耐高温撕裂性能氟橡胶组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于氟化工技术领域，具体涉及一种耐高温撕裂性能氟橡胶组合物及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 氟橡胶是指主链或者侧链的碳原子连接有氟原子的一种合成高分子弹性体，与其 它橡胶相比，氟橡胶具有优良的耐介质、耐油、耐多种化学药品腐蚀的特征，被广泛应用于 航空、导弹、火箭、宇宙航空等尖端科学技术领域。
[0003] 氟橡胶的特殊性能是由其高分子中含有的氟原子的结构特点所决定，但氟橡胶也 存在不足之处，如弹性差，撕裂强度低，易压缩变形、生胶加工性能差等。其中较低的撕裂强 度，会使氟橡胶在成型后的脱模过程中产生损坏，使其加工变得困难，成品率大大降低，从 而降低生产效率，影响制品质量稳定性。为了提高氟橡胶及其制品的性能，需要对氟橡胶进 行改性。
[0004] 专利号为"94195024.7"，发明名称为"氟橡胶组合物及成型制品"的专利，在含有 氟橡胶和硫化剂构成的氟橡胶组合物中，相对于100份重量的氟橡胶添加0.1-5份重量的脂 肪酸单酰胺，得到的氟橡胶具有良好的金属模具脱模性。此法使用的脱模性物质为胺类物 质，具有不可取的异味而不利于环保生产。
[0005] 专利号为"200610025862.5"，发明名称为"氟橡胶组合物及其成型制品"的专利， 提供了一种氟橡胶组合物及其成型制品，该组合物包含100重量份氟橡胶、5-50重量份非金 属晶须和0.1-5重量份的表面活性剂，本发明氟橡胶组合物具有较高的拉伸强度及模量，用 本发明氟橡胶组合物制得的最终产品具有很高的耐热性和耐磨性。其中所述的非金属晶须 是在人工控制条件下以单晶形式生长成的陶瓷质晶须，制备方法比较困难。
[0006] 专利号为"200710040815.2"，发明名称为"耐热氟橡胶组合物及其硫化成型制品" 的专利，该氟橡胶组合物包含100重量份氟橡胶，〇. 1-10重量份稀土金属氧化物和〇. 05-10 重量份硫化剂，本发明的氟橡胶组合物硫化成型后，具有极好的耐热性。此法使用的稀土金 属是指元素周期表中的镧系元素、钪、钇，且要求稀土氧化镁的细度在325目以上，其成本较 尚。
[0007] 专利号为"200710189640. Γ，发明名称为"一种可改性的氟橡胶制备方法"的专 利，将颗粒直径在10_50nm范围内、纯度在99.0%以上的纳米二氧化锡粉末作为氟橡胶的增 强和耐热性填料，以氟预混胶的质量计为100份，纳米二氧化锡的质量为3份-40份，将氟预 混胶和纳米二氧化锡共同投入密炼机进行混炼，或先将氟预混胶在开炼机上塑炼5min后再 按比例加入纳米二氧化锡进行混炼，混炼完毕再在开炼机上将辊距调整到0.5-lmm，薄通混 炼胶6-7次，然后放大辊距至约2mm下片、停放即制得可改性的氟橡胶，在常温下拉伸强度比 改性前提高12%，70°C海水老化48h后的拉伸强度比改性前提高30%。其中使用的纳米二氧 化锡粒径较小，容易产生飞扬。
[0008] 专利号为"201210448760 .X"，发明名称为"改性氟橡胶及其制备方法"的专利，通 过熔融法制备氟橡胶接枝马来酸酐增容剂，同时制备核-壳型双活性丙烯酸酯弹性体，通过 氟橡胶接枝马来酸酐增容剂来提高氟橡胶与核-壳双活性丙烯酸酯弹性体的相容性，促进 核-壳双活性丙烯酸酯弹性体对氟橡胶的共混改性，提高氟橡胶的耐高温、耐低温性和耐油 性等综合性能，此法在密炼机中进行反应，反应温度为120-160°C。
[0009] 专利号为"201380006036.4"，发明名称为"氟橡胶组合物及其制备方法"，该氟橡 胶组合物含有氟橡胶和炭黑，将两者组合物浸入40°C的丙酮：己烷质量比为42.29:57.71的 萃取溶液中160小时，并将未被萃取并保持为固体的萃取残余物从中分离并干燥，该组合物 能制造出耐热性且表现出优异的高温下的机械性质的交联氟橡胶制品。该方法使用溶液进 行萃取，制备过程复杂，且周期较长。
[0010] 哈尔滨工程大学硕士学位论文，名称为"碳化硼改性氟橡胶复合材料制备及性能 研究"，采用机械熔融共混法制备碳化硼/FKM复合材料，在高温热氧老化作用下，复合材料 的力学性能和阻尼性能均有所下降。碳化硼的加入能有效提高复合材料的热降解温度，减 少体系的热量损失，从而提高复合材料的热稳定性。其使用的填料仍为无机填料，依然存在 与氟橡胶相容性困难的问题。
【发明内容】
[0011]针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种耐高温撕裂性能氟橡胶组合物， 耐热性能提高，以其为原料制备的氟橡胶混炼胶，具有优良的热撕裂性和热脱模性，本发明 还提供其制备方法，工艺简单、易于实现。
[0012]本发明所述的耐高温撕裂性能氟橡胶组合物，在氟橡胶中添加质量分数为1-10% 的耐热助剂。
[0013]氟橡胶为二元或者三元氟橡胶，氟橡胶优选为偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物或偏氟 乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯共聚物中的一种或两种。
[0014]耐热助剂为氯代烷烃类物质、氯代脂肪酸酯类物质或脂肪醇酯类物质中的一种或 几种。
[0015] 氯代烷烃类物质为C10-C30正构烷烃的氯代物，含氯量为40%-70%。氯代烷烃类 物质可以为液体氯化石蜡或固体氯化石蜡中的一种或者两种。
[0016] 氯代脂肪酸酯类物质为C10-C30脂肪酸酯类的氯代物，含氯量为40%-70%。
[0017] 脂肪醇酯类物质的化学式为AOOCXCftOnCOOfc
[0018] 式中，η是2-11的整数，为C4~C10的烷基或环烷基。
[0019]脂肪醇酯类物质可以为乙二酸二辛脂、壬二酸二辛脂、癸二酸二丁酯或癸二酸二 辛脂中的一种或者多种的混合物。
[0020]本发明所述的耐高温撕裂性能氟橡胶组合物的制备方法，将耐热助剂加入到氟橡 胶乳液中或者加入到氟橡胶生胶中。
[0021 ]本发明所述的耐高温撕裂性能氟橡胶组合物的制备方法，采用以下两种方法中的 一种：
[0022] a、将耐热助剂加入到氟橡胶乳液中，以100-800r/min的搅拌速度进行搅拌，搅拌 时间5_15min，破乳，洗潘，供干后得到制品；
[0023] b、将耐热助剂与氟橡胶生胶进行混合，在开炼机上混炼6-10min，混炼温度20-80 °C，混炼结束后，薄通8-20遍，得到制品。
[0024] 与普通氟橡胶相比，本发明所述的氟橡胶组合物耐热性能提高，以其为原料制备 的氟橡胶混炼胶，具有优良的热撕裂性和热脱模性。
[0025] 作为一种优选的技术方案，采用本发明所述的氟橡胶组合物制备耐高温撕裂性能 氟橡胶混炼胶，由以下重量份数的原料制备得到： 氟橡胶组合物 1〇〇份 高活性氧化镁 3份 氢氧化钙 $份
[0026] 炭黑 30份 双酚AF 2份 苄基三苯基氯化磷 〇,5份;
[0027]具体混炼加工过程包括以下步骤：
[0028] (1)将氟橡胶组合物进行塑炼；
[0029] (2)将高活性氧化镁、氢氧化钙、炭黑、双酚AF、苄基三苯基氯化磷加入到步骤（1) 薄通后的氟橡胶组合物中进行混炼5min，预混炼温度为50°C;
[0030] (3)将步骤(2)得到的预混胶料薄通12遍，出片，即得耐高温撕裂性能氟橡胶混炼 胶。
[0031] 步骤（1)和步骤(2)所用设备为密炼机。步骤(3)所用设备为开放式炼胶机。步骤 (3)中薄通为以三角包形式薄通混炼。
[0032] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0033] (1)本发明的氟橡胶组合物，与普通氟橡胶相比，其耐热性能提高，以其为原料制 备的氟橡胶混炼胶，具有优良的热撕裂性和热脱模性，从而提高了模压成型氟橡胶制品的 成品率。
[0034] (2)使用本发明的氟橡胶组合物，失重3 %的温度由368°C提高至439°C，失重5 %的 温度由380°C提高至451°C。
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