一种耐低温含氟弹性体及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种耐低温含氣弹性体及其制备方法，属于橡胶技术领域。
【背景技术】
[0002] 氣橡胶是指分子主链或侧链的碳原子上接有氣原子的高分子弹性体。在氣橡胶分 子结构中，C-F键的键能（435~48化J/mol)大，且氣原子共价半径（0. 064皿）相当于C-C 键键长的一半，C-C链段被氣原子很好的保护起来，因此，氣橡胶具有高度的化学稳定性和 热稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种，可广泛用于宇航、汽车、机械、石油 化工等。
[0003] 但是，一种或多种含有二元或者=元常规含氣締键不饱和单体的共聚物或混合物 通过现有的组合物技术制备得到的氣橡胶存在一个突出的缺点：其低温性能太差(一般Tg 不低于-21°C )，该远不能满足市场对其性能的要求，尤其是在航空、航天方面。目前，解决 该一问题主要有两种方法；一种是采用其他材料来取代氣橡胶，例如为了满足低寒地带的 密封要求，可采用氨化了膳橡胶取代氣橡胶，但是氨化了膳橡胶的价格比较昂贵，同时其高 温稳定性能也不够理想；另一种方法，是在合成阶段加入第=或者第四单体来降低氣橡胶 的Tg，从而改善其低温柔初性不足的问题，例如在VDF、TFE单体的基础上引入新单体一全 氣甲基己締基離（PMVE)进行共聚，但此方法需要加入相当多的聚合单体PMVE，其用量通常 在20%~40% (摩尔分数）之间，不仅生产工艺复杂，而且生产成本也非常昂贵。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的不足，本发明的目的就是采用一种简单的低成本方法，在现有成 熟的二元或者=元氣橡胶及其混合物的基础上，通过添加一种駿基硅油和活性的氨基娃 烧，同时配合一种多功能助剂LCA，将现有的氣胶组合物经过一次或者二次硫化后，使其低 温脆性温度有一个较好的下浮，从而实现更广泛的应用。
[0005] 本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种耐低温含氣弹性体，所述含氣弹 性体由氣橡胶生胶、吸酸剂、氨氧化巧、补强填料、增塑剂、硫化剂、促进剂、多功能助剂LCA、 有机蜡、氨基硅烷和駿基硅油混炼而成。
[0006] 所述各组分的含量，按重量份数为： 氣橡胶生胶 100份 吸酸剂 0~30份 氨氧化巧 0~35份 补强填料 0~50份 增塑剂 0~10份 硫化剂 0. 5~5份 促进剂 0. 2~2份 多功能助剂LCA 1~10份 有机蜡 0~5份 氨基硅烷 1~10份 駿基硅油 1~30份 所述的氨基硅烷中含有一个或两个W上氨基，所述的氨基硅烷为长链氨基甲/己/丙 氧基硅烷；所述駿基硅油为1~30碳的单或多駿基硅油。
[0007] 作为优选，所述各组分的含量，按重量份数为： 氣橡胶生胶 100份 吸酸剂 8~12份 氨氧化巧 4~8份 补强填料 15~30份 增塑剂 3~6份 硫化剂 1~3份 促进剂 0. 3~0. 6份 多功能助剂LCA 2~4份 有机蜡 0~2. 5份 氨基硅烷 1. 5~4份 駿基硅油 8~12份 在上述耐低温含氣弹性体的组成成分中，多功能助剂LCA为一种辅助硫化剂，是W - 种或多种多孔结构的无机物作为载体，在有机氣催化剂的作用下，经表面吸附聚合而成的 低分子混合物，烙点较低（65~85°C )，表面含有部分短链哲基、駿基等活性基团，在热烙状 态下能够溶解大多数有机高分子物质，特别是在90°C左右能很好地溶解未硫化的氣橡胶。 [000引进一步地，所述的氣橡胶生胶包括由偏氣己締、四氣己締、六氣丙締中的两种或= 种单体聚合而成的二元氣橡胶或=元氣橡胶。
[0009] 进一步地，所述的吸酸剂为轻质氧化儀或活性氧化儀，所述活性氧化儀的活性值 为50~180。在胶料的配合中加入酸接受体（即吸酸剂)，W便有效地中和氣橡胶硫化过程 中析出的氣化氨。由于氣化氨的存在会妨碍橡胶进一步的交联并能严重腐蚀设备，吸酸剂 能够促进硫化交联密度的提高，赋予硫化胶较好的热稳定性。
[0010] 进一步地，所述的补强填料为娃酸巧、炭黑、硫酸领、娃藻上、秒丽粉中的其中一种 或几种的混合。氣橡胶在未加入填充剂时其硫化胶即具有较高的强度，补强填充体系虽对 它有一定的补强作用，但主要是为了达到改进工艺性能，提高制品的耐热性、硬度，减小压 缩永久变形和降低成本等目的。
[0011] 进一步地，所述的硫化剂为双酪类硫化剂或者双胺类硫化剂中的一种或两种的 混合；所述的双酪类硫化剂为对苯二酪、双酪A、双酪AF或双酪S，所述的双胺类硫化剂为 双-(4-氨己基环己基）甲烧氨基甲酸盐或N，N'-双次肉桂基-1,6-已二胺。氣橡胶分子 中存在着一CH2-CF2-链节，由于氣原子极强的电负性，使之在热和碱性化合物巧日胺、氧化 儀等）存在时，易于脱出氣化氨形成易极化的双键，该种含氣締姪结构很容易与亲核试剂如 胺类、酪类加成，并生成交联键。
[0012] 进一步地，所述的促进剂为苄基=苯基氯化磯、苄基=苯基漠化磯、季锭盐中的其 中一种或几种的混合。
[001引进一步地，所述的氨基硅烷为N-e (氨己基）-丫氨丙基）二甲基甲氧基硅烷；所 述的駿基硅油为1，3双十一碳駿酸基四甲基硅氧烷。在氣橡胶生胶中添加所述的氨基硅烷 和駿基硅油后，可使加工后的氣弹性体的Tg下降，使该氣弹性体具有较好的低温柔初性。
[0014] 上述耐低温含氣弹性体的制备方法主要包括W下步骤；（1)将适量的駿基硅油、 氨氧化巧和氧化儀组成的混合物预先在容器内加热揽拌，加热到180°c，熟化3小时；然后 在干燥器冷却，得到白色固体物，作为A组份备用； (2) 将适量的补强填料、增塑剂、硫化剂、促进剂、多功能助剂LCA、有机蜡和氨基硅烷混 合后作为B组份备用； (3) 在密炼机中加入氣橡胶生胶塑炼1~2分钟，加入A组份混炼1~2分钟后，打开 冷却水，加入B组份混炼2~3分钟，然后转入开炼机中开炼1小时，出片冷却并停放24小 时，返炼出片冷却得成品。
[0015] 进一步地，将所述A组份和B组份中的组成作出调整，制备之前将所述B组份中的 氨基硅烷加入到A组份中，其余工艺保持不变。
[0016] 由于有机娃的低温性非常好，一般能达到零下40~60度，所W在有机氣中通常也 采用引入有机硅烷链段或者和娃橡胶并用的方式来达到降低低温性的方法。但是，由于娃 橡胶和氣橡胶是完全不相容的，交联剂和交联机理也完全不同，很难添加并形成稳定的交 叉网络结构。因此，本发明中引入駿基硅油和强碱做预处理，形成了更易于添加和分散的 固体物；同时多氨基硅烷的活性氨基成分也可W参与氣橡胶的部分交联，形成了非常有效 的有机硅烷嵌段氣聚合物；此外，添加有机硅烷又可W形成均匀的氣娃混合物，从而提高了 娃的含量，达到了很好的降低低温性的要求。并且由于有机娃和有机氣具有一样独特的耐 高温性，所W在上述含氣弹性体中加入氨基硅烷后对含氣弹性体的耐高温性能几乎没有影 响。
[0017] 本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的含氣弹性体，其采用一种简 单的低成本的制备方法，在现有成熟的二元或者=元氣橡胶及其混合物的基础上，通过添 加一种駿基硅油和活性的氨基硅烷，同时配合一种多功能助剂LCA，将现有的氣胶组合物 经过一次或者二次硫化后，使其低温脆性温度有一个较好的下浮(含氣弹性体的Tg可降低 l〇°C左右)，从而实现更广泛的应用。
[001 引
【具体实施方式】
[0019] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0020] 实施例1 一种耐低温含氣弹性体，所述含氣弹性体各组分的含量，按重量份数为： 二兀氣橡胶巧6 100份 氧化儀(活性120) 10份 氨氧化巧 6份 娃酸巧 20份 增塑剂 4份 双酪AF 1份 苄基=苯基氯化磯 0. 5份 多功能助剂LCA 3份 有机蜡 2份 N-e-(氨己基）-丫-(氨丙基）二甲基甲