本发明涉及橡胶制品技术领域，具体涉及一种防水耐寒橡胶及其制备方法。
背景技术：
橡胶是指具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶行业是国民经济的重要基础产业之一，它不仅为人们提供日常生活不可或缺的日用、医用等轻工橡胶产品，而且向采掘、交通、建筑、机械、电子等重工业和新兴产业提供各种橡胶制生产设备或橡胶部件，可见，橡胶行业的产品种类繁多，后向产业十分广阔。目前橡胶的功能比较单一，只具有自身的一些本质属性，面对各行各业的不同需求，我们往往需要对橡胶进行不同的材料改性进而满足生产需求。
技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明提出了一种防水耐寒橡胶及其制备方法，制得的产品具有优良的机械性能、防水性和耐寒性，耐磨、耐高温性也有显著的提高。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种防水耐寒橡胶，由以下质量份数制成：氟硅橡胶30-50份、环氧树脂18-24份、氟碳树脂15-25份、醋酸丙酸纤维素3-9份、聚酰亚胺6-12份、固化剂2-4份、偶联剂5-8份、硫代二丙酸二月桂酯1-4份、憎水剂4-8份、纳米氧化锌3-7份、防老剂2-6份、气相白炭黑5-10份、金红石4-6份、云母粉4-6份。
优选的，防水耐寒橡胶由以下质量份数制成：氟硅橡胶30-50份、环氧树脂18-24份、氟碳树脂15-25份、醋酸丙酸纤维素3-9份、聚酰亚胺6-12份、固化剂2-4份、偶联剂5-8份、硫代二丙酸二月桂酯1-4份、憎水剂4-8份、纳米氧化锌3-7份、防老剂2-6份、气相白炭黑5-10份、金红石4-6份、云母粉4-6份。
优选的，固化剂为2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚、甲基四氢邻苯二甲酸酐、4,4-二氨基二苯基甲烷中的一种或两种及其以上的组合物。
优选的，偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或两种及其以上的组合物。
优选的，憎水剂为羟基聚二甲基硅氧烷、SHP-50聚硅氧烷粉末的混合物，且羟基聚二甲基硅氧烷与SHP-50聚硅氧烷粉末的质量比为1-1.5:1。
优选的，防水耐寒橡胶的制备方法，制备步骤如下：
1)按重量份称取原料，将金红石与云母粉共混，粉碎过400目筛，得混合物一；
2)将环氧树脂、氟碳树脂置于捏合机中，加热升温至75-85℃，加入聚酰亚胺、醋酸丙酸纤维素、憎水剂和固化剂，继续升温至105-110℃，保温15min，挤出冷却后破碎得混合物二；
3)将氟硅橡胶置于开炼机中加热混炼，待温度为78-82℃时加入纳米氧化锌、气相白炭黑和步骤1)中的混合物一，继续加热至95-100℃，加入交联剂、硫代二丙酸二月桂酯、防老剂和步骤2)中的混合物二，升温至115-125℃混炼3-5min，压片挤出，停放32-44h。
优选的，步骤1)中筛网上粉末剩余物≤0.3％。
优选的，步骤3)压片挤出前薄通6-8次。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过捏合、加热、混炼等步骤制成，制得的产品具有优良的机械性能，防水耐寒性强，耐磨、耐高温性也有显著的提高，在-45℃—130℃之间均能保正良好的性能要求，适用范围广。
氟碳树脂具有良好的耐热性和耐寒性，醋酸丙酸纤维素具有抗湿性和耐寒性，而且具有良好的强韧性，与环氧树脂、憎水剂共混改性后提升了防水耐寒性，然后环氧树脂与氟硅树脂通过交联剂、活性剂等反应共混，显著提升了橡胶的综合性能；金红石具有耐高低温性和耐腐蚀性，云母粉具有优良的分散性和耐磨性，聚酰亚胺可耐极低温，而且具有优异的机械性能，显著提高了橡胶的强韧性。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
防水耐寒橡胶由以下质量份数制成：氟硅橡胶35份、环氧树脂18份、氟碳树脂20份、醋酸丙酸纤维素6份、聚酰亚胺10份、固化剂2.5份、偶联剂5.6份、硫代二丙酸二月桂酯2份、憎水剂6份、纳米氧化锌6份、防老剂4份、气相白炭黑8份、金红石4.5份、云母粉4.2份。
防水耐寒橡胶的制备方法，其制备步骤如下：
1)按重量份称取原料，将金红石与云母粉共混，粉碎过400目筛，得混合物一；
2)将环氧树脂、氟碳树脂置于捏合机中，加热升温至78℃，加入聚酰亚胺、醋酸丙酸纤维素、憎水剂和固化剂，继续升温至108℃，保温15min，挤出冷却后破碎得混合物二；
3)将氟硅橡胶置于开炼机中加热混炼，待温度为79℃时加入纳米氧化锌、气相白炭黑和步骤1)中的混合物一，继续加热至96℃，加入交联剂、硫代二丙酸二月桂酯、防老剂和步骤2)中的混合物二，升温至118℃混炼3min，薄通6次，压片挤出，停放34h。
其中固化剂为2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚。
偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷的组合物。
憎水剂中羟基聚二甲基硅氧烷与SHP-50聚硅氧烷粉末的质量比为1：1。
实施例2：
防水耐寒橡胶由以下质量份数制成：氟硅橡胶43份、环氧树脂20份、氟碳树脂23份、醋酸丙酸纤维素9份、聚酰亚胺12份、固化剂3份、偶联剂6份、硫代二丙酸二月桂酯4份、憎水剂5份、纳米氧化锌7份、防老剂2份、气相白炭黑9份、金红石6份、云母粉5.4份。
防水耐寒橡胶的制备方法，其制备步骤如下：
1)按重量份称取原料，将金红石与云母粉共混，粉碎过400目筛，得混合物一；
2)将环氧树脂、氟碳树脂置于捏合机中，加热升温至82℃，加入聚酰亚胺、醋酸丙酸纤维素、憎水剂和固化剂，继续升温至105℃，保温15min，挤出冷却后破碎得混合物二；
3)将氟硅橡胶置于开炼机中加热混炼，待温度为80℃时加入纳米氧化锌、气相白炭黑和步骤1)中的混合物一，继续加热至98℃，加入交联剂、硫代二丙酸二月桂酯、防老剂和步骤2)中的混合物二，升温至122℃混炼4min，薄通7次，压片挤出，停放32h。
其中固化剂为2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚和甲基四氢邻苯二甲酸酐的组合物。
偶联剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的组合物。
憎水剂中羟基聚二甲基硅氧烷与SHP-50聚硅氧烷粉末的质量比为1.2：1。
实施例3：
防水耐寒橡胶由以下质量份数制成：氟硅橡胶48份、环氧树脂23份、氟碳树脂24份、醋酸丙酸纤维素8份、聚酰亚胺8份、固化剂3.6份、偶联剂7.2份、硫代二丙酸二月桂酯3份、憎水剂4份、纳米氧化锌5份、防老剂5份、气相白炭黑5份、金红石5.2份、云母粉6份。
防水耐寒橡胶的制备方法，其制备步骤如下：
1)按重量份称取原料，将金红石与云母粉共混，粉碎过400目筛，得混合物一；
2)将环氧树脂、氟碳树脂置于捏合机中，加热升温至84℃，加入聚酰亚胺、醋酸丙酸纤维素、憎水剂和固化剂，继续升温至106℃，保温15min，挤出冷却后破碎得混合物二；
3)将氟硅橡胶置于开炼机中加热混炼，待温度为81℃时加入纳米氧化锌、气相白炭黑和步骤1)中的混合物一，继续加热至100℃，加入交联剂、硫代二丙酸二月桂酯、防老剂和步骤2)中的混合物二，升温至123℃混炼5min，薄通7次，压片挤出，停放38h。
其中固化剂为4，4-二氨基二苯基甲烷。
偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
憎水剂中羟基聚二甲基硅氧烷与SHP-50聚硅氧烷粉末的质量比为1.3：1。
实施例4：
防水耐寒橡胶由以下质量份数制成：氟硅橡胶50份、环氧树脂20份、氟碳树脂18份、醋酸丙酸纤维素3份、聚酰亚胺6份、固化剂4份、偶联剂7.8份、硫代二丙酸二月桂酯1份、憎水剂8份、纳米氧化锌3份、防老剂6份、气相白炭黑7份、金红石5.6份、云母粉5.5份。
防水耐寒橡胶的制备方法，其制备步骤如下：
1)按重量份称取原料，将金红石与云母粉共混，粉碎过400目筛，得混合物一；
2)将环氧树脂、氟碳树脂置于捏合机中，加热升温至85℃，加入聚酰亚胺、醋酸丙酸纤维素、憎水剂和固化剂，继续升温至100℃，保温15min，挤出冷却后破碎得混合物二；
3)将氟硅橡胶置于开炼机中加热混炼，待温度为80℃时加入纳米氧化锌、气相白炭黑和步骤1)中的混合物一，继续加热至95℃，加入交联剂、硫代二丙酸二月桂酯、防老剂和步骤2)中的混合物二，升温至125℃混炼4min，薄通8次，压片挤出，停放40h。
其中固化剂为2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚、甲基四氢邻苯二甲酸酐、4，4-二氨基二苯基甲烷的组合物。
偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的组合物。
憎水剂中羟基聚二甲基硅氧烷与SHP-50聚硅氧烷粉末的质量比为1.5：1。
实施例5：
防水耐寒橡胶由以下质量份数制成：氟硅橡胶40份、环氧树脂22份、氟碳树脂25份、醋酸丙酸纤维素5份、聚酰亚胺11份、固化剂2份、偶联剂8份、硫代二丙酸二月桂酯2.5份、憎水剂7份、纳米氧化锌4份、防老剂3份、气相白炭黑10份、金红石5份、云母粉5份。
防水耐寒橡胶的制备方法，其制备步骤如下：
1)按重量份称取原料，将金红石与云母粉共混，粉碎过400目筛，得混合物一；
2)将环氧树脂、氟碳树脂置于捏合机中，加热升温至80℃，加入聚酰亚胺、醋酸丙酸纤维素、憎水剂和固化剂，继续升温至108℃，保温15min，挤出冷却后破碎得混合物二；
3)将氟硅橡胶置于开炼机中加热混炼，待温度为82℃时加入纳米氧化锌、气相白炭黑和步骤1)中的混合物一，继续加热至95℃，加入交联剂、硫代二丙酸二月桂酯、防老剂和步骤2)中的混合物二，升温至120℃混炼4min，薄通8次，压片挤出，停放43h。
其中固化剂为2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚和4，4-二氨基二苯基甲烷的组合物。
偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
憎水剂中羟基聚二甲基硅氧烷与SHP-50聚硅氧烷粉末的质量比为1.4：1。
实施例6：
防水耐寒橡胶由以下质量份数制成：氟硅橡胶30份、环氧树脂24份、氟碳树脂15份、醋酸丙酸纤维素4份、聚酰亚胺7份、固化剂2.2份、偶联剂7份、硫代二丙酸二月桂酯3.7份、憎水剂5份、纳米氧化锌5份、防老剂2份、气相白炭黑6份、金红石4.8份、云母粉4份。
防水耐寒橡胶的制备方法，其制备步骤如下：
1)按重量份称取原料，将金红石与云母粉共混，粉碎过400目筛，得混合物一；
2)将环氧树脂、氟碳树脂置于捏合机中，加热升温至75℃，加入聚酰亚胺、醋酸丙酸纤维素、憎水剂和固化剂，继续升温至105℃，保温15min，挤出冷却后破碎得混合物二；
3)将氟硅橡胶置于开炼机中加热混炼，待温度为78℃时加入纳米氧化锌、气相白炭黑和步骤1)中的混合物一，继续加热至97℃，加入交联剂、硫代二丙酸二月桂酯、防老剂和步骤2)中的混合物二，升温至115℃混炼3min，薄通6次，压片挤出，停放44h。
其中固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐。
偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷的组合物。
憎水剂中羟基聚二甲基硅氧烷与SHP-50聚硅氧烷粉末的质量比为1.2：1。
实施例7：
防水耐寒橡胶由以下质量份数制成：氟硅橡胶32份、环氧树脂18份、氟碳树脂16份、醋酸丙酸纤维素7份、聚酰亚胺10份、固化剂3.8份、偶联剂5份、硫代二丙酸二月桂酯1.6份、憎水剂6份、纳米氧化锌6份、防老剂5份、气相白炭黑7份、金红石4份、云母粉4.8份。
防水耐寒橡胶的制备方法，其制备步骤如下：
1)按重量份称取原料，将金红石与云母粉共混，粉碎过400目筛，得混合物一；
2)将环氧树脂、氟碳树脂置于捏合机中，加热升温至76℃，加入聚酰亚胺、醋酸丙酸纤维素、憎水剂和固化剂，继续升温至106℃，保温15min，挤出冷却后破碎得混合物二；
3)将氟硅橡胶置于开炼机中加热混炼，待温度为82℃时加入纳米氧化锌、气相白炭黑和步骤1)中的混合物一，继续加热至96℃，加入交联剂、硫代二丙酸二月桂酯、防老剂和步骤2)中的混合物二，升温至116℃混炼5min，薄通8次，压片挤出，停放35h。
其中固化剂为2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚和4，4-二氨基二苯基甲烷的组合物。
偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中。
憎水剂中羟基聚二甲基硅氧烷与SHP-50聚硅氧烷粉末的质量比为1.3：1。
将本发明实施例产品进行性能测试：
1)刚制备所得的实施例产品，性能数据(平均值)如下：
邵氏硬度：56HA
拉伸强度：24.5MPa
撕裂强度：63.2kN/m
拉断伸长率：308.4％
2)将制得的实施例产品130℃×72h老化后，性能数据(平均值)如下：
邵氏硬度：69HA
拉伸强度：19.6MPa
撕裂强度：55.6kN/m
拉断伸长率：291.7.5％
3)将制得的实施例产品-45℃×72h老化后，性能数据(平均值)如下：
邵氏硬度：67HA
拉伸强度：20.5MPa
撕裂强度：58.7kN/m
拉断伸长率：296.4％
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。