全氟醚弹性体组合物及其制备方法、应用与流程

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种全氟醚弹性体组合物及全氟醚弹性体组合物制备方法、全氟醚弹性体组合物应用。

背景技术：

1、原油是一种复杂的多组分混合物，主要成分是烃类(烷烃、环烷烃、链烯烃和芳香烃等)以及数量不多的非烃组分(含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物、胶质和沥青质)。原油在高温高压条件下具有较好的溶解气体能力，在集输油过程中随着温度和压力的变化，会释放出一些气体，如挥发烃、硫化氢、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等。

2、故而，在集输油环境中，密封工件需要适应复杂与苛刻的应用环境。密封件需要在集输介质中耐溶胀及抗老化，并且要耐快速失压rgd(rapid gas decompression)，需要避免密封失效而导致的易燃易爆及危化品泄露等问题的发生。这样就要求使用高强度、良好的回复性以及更佳的橡胶材料来改善密封件质量。

3、全氟醚弹性体组合物是一种合成聚合物弹性体橡胶，具有高度的化学稳定性，很难被氧化分解，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种。但小分子的非极性气体，如甲烷和二氧化碳等，在高温高压条件下在全氟醚弹性体组合物中具有一定的溶解度，必须引入适宜的交联和填充体系才能有效地控制其溶胀率和耐快速失压rgd。

4、但填充补强体系的引入，可能使可溶性气体在填充补强体系与橡胶基体界面聚集。一旦体系失压失衡，由于全氟醚弹性体基体气体分布的不均匀，会使全氟醚弹性体组合物遭受更大的破坏。因此如何对全氟醚弹性体组合物进行优化，也已成为一个难点。

技术实现思路

1、因此，为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种填充量适中，且具有很好的气体渗透性，满足一定的强度和化学稳定性的同时减少rgd对其造成损伤的全氟醚弹性体组合物的制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种全氟醚弹性体组合物的制备方法，包括：在1-2倍体积的分散液中将氟化碳纳米管分散形成浆料，而后将浆料作为填充剂与核壳结构的全氟醚弹性体在80-100℃范围内进行密炼或开炼共混，同时脱除分散液中的有机溶剂，得到共混物；浆料和核壳结构的全氟醚弹性体的混合比例为1：2.5-10；所述核壳结构的全氟醚弹性体中核为聚四氟乙烯，壳为全氟醚弹性体，核与壳的重量比约为1：5-20；向所述共混物中至少加入硫化交联剂以及交联促进剂，混炼薄通得到混炼胶；将所述混炼胶模压成型，进行二次硫化，得到全氟醚弹性体组合物。

3、在一个实施例中，共混物：硫化交联剂：交联促进剂：吸酸剂：填料的质量比是100：1-6：2-7：0-6：0-15。

4、在一个实施例中，所述硫化交联剂为双叔丁基过氧异丙基苯或2,5-二氧基-2,5-双(1-丁基化)己烷，所述交联促进剂为三烯丙基三聚氰酸酯。

5、在一个实施例中，所述吸酸剂包括纳米氧化锌和纳米氧化镁。

6、在一个实施例中，所述填料包括炭黑、二氧化硅和二氧化钛。

7、在一个实施例中，核壳结构的全氟醚弹性体中核为聚四氟乙烯，壳为全氟醚弹性体，核与壳的重量比约为1：10-15。

8、在一个实施例中，在1-2倍体积的分散液中将氟化碳纳米管由超声波或高速均质乳化机分散形成浆料。

9、在一个实施例中，将所述混炼胶模压成型，修毛边后，进行二次硫化，得到全氟醚弹性体组合物。

10、在一个实施例中，所述聚四氟乙烯的粒径范围为0.15-0.30μm；所述全氟醚弹性体的结构单元是-(cf2cf2)c-(csm)b-(cf2cf(ocf3))a-，式中cms为硫化点单体，a，b，c为整数。

11、一种全氟醚弹性体组合物，所述全氟醚弹性体组合物是采用上述的方法制备而成的。

12、与现有技术相比，本发明的优点在于：通过全氟醚弹性体中的聚四氟乙烯核与氟化碳纳米管配合，在满足全氟醚弹性体组合物的机械性能的同时保证了填充均匀性。且氟化碳纳米管还在橡胶基体中具有高分散性和高界面结合性，减少可溶性气体在填充补强体系与橡胶基体界面聚集，填充后氟弹性体组合物有很好的气体渗透性，氟化碳纳米管也使所述组合物在具有一定的强度和化学稳定性的同时减少快速失压rgd对橡胶造成的损伤。

技术特征：

1.一种全氟醚弹性体组合物的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，共混物：硫化交联剂：交联促进剂：吸酸剂：填料的质量比是100：1-6：2-7：0-6：0-15。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硫化交联剂为双叔丁基过氧异丙基苯或2,5-二氧基-2,5-双(1-丁基化)己烷；所述交联促进剂为三烯丙基三聚氰酸酯。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述吸酸剂包括氧化锌和纳米氧化镁。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述填料包括炭黑、二氧化硅和二氧化钛。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，核壳结构的全氟醚弹性体中核为聚四氟乙烯，壳为全氟醚弹性体，核与壳的重量比约为1：10-15。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在1-2倍体积的分散液中将氟化碳纳米管由超声波或高速均质乳化机分散形成浆料。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述混炼胶模压成型，修毛边后，进行二次硫化，得到全氟醚弹性体组合物。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚四氟乙烯的粒径范围为0.15-0.30μm；所述全氟醚弹性体的结构单元是-(cf2cf2)c-(cms)b-(cf2cf(ocf3))a-，式中cms为硫化点单体，a，b，c为整数。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述硫化点单体包括r1ch＝cr2cr3、rf-i和i-rf-i的任意一种，其中，r1、r2、r3＝h、br、f、rf、rfbr，rf＝全氟烷基；所述硫化点单体的添加量为所述全氟醚弹性体的0.4-0.6wt％。

11.根据权利要求1所述的制备方法，模压条件为8-12mpa，155-175℃，5-16min；二次硫化条件为200-250℃，10-24hr。

12.一种全氟醚弹性体组合物，其特征在于，所述全氟醚橡胶是采用权利要求1-11中任一项所述的方法制备而成的。

13.一种全氟醚弹性体组合物，其特征在于，应用在集输油环境中。

技术总结
本发明提供了一种全氟醚弹性体组合物及其制备方法、应用，属于高分子材料领域，具体包括在1‑2倍体积的分散液中将氟化碳纳米管分散形成浆料，而后将浆料作为填充剂与核壳结构的全氟醚弹性体在80‑100℃范围内进行密炼或开炼共混，同时脱除分散液中有机溶剂得到共混物，在共混物中加入硫化交联剂、交联促进剂和填料，混炼薄通后获得混炼胶，将所述混炼胶模压成型，进行二次硫化，得到全氟醚弹性体组合物。通过本申请的处理方案，全氟醚弹性体组合物填充量适中，且具有很好的气体渗透性，满足一定的强度和化学稳定性的同时减少快速失压RGD对其造成损伤。

技术研发人员：尚家庄,顾伟超,修国华
受保护的技术使用者：上海森桓新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17