一种耐低温导热氟橡胶材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种耐低温导热氟橡胶材料。
【背景技术】
[0002]石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新型碳纳米材料，厚度仅为0.35nm。由于具有大的比表面积、良好的热稳定性和化学稳定性、较强的疏水性、易于进行化学修饰等优点，有望在高性能电子器件、复合材料、场发射材料、气体传感器及能量存储等领域获得广泛应用。而且他是由SP2杂化碳原子紧密排列形成，具有独特的二维周期蜂窝状点阵结构，其结构单元中所存在的稳定碳六元环赋予其优异的热性能，被认为是优秀的热控材料，且具有优异的机械性能。
[0003]氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上，接有氟原子的一种合成高分子弹性体，该类高分子弹性体具有优异的耐热性，耐油性，耐化学品性，气体透过率低，且属于自熄型橡胶，广泛应用于国防，军工，航天航空，汽车，石油等领域。虽然氟橡胶的特异性分子结构使得其具有很多优良的性能，但是同时也因为这个结构给其带来了一些性能上的缺陷，如耐低温性能和弹性差，并且价格昂贵，极大的制约了氟橡胶的推广和应用。因此，为了使氟橡胶具有更多的功能，需要提供一种具有耐低温功能并能传导热量的氟橡胶材料。
【发明内容】
[0004]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种耐低温导热氟橡胶材料，本发明机械性能高，耐老化性能好，导热性能好，耐高温、低温性能好，低温弹性高。
[0005]本发明提出的一种耐低温导热氟橡胶材料，其原料按重量份包括:氟橡胶90-110份，乙丙橡胶30-50份，气相白炭黑30-50份，纳米高岭土 10-20份，改性石墨烯4_6份，微胶囊化红磷10-30份，乙基丁基次磷酸酯5-10份，双(4-羟苯基)苯基氧化膦5-10份，乙酰柠檬酸三丁酯10-20份，尼龙酸二辛酯10-15份，环氧大豆油10-20份，双250.8-1.2份，三烯丙基异三聚氰酸酯1-3份，3#硫化剂0.5-0.9份，Ca/Zn复合稳定剂3_4份，硬脂酸2_4份，氧化锌1-3份，亚磷酸三辛酯1-2份，防老剂A 1-2份，防老剂40100.5-1.5份，石蜡3_5份。
[0006]优选地，改性石墨烯的制备方法为:将乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷加入有机溶剂中超声溶解得到溶液A ;将氧化石墨烯加入去离子水中超声分散均匀，升温，滴加溶液A，滴加过程中不断搅拌得到溶液B ;将溶液B置于微波反应仪中，通入惰性气体，升温，保温，滴加水合肼溶液，继续保温，抽滤，真空干燥得到改性石墨烯。
[0007]优选地，改性石墨烯的制备方法为:将乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷加入有机溶剂中超声溶解得到溶液A ;将氧化石墨烯加入去离子水中超声分散均匀，升温至50_70°C，以l-2ml/min的速度滴加溶液A，滴加过程中以300_500r/min的速度搅拌得到溶液B ;将溶液B置于微波反应仪中，通入惰性气体，升温至70-90°C，保温8-10h，以l-2ml/min的速度滴加水合肼溶液，继续保温20-25h，抽滤，真空干燥得到改性石墨烯。
[0008]优选地，改性石墨烯的制备方法中，有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种。
[0009]优选地，改性石墨烯的制备方法中，乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷和有机溶剂的重量体积比(g/ml)为 0.3-0.4:20-30。
[0010]优选地，改性石墨烯的制备方法中，氧化石墨烯和去离子水的重量体积比(g/ml)为 0.1-0.2:1000-1200o
[0011]优选地，改性石墨烯的制备方法中，氧化石墨烯和乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷的重量比为1-2:0.3-0.4。
[0012]优选地，改性石墨烯的制备方法中，惰性气体为氮气。
[0013]优选地，改性石墨烯的制备方法中，水合肼溶液为质量分数为60_80wt%A合肼水溶液。
[0014]优选地，改性石墨烯的制备方法中，氧化石墨烯和水合肼溶液的重量体积比(g/ml)为 0.1-0.2:0.13-0.24。
[0015]优选地，其原料按重量份包括:氟橡胶95-105份，乙丙橡胶35-45份，气相白炭黑35-45份，纳米高岭土 12-18份，改性石墨烯5_6份，微胶囊化红磷15-25份，乙基丁基次磷酸酯7-9份，双(4-羟苯基)苯基氧化膦6-8份，乙酰柠檬酸三丁酯12-18份，尼龙酸二辛酯12-14份，环氧大豆油13-17份，双250.9-1.1份，三烯丙基异三聚氰酸酯1.5-2.5份，3#硫化剂0.6-0.8份，Ca/Zn复合稳定剂3.3-3.7份，硬脂酸2.5-3.5份，氧化锌1.5-2.5份，亚磷酸三辛酯1.2-1.8份，防老剂A 1.3-1.7份，防老剂40100.8-1.2份，石蜡3.5-4.5份。
[0016]本发明的制备方法如下:将氟橡胶、乙丙橡胶、Ca/Zn复合稳定剂、硬脂酸、氧化锌、亚磷酸三辛酯加入密炼机中，升温至100°C，以300r/min的速度密炼8min，加入改性石墨稀，继续密炼20min，加入3#硫化剂，调节温度至160°C，以60r/min的速度密炼1min得到橡胶主料；依次将气相白炭黑、纳米高岭土、微胶囊化红磷、乙基丁基次磷酸酯、双(4-羟苯基)苯基氧化膦、乙酰柠檬酸三丁酯、尼龙酸二辛酯、环氧大豆油、防老剂A、防老剂4010和石蜡加入含有橡胶主料的密炼机中，升温至170°C，以500r/min的速度密炼20min，加入双25、三烯丙基异三聚氰酸酯，调节温度至160°C，以200r/min的速度密炼30min，升温至250°C,以100r/min的速度密炼2h得到混合物料；将混合物料加入温度为165°C平板硫化机中硫化5min得到耐低温导热氟橡胶材料。
[0017]本发明选用氧化石墨烯进行改性得到的改性石墨烯，微波能促进反应快速均匀进行，改性石墨烯、氟橡胶均具有优异的机械性能，大大增加本发明的机械性能，抗拉伸强度和抗撕裂能力；氟橡胶具有优异的耐高温性能，改性石墨烯具有优异的导热性能，改性石墨烯能与氟橡胶、三元乙丙橡胶发生化学键合，从而使改性石墨烯均匀的分散在橡胶中，大大增加了本发明的导热性能，从而大大增加了本发明的耐高温性能；三元乙丙橡胶具有良好的耐老化、耐介质性能，低温弹性优良，三元乙丙橡、氟橡胶共混并与改性氧化石墨烯键合，能大大增加氟橡胶的耐低温性和低温弹性，从而增加本发明的耐低温性和低温弹性；双25、三烯丙基异三聚氰酸酯、3#硫化剂使得橡胶交联形成网状结构，改性石墨烯具有较高的比表面积，可以增加交联点和缠结点，使交联密度增加，机械性能增强，从而增加本发明的机械性能；双25、三烯丙基异三聚氰酸酯协同作用，能大大增加本发明的机械性能和耐高温性能；改性石墨烯可以促进气相白炭黑、纳米高岭土、微胶囊化红磷、乙基丁基次磷酸酯、双(4-羟苯基)苯基氧化膦、乙酰柠檬酸三丁酯、尼龙酸二辛酯、环氧大豆油、Ca/Zn复合稳定剂、硬脂酸、氧化锌、亚磷酸三辛酯、防老剂A、防老剂4010和石蜡均匀的分散在网状结构中，进而增加本发明抗拉伸、抗撕裂等机械强度；微胶囊化红磷、乙基丁基次磷酸酯、双(4-羟苯基)苯基氧化膦可以增加本发明的阻燃性能；Ca/Zn复合稳定剂、硬脂酸、氧化锌、亚磷酸三辛酯构成的稳定剂系统和防老剂A、防老剂4010相互配合，可以增加本发明的稳定性和抗老化能力；石蜡可以改善本发明加工的流变性，提高本发明的表面光洁度，从而进一步改善本发明的导热性能。
【具体实施方式】
[0018]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0019]实施例1
[0020]一种耐低温导热氟橡胶材料，其原料按重量份包括:氟橡胶110份，乙丙橡胶30份，气相白炭黑50份，纳米高岭土 10份，改性石墨稀6份，微胶囊化红磷10份，乙基丁基次磷酸酯10份，双(4-羟苯基)苯基氧化膦5份，乙酰柠檬酸三丁酯20份，尼龙酸二辛酯10份，环氧大豆油20份，双250.8份，三烯丙基异三聚氰酸酯3份，3#硫化剂0.5份，Ca/Zn复合稳定剂4份，硬脂酸2份，氧化锌3份，亚磷酸三辛酯I份，防老剂A 2份，防老剂40100.5份，石蜡5份；
[0021]其中，改性石墨烯的制备方法为:将乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷加入甲醇中超声溶解得到溶液A，其中，乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷和甲醇的重量体积比(g/ml)为0.3:30 ;将氧化石墨烯加入去离子水中超声分散均匀，升温至50°C，以2ml/min的速度滴加溶液A，滴加过程中以300r/min的速度搅拌得到溶液B，其中，氧化石墨烯和去离子水的重量体积比(g/ml)为0.2:1000，氧化石墨烯和乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷的重量比为2:0.3 ;将溶液B置于微波反应仪中，通入氮气，升温至90°C，保温8h，以2ml/min的速度滴加质量分数为60wt%A合肼水溶液，继续保温25h，抽滤，真空干燥得到改性石墨烯，其中，氧化石墨烯和水合肼溶液的重量体积比(g/ml)为0.1:0.24。
[0022]实施例2
[0023]—种耐低温导热氟橡胶材料，其原料按重量份包括:氟橡胶90份，乙丙橡胶50份，气相白炭黑30份，纳米高岭土 20份，改性石墨稀4份，微胶囊化红磷30份，乙基丁基次磷酸酯5份，双(4-羟苯基)苯基氧化膦10份，乙酰柠檬酸三丁酯10份，尼龙酸二辛酯15份，环氧大豆油10份，双251.2份，三烯丙基异三聚氰酸酯I份，3#硫化剂0.9份，Ca/Zn复合稳定剂3份，硬脂酸4份，氧化锌I份，亚磷酸三辛酯2份，防老剂A I份，防老剂40101.5份，石蜡3份；
[0024]其中，改性石墨烯的制备方法为:将乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷加入乙醇中超声溶解得到溶液A，其中，乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷和乙醇的重量体积比(g/ml)为0