劣的工況條件使氟 橡膠密封件必須具有高強度、高彈性和高耐油，因此開發高強高彈耐油氟橡膠混煉膠及其 制備方法迫在眉睫。
[0003] 中國專利申請CN102585402A公開了高強度（拉伸強度彡16MPa)氟橡膠混煉膠， 但彈性和耐油性能沒有明確的數據。中國專利申請CN1919921A公開了高強度（拉伸強度 彡18MPa)和高彈性（扯斷伸長率彡320% )氟橡膠混煉膠，但沒有給出具體數據，也未涉及 耐油性能。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種高強度、高彈性、高耐油的氟橡膠 混煉膠。本發明的目的通過以下技術方案實現：
[0005] 本發明的技術方案的第一方面提供了一種改性氟橡膠混煉膠，包括以下重量份的 組分：氟橡膠生膠，100 ;熱裂解炭黑，30-50 ;加工助劑，0. 2-0. 8 ;硫化劑，1. 0-5. 0 ;共硫化 劑，4-8 ;
[0006] 其中，所述的氟橡膠生膠分子中含有碘和/或溴；所述的加工助劑選自硬脂酸鈉、 硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、巴西棕櫚蠟、聚乙烯蠟、WS280(美國Strucktol公司）、全氟聚醚油或 液體氟橡膠；所述的硫化劑為有機過氧化物；所述的共硫化劑選自三烯丙基異氰脲酸酯、 三甲代烯丙基異氰脲酸酯、N-芐基馬來酰亞胺或Ν，Ν' -間苯撐雙馬來酰亞胺。
[0007] 本發明的技術方案的第二方面提供了上述技術方案中氟橡膠混煉膠的制備方法， 包含以下步驟：
[0008] 1)加入氟橡膠生膠，輥溫50-60°C，輥速18-30rpm，調整輥距，保證兩輥之間有堆 積膠；
[0009] 2)按順序加入以下組分，每加入一組，吃粉后反轉雙輥3-6次，開刀打3-6個三角 包，輥壓1-2分鐘：
[0010] a)加工助劑；
[0011] b)熱裂解炭黑；
[0012] c)硫化劑和硫化助劑；
[0013] 3)膠料混煉均勻后薄通8-15次出片，常溫下靜置12_36h ;
[0014] 4)控制輥溫在55-65°C，輥距0. 2-0. 4mm，輥速20-25rpm，返煉薄通10-15次，再調 整輥距1-3_出片即得。其中，氟橡膠生膠、熱裂解炭黑、加工助劑、硫化劑、共硫化劑的成 分和含量與本發明技術方案的第一方面相同。
[0015] 本發明的技術方案的第三方面提供了根據本發明技術方案第二方面的方法制備 的改性氟橡膠混煉膠的成型品。
[0016] 本發明所述氟橡膠生膠是能夠進行過氧化物交聯，且分子中含有碘和/或溴的氟 橡膠，例如大金公司制造的三元氟橡膠G-902。
[0017] 本發明所述硫化劑為有機過氧化物類，具體可選自過氧化二異丙苯（DCP)、雙 叔丁基過氧異丙基苯（BIPB)、2, 5-二甲基-2, 5-二叔丁基過氧己烷（DBPMH)、六亞甲 基-N，Ν' -雙（叔丁基過氧氨基甲酸酯）（HBTBP)、亞甲基雙-4-環己基-N，Ν' -(叔丁基過 氧氨基甲酸酯）（MBTBP)、過氧化叔丁基苯甲酸酯（TPB)或過氧化叔丁基異丙基碳酸叔丁酯 (TBPV)〇
[0018] 本發明所述共硫化劑為多官能團不飽和化合物，具體可選自三烯丙基異氰脲酸酯 (TAIC)、三甲代烯丙基異氰脲酸酯（TMAIC)、N-芐基馬來酰亞胺或Ν，Ν' -間苯撐雙馬來酰 亞胺。
[0019] 根據本發明的技術方案的第二方面提供的方法，在一些實施方式中，步驟2)和步 驟4)中所述的返煉為打三角包。
[0020] 除非明確地說明與此相反，否則，本發明引用的所有范圍包括端值。例如，"輥溫 40-50°C"表示輥溫的范圍T為40°C彡T彡50°C。
[0021] 本發明使用的術語"或"表示備選方案，如果合適的話，可以將它們組合，也就是 說，術語"或"包括每個所列出的單獨備選方案以及它們的組合。例如，"硫化劑選自過氧化 二異丙苯（DCP)、雙叔丁基過氧異丙基苯（BIPB)或2, 5-二甲基-2, 5-二叔丁基過氧己烷 (DBPMH) "表示所述的硫化劑可以是DCP、BIPB、DBPMH中的一種，也可以是其一種以上的組 合。
[0022] 本發明使用的術語"返煉"是一種開煉機混煉的操作，包括打三角包、搗煉、左右斜 刀、打扭等。在本發明的實施方式中，優選打三角包作為返煉的操作方式。
[0023] 本發明使用的術語"吃粉"，是指膠料接受粉體填料混入的過程。
[0024] 本發明使用的術語"薄通"，是使用開放式煉膠機時常被采用的典范性操作，本發 明指開煉機的輥距調節到〇. 5-lmm。
[0025] 本發明的技術方案提供的氟橡膠混煉膠的制備方法，在每加入一步待吃粉后反轉 雙輥3-6次，可以使粉料不易滑落，保證吃粉完全，并可以減少混煉均勻所需的時間，提高 硫化膠的機械性能，得到的高強高彈耐油氟橡膠混煉膠硫化后硬度可控制在70-85間，加 工性好、成本低廉、方法簡單、易于產業化。
【具體實施方式】
[0026] 以下所述的是本發明的優選實施方式，本發明所保護的不限于以下優選實施方 式。應當指出，對于本領域的技術人員來說在此發明創造構思的基礎上，做出的若干變形和 改進，都屬于本發明的保護范圍。
[0027] 實施例I
[0028] 按照表1的配方配置原料。
[0029] 從開煉機大齒輪一側加入氟橡膠生膠，輥溫40-55〇 C，輥速20-25rpm，調整輥距， 以兩輥之間有堆積膠為準；按順序加入助劑：①加工助劑聚乙烯蠟，②熱裂解炭黑，③硫化 劑BIPB、硫化助劑TMAIC ;每加入一步待吃粉后反轉雙輥5次，開刀打5個三角包，輥壓1分 鐘，待膠料混煉均勻后薄通12次出片，常溫下靜置18小時；控制輥溫在55〇 C，輥距0. 4mm， 輥速24rpm，進行返煉打三角包薄通15次，再調整輥距2mm出片，即得氟橡膠混煉膠。
[0030] 分別測量制得的混煉膠硫化后的拉伸強度、扯斷伸長率、撕裂強度、Shore A硬 度、脆性溫度數據，硫化條件為一段硫化：160°C XlO分鐘；二段硫化：20(TC X8小時；及 耐燃油質量變化率、體積變化率，條件為40°C X 168h。其中，拉伸強度和扯斷伸長率按 GB/T528-2009試驗方法測試，撕裂強度按GB/T529-2008試驗方法測試，紹爾硬度按GB/ T531. 1-2008試驗方法測試，耐燃油C按GB/T1690-2006試驗方法測試，結果見表2。
[0031] 實施例2
[0032] 按照表1的配方配置原料。
[0033] 操作步驟除加工助劑為硬脂酸鈣，反轉雙輥后開刀打3個三角包，輥壓2分鐘，返 煉時棍溫設定60°C，棍距為0. 3mm以外同實施例1。
[0034] 性能測試項目同實施例1，結果見表2。
[0035] 實施例3
[0036] 按照表1的配方配置原料。
[0037] 操作步驟除加工助劑為硬脂酸鈉，反轉雙輥后開刀打1個三角包，返煉時輥溫設 定60°C，棍距為0. 2mm以外同實施例1。
[0038] 性能測試項目同實施例1，結果見表2。
[0039] 實施例4
[0040] 按照表1的配方配置原料。
[0041] 操作步驟除加工助劑為巴西棕櫚蠟，反轉雙輥后開刀打3個三角包，輥壓2分鐘， 常溫下靜置36小時，返煉時輥距為0. 3mm以外同實施例1。
[0042] 性能測試項目同實施例1，結果見表2。
[0043] 實施例5
[0044] 按照表1的配方配置原料。
[0045] 操作步驟除加工助劑為WS280,反轉雙輥后開刀打1個三角包，常溫下靜置36小 時，返煉時輥溫設定60°C，輥距為0. 2_以外同實施例1。
[0046] 性能測試項目同實施例1，結果見表2。
[0047] 實施例6
[0048] 按照表1的配方配置原料。
[0049] 操作步驟除加工助劑為全氟聚醚油，輥壓2分鐘，待膠料混煉均勻后薄通1，5次出 片，常溫下靜置36小時，返煉時輥距為0. 3mm以外同實施例1。
[0050] 對比例1
[0051 ] 氟橡膠混煉膠的原料組成為：
[0052] 氟橡膠生膠100份，熱裂解炭黑20份，加工助劑聚乙烯蠟0. 6份，硫化劑BIPB 2 份，硫化助劑TMIC 5份。
[0053] 操作步驟除吃粉后未反轉雙輥同實施例1。
[0054] 性能測試項目同實施例1，結果見表2。
[0055] 對比例2
[0056] 氟橡膠混煉膠的原料組成為：
[0057] 氟橡膠生膠100份，熱裂解炭黑50份，加工助劑聚乙烯蠟0. 6份，硫化劑BIPB 2 份，硫化助劑TMIC 3份。
[0058] 操作步驟除吃粉后未反轉雙輥同實施例1。
[0059] 性能測試項目同實施例1，結果見表2。
[0060] 表1實施例1-6和對比例1-2的配方
[0061]
【主權項】
1. 一種改性氟橡膠混煉膠，其特征在于，包括以下重量份的組分：氟橡膠生膠，100 ;熱 裂解炭黑，30-50 ;加工助劑，0. 2-0. 8 ;硫化劑，1. 0-5. 0 ;共硫化劑，4-8 ; 其中，所述的氟橡膠生膠分子中含有碘和/或溴； 所述的加工助劑選自硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、巴西棕櫚蠟、聚乙烯蠟、氟聚醚油 或液體氟橡膠； 所述的硫化劑為有機過氧化物； 所述的共硫化劑選自三烯丙基異氰脲酸酯、三甲代烯丙基異氰脲酸酯、N-芐基馬來酰 亞胺或Ν，Ν' -間苯撐雙馬來酰亞胺。
2. 根據權利要求1所述的改性氟橡膠混煉膠，其特征在于，所述的硫化劑選自氧化二 異丙苯、雙叔丁基過氧異丙基苯、2, 5-二甲基-2, 5-二叔丁基過氧己烷、六亞甲基-Ν，Ν'-雙 (叔丁基過氧氨基甲酸酯）、亞甲基雙-4-環己基-Ν，Ν' -(叔丁基過氧氨基甲酸酯）、過氧 化叔丁基苯甲酸酯或過氧化叔丁基異丙基碳酸叔丁酯。
3. -種如權利要求1-2所述的改性氟橡膠混煉膠的制備方法，包含以下步驟： 1) 加入氟橡膠生膠，輥溫50-60°C，輥速18-30rpm，調整輥距，保證兩輥之間有堆積膠； 2) 按順序加入以下組分，每加入一組，吃粉后反轉雙輥3-6次，開刀打3-6個三角包，輥 壓1-2分鐘： a) 加工助劑； b) 熱裂解炭黑； c) 硫化劑和硫化助劑； 3) 膠料混煉均勻后薄通8-15次出片，常溫下靜置12-36h ; 4) 控制輥溫在55-65°C，輥距0. 2-0. 4mm，輥速20-25rpm，返煉薄通10-15次，再調整輥 距l-3mm出片即得。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特征是，步驟2)和步驟4)中所述的返煉為打三角 包。
【專利摘要】本發明公開了一種改性氟橡膠混煉膠，包括以下重量份的組分：氟橡膠生膠，100；熱裂解炭黑30-50；加工助劑，0.2-0.8；硫化劑，1.0-5.0；共硫化劑，4-8。本發明還公開了上述改性氟橡膠混煉膠的制備方法。通過該方法制備的混煉膠硬度可控制在70-85間，加工性好、成本低廉、方法簡單、易于產業化。
【IPC分類】C08K5-14, B29B7-72, C08K13-02, C08K3-04, C08L27-12
【公開號】CN104558975
【申請號】CN201410777905
【發明人】楊策宇, 湯誠, 陸翠方
【申請人】東莞市長安東陽光鋁業研發有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月12日