一種改性氟橡膠混煉膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于橡膠混煉膠制備領(lǐng)域，具體涉及改性氟橡膠混煉膠的制備。
【背景技術(shù)】
[0002] 氟橡膠是指主鏈或側(cè)鏈的碳原子上接有氟原子的一種合成高分子彈性體，該類高 分子材料具有優(yōu)異的耐熱性、耐候性、耐臭氧性、耐油性、耐化學(xué)品性，氣體透過(guò)率低，且屬 于自熄型橡膠，在所有合成橡膠中其綜合性能最佳。隨著汽車工業(yè)和高速公路的發(fā)展，汽車 的行駛速度大幅提高，使得油封的使用溫度大幅上升，因此對(duì)與汽車配套的橡膠密封件的 質(zhì)量要求也相應(yīng)提高，采用氟橡膠制作油封是當(dāng)前密封件企業(yè)開(kāi)拓市場(chǎng)、占領(lǐng)市場(chǎng)的重要 手段。為了滿足在惡劣工況條件下仍能保持長(zhǎng)壽命和高穩(wěn)定性，如高耐磨等極端條件下，氟 橡膠的應(yīng)用配方也隨之調(diào)整。
[0003] 現(xiàn)有的氟橡膠混煉膠，其阿克隆磨耗量普遍大于0.8cm3，壓縮永久變形也在 20% (200°C X70h，25%壓縮率）以上，耐磨性能和密封性能都有待提高。中國(guó)專利申請(qǐng) CN103756201A通過(guò)加入納米氮化硅，改善氟橡膠的耐磨性能，使其阿克隆磨耗量最低達(dá)到 I. 15cm3,但其未提及氟橡膠的壓縮永久變形性。中國(guó)專利CN101875750B中，采用兩種門尼 值二元氟橡膠和三元氟橡膠共混，改善了氟橡膠的壓縮永久變形性，最低可達(dá)到15%，但共 混三元氟橡膠會(huì)大幅提高成本，使工藝穩(wěn)定性下降，且未提及氟橡膠的耐磨性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高強(qiáng)度、高彈性、高耐油的氟橡膠 混煉膠。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案的第一方面提供了一種改性氟橡膠混煉膠，包括以下重量份的 組分：氟橡膠生膠，100份；熱裂解炭黑，10-30份；高耐磨爐黑，10-30份；耐磨助劑，2-8份； 加工助劑，〇. 2-0. 6 ;活性氧化鎂，2-4 ;氫氧化鈣，5-9 ;雙酚AF，1. 5-3. 0 ;芐基三苯基氯化 磷，0.4-0. 8 ;其中，所述的氟橡膠生膠是可多羥基交聯(lián)的二元氟橡膠；所述的加工助劑選 自硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、巴西棕櫚蠟、聚乙烯蠟、氟聚醚油或液體氟橡膠。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案的第二方面提供了上述技術(shù)方案中氟橡膠混煉膠的制備方法， 包含以下步驟：
[0007] 1)加入氟橡膠生膠，輥溫50-60°C，輥速18-22rpm，調(diào)整輥距，保證兩輥之間有堆 積膠；
[0008] 2)按順序加入以下組分，每加入一組，吃粉后反轉(zhuǎn)雙輥3-6次，開(kāi)刀打3-6個(gè)三角 包，輥壓1-2分鐘：
[0009] 加工助劑、耐磨助劑；
[0010] 氧化鎂、氫氧化隹? ;
[0011] 熱裂解炭黑、高耐磨爐黑；
[0012] 3)膠料混煉均勻后薄通8-15次出片，常溫下靜置8-24h ;
[0013] 4)控制輥溫在55-65°C，輥距0. 2-0. 4mm，輥速20-25rpm，返煉薄通10-15次，再調(diào) 整輥距l(xiāng)-3mm出片即得。其中，氟橡膠生膠、熱裂解炭黑、加工助劑、耐磨助劑、活性氧化鎂、 氫氧化鈣、雙酚AF、芐基三苯基氯化磷的成分和含量與本發(fā)明技術(shù)方案的第一方面相同。 [0014] 本發(fā)明的技術(shù)方案的第三方面提供了根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案第二方面的方法制備 的改性氟橡膠混煉膠的成型品。
[0015] 本發(fā)明所述氟橡膠生膠是可多羥基交聯(lián)的二元氟橡膠，例如中昊晨光公司制造的 二元生膠F2603。
[0016] 本發(fā)明所述的耐磨助劑選自石墨粉、聚四氟乙烯微粉、納米碳化硅、納米氧化鋁、 納米硫化錳、硒化鉬微粉、煅燒高嶺土或石墨晶須。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案的第二方面提供的方法，在一些實(shí)施方式中，步驟2)和步 驟4)中所述的返煉為打三角包。
[0018] 除非明確地說(shuō)明與此相反，否則，本發(fā)明引用的所有范圍包括端值。例如，"輥溫 50-60°C"表示輥溫的范圍T為50°C彡T彡60°C。
[0019] 本發(fā)明使用的術(shù)語(yǔ)"或"表示備選方案，如果合適的話，可以將它們組合，也就是 說(shuō)，術(shù)語(yǔ)"或"包括每個(gè)所列出的單獨(dú)備選方案以及它們的組合。例如，"加工助劑選自硬脂 酸鈉、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、巴西棕櫚蠟、聚乙烯蠟、氟聚醚油或液體氟橡膠"表示所述的加 工助劑可以是硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、巴西棕櫚蠟、聚乙烯蠟、氟聚醚油、液體氟橡 膠中的一種，也可以是其一種以上的組合。
[0020] 本發(fā)明使用的術(shù)語(yǔ)"返煉"是一種開(kāi)煉機(jī)混煉的操作，包括打三角包、搗煉、左右斜 刀、打扭等。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，優(yōu)選打三角包作為返煉的操作方式。
[0021] 本發(fā)明使用的術(shù)語(yǔ)"吃粉"，是指膠料接受粉體填料混入的過(guò)程。
[0022] 本發(fā)明使用的術(shù)語(yǔ)"薄通"，是使用開(kāi)放式煉膠機(jī)時(shí)常被采用的典范性操作，本發(fā) 明指開(kāi)煉機(jī)的輥距調(diào)節(jié)到〇. 5-lmm。
[0023] 本發(fā)明的技術(shù)方案提供的氟橡膠混煉膠的制備方法，在每加入一步待吃粉后反轉(zhuǎn) 雙輥3-6次，可以使粉料不易滑落，保證吃粉完全，并可以減少混煉均勻所需的時(shí)間，提高 硫化膠的機(jī)械性能，得到的高強(qiáng)高彈耐油氟橡膠混煉膠硫化后硬度可控制在70-85間，加 工性好、成本低廉、方法簡(jiǎn)單、易于產(chǎn)業(yè)化。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 以下所述的是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明所保護(hù)的不限于以下優(yōu)選實(shí)施方 式。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)在此發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的基礎(chǔ)上，做出的若干變形和 改進(jìn)，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 按照表1的配方配置原料。
[0027] 操作步驟為：在開(kāi)煉機(jī)中加入氟橡膠生膠，輥溫40-50°C，輥速18-22rpm，調(diào)整輥 距，以兩輥之間有堆積膠為準(zhǔn)；按順序加入助劑：①加工助劑硬脂酸、耐磨助劑納米碳化 硅，②氧化鎂、氫氧化鈣，③熱裂解炭黑、高耐磨爐黑，④硫化劑雙酚AF、硫化助劑BPP ;每加 入一步待吃粉完全后開(kāi)刀打5個(gè)三角包，輥壓1分鐘，待膠料混煉均勻后薄通12次出片，常 溫下靜置18小時(shí)；控制輥溫在55°C，輥距0. 4mm，輥速24rpm，進(jìn)行返煉打三角包薄通12次， 再調(diào)整輥距2mm出片，即得氟橡膠混煉膠。
[0028] 分別測(cè)量制得的混煉膠的拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率、Shore A硬度、阿克隆磨耗量、壓 縮永久變形率。其中，拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長(zhǎng)率按GB/T528-2009試驗(yàn)方法測(cè)試，紹爾硬度按 GB/T 531. 1-2008試驗(yàn)方法測(cè)試，阿克隆磨耗量按GB/T1689-1998試驗(yàn)方法測(cè)試，壓縮永久 變形率按GB/T7759-1996《硫化橡膠或熱塑性橡膠常溫、高溫、低溫下壓縮永久變形測(cè)定》， 結(jié)果見(jiàn)表2。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 按照表1的配方配置原料。
[0031] 操作步驟除加工助劑為硬脂酸鈣，耐磨助劑為硒化鉬微粉，吃粉完全后開(kāi)刀打3 個(gè)三角包，輥壓2分鐘，返煉時(shí)輥溫設(shè)定60°C，輥距為0. 3mm以外同實(shí)施例1。
[0032] 性能測(cè)試項(xiàng)目同實(shí)施例1，結(jié)果見(jiàn)表2。
[0033] 實(shí)施例3
[0034] 按照表1的配方配置原料。
[0035] 操作步驟除加工助劑為巴西棕櫚蠟，吃粉完全后開(kāi)刀打1個(gè)三角包，返煉時(shí)輥溫 設(shè)定60°C，棍距為0· 2mm以外同實(shí)施例1〇
[0036] 性能測(cè)試項(xiàng)目同實(shí)施例1，結(jié)果見(jiàn)表2
[0037] 實(shí)施例4
[0038] 按照表1的配方配置原料。
[0039] 操作步驟除加工助劑為HT290,吃粉完全后開(kāi)刀打3個(gè)三角包，輥壓2分鐘，常溫下 靜置24小時(shí)，返煉時(shí)輥距為0. 3mm以外同實(shí)施例1。
[0040] 性能測(cè)試項(xiàng)目同實(shí)施例1，結(jié)果見(jiàn)表2。
[0041] 實(shí)施例5
[0042] 按照表1的配方配置原料。
[0043] 操作步驟除加工助劑為WS280,吃粉完全后開(kāi)刀打1個(gè)三角包，常溫下靜置24小 時(shí)，返煉時(shí)輥溫設(shè)定60°C，輥距為0. 2_以外同實(shí)施例1。
[0044] 性能測(cè)試項(xiàng)目同實(shí)施例1，結(jié)果見(jiàn)表2。
[0045] 實(shí)施例6
[0046] 按照表1的配方配置原料。
[0047] 操作步驟除加工助劑為全氟聚醚油，輥壓2分鐘，待膠料混煉均勻后薄通15次出 片，常溫下靜置24小時(shí)，返煉時(shí)輥距為0. 3mm以外同實(shí)施例1。
[0048] 性能測(cè)試項(xiàng)目同實(shí)施例1，結(jié)果見(jiàn)表2。
[0049] 對(duì)比例1
[0050] 氟橡膠混煉膠的原料組成為：
[0051] 氟橡膠生膠100份，熱裂解炭黑30份，耐磨助劑納米碳化硅6份，加工助劑硬脂酸 〇. 4份，活性氧化鎂3份，氫氧化鈣8份，雙酚AF2. 5份，ΒΡΡ0. 7份。
[0052] 操作步驟同實(shí)施例1。
[0053] 性能測(cè)試項(xiàng)目同實(shí)施例1，結(jié)果見(jiàn)表2。
[0054] 對(duì)比例2
[0055] 氟橡膠混煉膠的原料組成為：
[0056] 氟橡膠生膠100份，熱裂解炭黑20份，高耐磨爐黑10份，加工助劑硬脂酸0. 4份， 活性氧化鎂3份，氫氧化鈣8份，雙酚AF2. 5份，ΒΡΡ0. 7份。
[0057] 操作步驟同實(shí)施例1。
[0058] 性能測(cè)試項(xiàng)目同實(shí)施例1，結(jié)果見(jiàn)表2。
[0059] 表1實(shí)施例1-6和對(duì)比例1-2的配方
[0060]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種改性氟橡膠混煉膠，其特征在于，包括以下重量份的組分：氟橡膠生膠，100份； 熱裂解炭黑，10-30份；高耐磨爐黑，10-30份；耐磨助劑，2-8份；加工助劑，0. 2-0. 6 ;活性 氧化鎂，2-4 ;氫氧化鈣，5-9 ;雙酚AF，1. 5-3. 0 ;芐基三苯基氯化磷，0. 4-0. 8 ; 其中，所述的氟橡膠生膠是可多羥基交聯(lián)的二元氟橡膠； 所述的加工助劑選自硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、巴西棕櫚蠟、聚乙烯蠟、氟聚醚油 或液體氟橡膠。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性氟橡膠混煉膠，其特征在于，所述的耐磨助劑選自石墨 粉、聚四氟乙烯微粉、納米碳化硅、納米氧化鋁、納米硫化錳、硒化鉬微粉、煅燒高嶺土或石 墨晶須。
3. -種如權(quán)利要求1-2所述的改性氟橡膠混煉膠的制備方法，包含以下步驟： 1) 加入氟橡膠生膠，輥溫50-60°C，輥速18-22rpm，調(diào)整輥距，保證兩輥之間有堆積膠； 2) 按順序加入以下組分，每加入一組，吃粉后反轉(zhuǎn)雙輥3-6次，開(kāi)刀打3-6個(gè)三角包，輥 壓1-2分鐘： 加工助劑、耐磨助劑； 氧化鎂、氫氧化鈣； 熱裂解炭黑、高耐磨爐黑； 雙酚AF、芐基三苯基氯化磷； 3) 膠料混煉均勻后薄通8-15次出片，常溫下靜置8-24h ; 4) 控制輥溫在55-65°C，輥距0. 2-0. 4mm，輥速20-25rpm，返煉薄通10-15次，再調(diào)整輥 距l(xiāng)-3mm出片即得。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，步驟2)和步驟4)中所述的返煉為打三角 包。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種改性氟橡膠混煉膠，包括以下重量份的組分：氟橡膠生膠，100份；熱裂解炭黑，10-30份；高耐磨爐黑，10-30份；耐磨助劑，2-8份；加工助劑，0.2-0.6；活性氧化鎂，2-4；氫氧化鈣，5-9；雙酚AF，1.5-3.0；芐基三苯基氯化磷，0.4-0.8。本發(fā)明還公開(kāi)了上述混煉膠的制備方法，得到的高強(qiáng)高彈耐油氟橡膠混煉膠硫化后硬度可控制在70-85間，加工性好、成本低廉、方法簡(jiǎn)單、易于產(chǎn)業(yè)化。
【IPC分類】C08K13-02, C08K5-50, B29B7-88, C08K5-098, C08L27-12, B29B7-52, C08K3-04, C08K3-22, C08K5-13
【公開(kāi)號(hào)】CN104558974
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410777558
【發(fā)明人】楊策宇, 湯誠(chéng), 陸翠方
【申請(qǐng)人】東莞市長(zhǎng)安東陽(yáng)光鋁業(yè)研發(fā)有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月12日