一種耐油阻燃橡膠及其制備方法
【專利摘要】一種耐油阻燃橡膠及其制備方法，屬于橡膠技術領域。其包含的材料及其重量份數為：氟橡膠生膠：100份，NBR(丁腈橡膠)：20~25份，雙酚AF（六氟異亞丙基二酚）：2~3份，BPP（芐基三苯基氯化磷）：0.5~1.5份，單氯丙基?POSS：1~10份，活性氧化鎂 2~3份，補強填充劑：6~20份，阻燃劑：4~6份。其制備方法，包括以下步驟：(1)混煉：稱料后，將原料混合，返煉薄通8~10次，制得氟橡膠膠片；(2)放置：將氟橡膠膠片放置24~36h；(3)硫化：(a)一段硫化；(b)二段硫化，制得耐油阻燃橡膠。該橡膠以氟橡膠為基準膠，添加其他助劑，制備的氟橡膠具有耐油、阻燃的特點，其力學性能優異、加工性能優良。
【專利說明】
一種耐油阻燃橡膠及其制備方法
技術領域
[0001]本發明屬于橡膠技術領域，特別涉及一種耐油阻燃橡膠及其制備方法。
【背景技術】
[0002]氟橡膠(FKM)具有優異的耐高溫、耐油、耐溶劑、耐多種化學藥品侵蝕等特性，正在現代航空、國防軍工、電子通訊、宇宙航行、石油化工、機械制造等眾多尖端領域廣泛應用。隨著汽車輪胎“歐洲輪胎標簽法規”的出臺，對汽車輪胎安全、綠色、舒適的要求越來越高。近幾年，氟橡膠在汽車中的用量也在不斷的增長，相對于氟橡膠的技術研發也在穩步推進。
[0003]氟橡膠是主鏈上或者側鏈上的碳原子上含有氟原子的合成高分子材料，由于氟原子具有負電性，其具有較強的吸電子能力，使得氟橡膠的分子鏈上的C-C鍵能變大，主價鍵更穩定，同時，因為氟原子的原子體積比氫原子的大，能對分子鏈形成屏蔽作用，也使得氟橡膠性能更穩定。
[0004]在一些生產條件比較苛刻，比較特殊的工作場合(如石油勘探)，工業機械化成為了必然趨勢。很多機器人，能替代人工進行作業，許多機械設備，比如貨車輪胎等材料將面臨更加嚴峻的考驗。耐油、阻燃材料將是這些領域比較稀缺的一種資源。
【發明內容】
[0005]本發明針對特殊環境作業，提供了一種耐油阻燃橡膠及其制備方法，該橡膠以氟橡膠為基準膠，添加其他助劑，制備的氟橡膠具有耐油、阻燃的特點，其力學性能優異、加工性能優良，可以適用于汽車輪胎等領域。
[0006]本發明的一種耐油阻燃橡膠，其包含的材料及其重量份數為:
氟橡膠生膠:100份
NBR(丁腈橡膠):20?25份雙酸AF(六氟異亞丙基二酚):2?3份 BPP (芐基三苯基氯化磷):0.5?1.5份 POSS-Cl (單氯丙基-P0SS) I?10份活性氧化鎂2?3份補強填充劑:6?20份
阻燃劑:4?6份。本發明的耐油阻燃橡膠可以用于各種高耐油、阻燃、耐高溫、腐蝕性強的密封件、密封圈、缸膜衫里及航天、航空領域，以及汽車零部件中。
[0007]作為優選，所述的補強填充劑為硅烷偶聯劑改性的納米白炭黑。
[0008]作為優選，所述的硅烷偶聯劑改性的納米白炭黑的制備方法為:(I)將硅烷偶聯劑加入到PH值為3?5的乙醇和甲苯任意比混合的溶液中，超聲，水解10~30min，至溶液澄清，得到硅烷偶聯劑水解液；(2)加入經過管式爐活化5?6h的白炭黑，混合攪拌，反應6?12h，離心分離，得到的固體，烘干，制得硅烷偶聯劑改性的白炭黑。
[0009]作為優選，所述的阻燃劑為氯化石蠟、磷酸三甲苯酯(TCP)、十溴二苯醚、三氧化二銻、硼酸鋅、氫氧化鋁、氫氧化鎂中的一種或幾種，優選為氫氧化鎂、三氧化二銻中的一種和氯化石蠟、磷酸三甲苯酯中的一種，其重量比為(1:2)?(1:3)。
[0010]本發明的耐油阻燃橡膠的制備方法，包括以下步驟:
(1)混煉:
按原料配比稱取原料，將氟橡膠生膠、NBR和芐基三苯基氯化磷放在三輥研磨機上研磨，制成氟橡膠預混膠，然后加入硅烷偶聯劑改性后的納米白炭黑、POSS-Cl、雙酚AF、阻燃劑，返煉薄通8?10次，制得氟橡膠膠片;其中，輥速為(I:1)-(1:1.5)；
(2)放置:將氟橡膠膠片放置24?36h;
(3)硫化:
(a)一段硫化:在平板硫化機中，150?170 °C硫化15?25min;
(b)二段硫化:在電熱鼓風恒溫箱中，以5?10°C/min的升溫速率升溫至150°C，恒溫30?60min，5?10°C/min的升溫速率升溫至200°C恒溫I?1.5h，5?10°C/min的升溫速率升溫至250°C恒溫12?24h，制得耐油阻燃橡膠。
[0011]本發明采用氟橡膠作為基準膠，其主鏈上沒有不飽和的C=C雙鍵結構，減少了主鏈上受到氧化和熱降解作用產生斷鏈的可能。
[0012]本發明的一種耐油阻燃橡膠及其制備方法，相比于現有技術，具有如下有益效果:
1.該配方制備的氟橡膠，具有優異的耐油、阻燃、防焦燒的特性，可以應用到多種作業環境苛刻的領域；
2.本發明的氟橡膠通過加入少量的NBR可以顯著提高耐油性；
3.本發明采用的補強填充劑為表面改性材料，通過對納米白炭黑進行表面改性，提高了填充劑和橡膠的相容性，有助于硅烷偶聯劑改性的白炭黑在橡膠中的均勻分散；
4.本發明通過加入少量的P0SS-C1，可以有效改善材料的阻燃性能，耐熱性能和抗氧化性能；
5.本發明的制備方法采用二段硫化中的分級加熱硫化工藝，使得低分子物質充分逸出，增加交聯密度，提高了氟橡膠的性能；
6.本發明的制備方法采用將促進劑預先加入氟橡膠中，制得氟橡膠預混膠，解決了促進劑在氟橡膠中分散困難，分散不均勻的現象，保證了氟橡膠的加工性能和產品穩定性。
【具體實施方式】
[0013]下面結合具體實施例對本發明進行說明。
[0014]本發明采用的原料均來自于市購。
[0015]耐油性能測試參照GB1690-2010標準。
[0016]實施例1
一種耐油阻燃橡膠，其包含的材料及其重量份數為:
氟橡膠生膠:100份 NBR:20份雙酚AF: 3份 ΒΡΡ:0.5份 POSS-Cl:I份活性氧化鎂:3份
娃燒偶聯劑改性的納米白炭黑:20份氫氧化鎂:2份氯化石蠟:4份。
[0017]所述的耐油阻燃橡膠的制備方法具體是:
(1)混煉:
按原料配比稱取原料，將氟橡膠生膠、NBR和芐基三苯基氯化磷放在三輥研磨機上研磨，制成氟橡膠預混膠，然后加入硅烷偶聯劑改性后的納米白炭黑、活性氧化鎂、P0SS-C1、雙酸AF、氫氧化鎂、氯化石蠟，返煉薄通8次，制得氟橡膠膠片;其中，輥速為1:1 ；
(2)將氟橡膠膠片放置24h;
(3)硫化:
(a)—段硫化:在平板硫化機中，160°C硫化20min;
(b)二段硫化:在電熱鼓風恒溫箱中，以5 °C/min的升溫速率升溫至150 °C，恒溫30min，5°C /min的升溫速率升溫至200 °C恒溫Ih，5 °C /min的升溫速率升溫至250 °C恒溫12h，制得耐油阻燃橡膠。
[0018]制備的氟橡膠，在V(汽油):V(C6H6)=3:1溶液中23 °C X 24h的質量變化率為23%，采用酒精噴燈測試，火焰持續時間小于3s。撕裂強度提高72KN/m。
[0019]
實施例2
一種耐油阻燃橡膠，其包含的材料及其重量份數為:
氟橡膠生膠:100份 NBR:25份雙酚AF: 3份 BPP:1.2份活性氧化鎂:2份 POSS-Cl:5份補強填充劑:12份三氧化二銻:I份磷酸三甲苯酯:3份。
[0020]耐油阻燃橡膠的制備方法，包括以下步驟:
(1)混煉:
按原料配比稱取原料，將氟橡膠生膠、NBR和芐基三苯基氯化磷放在三輥研磨機上研磨，制成氟橡膠預混膠，然后加入硅烷偶聯劑改性后的納米白炭黑、活性氧化鎂、P0SS-C1、雙酸AF、三氧化二銻、磷酸三甲苯酯，返煉薄通10次，制得氟橡膠膠片;其中，輥速為1:1.5;
(2)將氟橡膠膠片放置36h;
(3)硫化:
(a)—段硫化:在平板硫化機中，150°C硫化25min，
(b)二段硫化:在電熱鼓風恒溫箱中，以10°C/min的升溫速率升溫至150°C，恒溫60min，10°C/min的升溫速率升溫至200°C恒溫1.5h，10°C/min的升溫速率升溫至250°C恒溫24h，制得耐油阻燃橡膠。
[0021]制備的氟橡膠，在V(汽油):V(C6H6)=3:1溶液中23°CX24h的質量變化率為29%，采用酒精噴燈測試，火焰持續時間小于5s ο撕裂強度提高75KN/m。
[0022]
實施例3
一種耐油阻燃橡膠，其包含的材料及其重量份數為:
氟橡膠生膠:100份 NBR:20份雙酚AF: 2份 BPP:1.5份活性氧化鎂:3份 POSS-Cl:10份
娃燒偶聯劑改性的納米白炭黑:6份三氧化二銻:I份氯化石蠟:3份。
[0023]上述耐油阻燃橡膠的制備方法是:
(1)混煉:
按原料配比稱取原料，將氟橡膠生膠、NBR和芐基三苯基氯化磷放在三輥研磨機上研磨，制成氟橡膠預混膠，然后加入硅烷偶聯劑改性后的納米白炭黑、活性氧化鎂、P0SS-C1、雙酸AF、三氧化二銻、氯化石蠟:3份，返煉薄通10次，制得氟橡膠膠片;其中，輥速為1:1.25;
(2)將氟橡膠膠片放置24h;
(3)硫化:
(a)—段硫化:在平板硫化機中，170°C硫化15min;
(b)二段硫化:在電熱鼓風恒溫箱中，以10°C/min的升溫速率升溫至150°C，恒溫30min，5°C/min的升溫速率升溫至200°C恒溫lh，5°C/min的升溫速率升溫至250°C恒溫12h，制得耐油阻燃橡膠。
[0024]制備的氟橡膠，在V(汽油):V(C6H6) =3:1溶液中23 °C X 24h的質量變化率為27%，采用酒精噴燈測試，火焰持續時間小于3s。撕裂強度提高74KN/m。
[0025]以上各實施例制得的耐油阻燃橡膠經耐油性能測試，油浸泡后的膨脹率在8~9%之間，耐油性能較好。本發明的產品適用于生產各種高耐油、阻燃、耐高溫、腐蝕性強的密封件、密封圈、缸膜衫里及汽車、航天、航空領域使用。
【主權項】
1.一種耐油阻燃橡膠，其特征在于，包含的材料及其重量份數為: 氟橡膠生膠:100份 丁腈橡膠:20?25份 六氟異亞丙基二酚:2?3份 芐基三苯基氯化磷:0.5?1.5份 單氯丙基-POSS:1?10份 活性氧化鎂:2?3份 補強填充劑:6?20份 阻燃劑:4?6份。2.根據權利I要求的耐油阻燃橡膠，其特征在于，所述的補強填充劑為硅烷偶聯劑改性的納米白炭黑。3.根據權利I要求的耐油阻燃橡膠，其特征在于，所述的阻燃劑為氯化石蠟、磷酸三甲苯酯(TCP)、十溴二苯醚、三氧化二銻、硼酸鋅、氫氧化鋁、氫氧化鎂中的一種或幾種。4.根據權利I要求的耐油阻燃橡膠，其特征在于，阻燃劑為氫氧化鎂、三氧化二銻中的一種和氯化石蠟、磷酸三甲苯酯中的一種，其重量比為(1:2)?(1:3)。5.—種權利要求1所述的耐油阻燃橡膠的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)混煉: 按配比稱取原料，將氟橡膠生膠、NBR和芐基三苯基氯化磷放在三輥研磨機上研磨，制成氟橡膠預混膠，然后加入硅烷偶聯劑改性后的納米白炭黑、P0SS-C1、雙酚AF、阻燃劑，返煉薄通8?10次，制得氟橡膠膠片;其中，輥速為(I:1)-(1:1.5)； (2)放置:將氟橡膠膠片放置24?36h; (3)硫化: (a)一段硫化:在平板硫化機中，150?170 °C硫化15?25min; (b)二段硫化:在電熱鼓風恒溫箱中，以5?10°C/min的升溫速率升溫至150°C，恒溫30?60min，5?10°C/min的升溫速率升溫至200°C恒溫I?1.5h，5?10°C/min的升溫速率升溫至250°C恒溫12?24h，制得耐油阻燃橡膠。
【文檔編號】C08L83/04GK106009425SQ201610510206
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月1日
【發明人】張進
【申請人】張進