一种耐热耐老化氟橡胶复合材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及氟橡胶技术领域，尤其涉及一种耐热耐老化氟橡胶复合材料。
【背景技术】
[0002]氟橡胶是主链或侧链的碳原子上含有氟原子的橡胶，其耐高温、耐腐蚀和耐候性优异，在汽车工业、航空航天、石油化工等领域应用广泛。近年来随着汽车、机械、航空、航天、化工等领域使用的橡胶制品向着高性能、低能耗和长寿命方向发展，对橡胶制品提出了更高的要求，传统的单一橡胶材料已不能完全满足迅速发展的使用要求。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种耐热耐老化氟橡胶复合材料，其耐热性和耐老化性好，耐低温性和耐油性能优异，其制品用于汽车、机械等领域，使用寿命长。
[0004]本发明提出的一种耐热耐老化氟橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分:氟橡胶100份、甲基乙烯基硅橡胶20-35份、甲基乙烯基苯基硅橡胶5-15份、乙烯丙烯酸酯橡胶4-15份、增容剂3-10份、过氧化二异丙苯0.3-1份、过氧化二叔丁基0.5-1.2份、三烯丙基异氰脲酸酯0.1-0.5份、氧化镁2-5份、硬脂酸0.3-1份、氢氧化钙2-5份、气相白炭黑20-35份、沉淀法白炭黑5-15份、硅藻土 2-10份、硅酸钙3-15份、氟化钙2-10份、羟基硅油2-5份、防老剂1-2.5份、促进剂0.5-2份；
[0005]其中，所述增容剂按照以下工艺进行制备:按重量份将5-10份氢氧化铈加入30-50份乙醇中，然后加入4-10份乙烯基三乙氧基硅烷，在40-55°C下搅拌30-50min，过滤、洗涤、干燥得到改性氢氧化铈;按重量份将100份氟橡胶、2-4份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-10份改性氢氧化铈、2-5份甲基丙烯酸-2，2，2-三氟乙酯和0.6-1.2份过氧化二异丙苯加入Haake流变仪中，在120-140°C下混炼3-7min，然后在60-75°C下经无水乙醇抽提30-45h得到所述增容剂。
[0006]优选地，其原料中，氟橡胶、甲基乙稀基娃橡胶、甲基乙稀基苯基娃橡胶、乙稀丙稀酸酯橡胶的重量比为100: 25-33:8-13: 6-12。
[0007]优选地，其原料中，过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、三烯丙基异氰脲酸酯的重量比为 0.5-1:0.8-1.2:0.25-0.5。
[0008]优选地，其原料按重量份包括以下组分:氟橡胶100份、甲基乙烯基硅橡胶28-31份、甲基乙烯基苯基硅橡胶10-12份、乙烯丙烯酸酯橡胶7-10份、增容剂5-8份、过氧化二异丙苯0.6-0.9份、过氧化二叔丁基0.9-1.1份、三烯丙基异氰脲酸酯0.35-0.4份、氧化镁3.5-4份、硬脂酸0.6-0.8份、氢氧化钙3.5-4份、气相白炭黑28-32份、沉淀法白炭黑8-11份、硅藻土5.5-7份、硅酸钙8-10份、氟化钙5.8-7份、羟基硅油3.2_4份、防老剂1.6_2.1份、促进剂1 -1.6份。
[0009]优选地，其原料按重量份包括以下组分:氟橡胶100份、甲基乙烯基硅橡胶30份、甲基乙烯基苯基硅橡胶11份、乙烯丙烯酸酯橡胶8份、增容剂7份、过氧化二异丙苯0.85份、过氧化二叔丁基1份、三烯丙基异氰脲酸酯0.38份、氧化镁3.6份、硬脂酸0.7份、氢氧化钙3.6份、气相白炭黑30份、沉淀法白炭黑10份、硅藻土 6份、硅酸钙8.5份、氟化钙6份、羟基硅油3.7份、防老剂2份、促进剂1.3份。
[0010]优选地，所述增容剂按照以下工艺进行制备:按重量份将8-9份氢氧化铈加入38-46份乙醇中，然后加入5.8-7份乙烯基三乙氧基硅烷，在46-50°(3下搅拌38-431^11，过滤、洗涤、干燥得到改性氢氧化铈;按重量份将100份氟橡胶、3.2-3.8份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、6.5-7.2份改性氢氧化铈、3.2-4份甲基丙烯酸-2，2，2-三氟乙酯和0.8-1.1份过氧化二异丙苯加入Haake流变仪中，在130_136°C下混炼4_5min，然后在68_72°C下经无水乙醇抽提37-40h得到所述增容剂。
[0011 ]优选地，所述增容剂按照以下工艺进行制备:按重量份将8.5份氢氧化铈加入40份乙醇中，然后加入6.5份乙烯基三乙氧基硅烷，在48°C下搅拌40min，过滤、洗涤、干燥得到改性氢氧化铈;按重量份将100份氟橡胶、3.5份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、7份改性氢氧化铈、3.6份甲基丙烯酸-2，2，2_三氟乙酯和1份过氧化二异丙苯加入Haake流变仪中，在135°C下混炼4.6min，然后在70°C下经无水乙醇抽提38h得到所述增容剂。
[0012]优选地，所述防老剂为防老剂MB、防老剂AW、防老剂RD中的一种或者多种的混合物。
[0013]本发明中，选择了氟橡胶为主料，并配合添加了甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、乙烯丙烯酸酯橡胶作为并用胶，使复合材料兼具有氟橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶和乙烯丙烯酸酯橡胶的优点，赋予复合材料优异的耐低温性、加工性能和耐油性;并添加了增容剂，使共混胶的均匀性提高，界面结合力增强，达到了各原料性能互补的目的，在高温环境中，橡胶分子链不易断裂，改善复合材料的加工性能的同时赋予复合材料优异的耐候性、耐热性、耐老化性和耐低温性，在增容剂中，首先选择了氢氧化铈与乙烯基三乙氧基硅烷进行反应得到改性氢氧化铈，之后与氟橡胶、γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸-2，2，2-三氟乙酯混合后，在过氧化二异丙苯的作用下，将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸-2，2，2-三氟乙酯和改性氢氧化铈接枝到了氟橡胶分子中，加入体系中后，因分子中同时含有氟、硅原子，提高了体系的相容性，同时改善了复合材料的耐热性、耐候性和耐老化性，同时由于增容剂中碱性的氢氧化铈和酰氧基的存在，改善了过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基和三烯丙基异氰脲酸酯作为硫化剂时的硫化性能，缩短了硫化时间和焦烧时间，加快了硫化速度，使共混胶具有优异的操作安全性，较好的交联密度、物理机械性能、耐热性和耐老化性能;气相白炭黑、氧化镁、氢氧化钙、沉淀法白炭黑、硅藻土、硅酸钙、氟化钙配合加入体系中，在体系中形成了比较发达的填料网络，赋予复合材料优异的机械性能，克服了氟橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶和乙烯丙烯酸酯橡胶强度低、耐磨性和抗撕裂能力不足的缺陷，并且有效阻止了非极性的油分子渗入共混胶中，改善了复合材料的强度和耐油性。
【具体实施方式】
[0014]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0015]实施例1
[0016]本发明提出的一种耐热耐老化氟橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分:氟橡胶100份、甲基乙烯基硅橡胶20份、甲基乙烯基苯基硅橡胶15份、乙烯丙烯酸酯橡胶4份、增容剂10份、过氧化二异丙苯0.3份、过氧化二叔丁基1.2份、三烯丙基异氰脲酸酯0.1份、氧化镁5份、硬脂酸1份、氢氧化钙2份、气相白炭黑35份、沉淀法白炭黑5份、硅藻土 10份、硅酸钙15份、氟化钙2份、羟基硅油5份、防老剂1份、促进剂2份；
[0017]其中，所述增容剂按照以下工艺进行制备:按重量份将5份氢氧化铈加入50份乙醇中，然后加入10份乙烯基三乙氧基硅烷，在40°C下搅拌50min，过滤、洗涤、干燥得到改性氢氧化铈;按重量份将100份氟橡胶、2份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、10份改性氢氧化铈、2份甲基丙烯酸-2，2，2_三氟乙酯和1.2份过氧化二异丙苯加入Haake流变仪中，在120°C下混炼7min，然后在60°C下经无水乙醇抽提45h得到所述增容剂。
[0018]实施例2
[0019]本发明提出的一种耐热耐老化氟橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分:氟橡胶100份、甲基乙烯基硅橡胶35份、甲基乙烯基苯基硅橡胶5份、乙烯丙烯酸酯橡胶15份、增容剂3份、过氧化二异丙苯1份、过氧化二叔丁基0.5份、三烯丙基异氰脲酸酯0.5份、氧化镁2份、硬脂酸0.3份、氢氧化钙5份、气相白炭黑20份、沉淀法白炭黑15份、硅藻土 2份、硅酸钙3份、氟化钙10份、羟基硅油2份、防老剂2.5份、促进剂0.5份；
[0020]其中，所述增容剂按照以下工艺进行制备:按重量份将10份氢氧化铈加入30份乙醇中，然后加入4份乙烯基三乙氧基硅烷，在55°C下搅拌30min，过滤、洗涤、干燥得到改性氢氧化铈;按重量份将100份氟橡胶、4份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3份改性氢氧化铈、5份甲基丙烯酸-2，2，2-三氟乙酯和0.6份过氧化二异丙苯加入Haake流变仪中，在140°C下混炼3min，然后在75°C下经无水乙醇抽提30h得到所述增容剂。
[0021]实施例3
[0022]本发明提出的一种耐热耐老化氟橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分:氟橡胶100份、甲基乙烯基硅橡胶28份、甲基乙烯基苯基硅橡胶12份、乙烯丙烯酸酯橡胶7份、增容剂8份、