一种耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术属于高新性高分子结构材料的制备技术领域，具体涉及一种耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶及其制备方法。所述氟橡胶的各组分按重量份数计为：氟胶生胶60～80份，全氟醚橡胶20～40份，纳米炭黑55～60份，过氧化物硫化剂2～4份，硫化助剂3～5份，分散流动剂1～3份，分散流动助剂2～4份；其中氟胶生胶与全氟醚橡胶两者之和为100份。本发明专利技术制备的氟橡胶材料能在高温(250℃～300℃)高压(120MPa～150MPa)强酸性(氢氟酸)工况条件下满足密封功能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶及其制备方法
本专利技术属于新材料
，具体涉及一种耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶及其制备方法。
技术介绍
氟橡胶是主链或侧链的碳原子上还有氟原子的合成高分子弹性体，其广泛用于航天、军工、汽车、石油化工等领域。随着科学技术的发展，橡胶密封材料的使用环境愈发苛刻，尤其在石油化工行业，石油钻井的深度越来越深，压力、温度也越来越高，加上地底的恶劣环境，尤其是氢氟酸，对于橡胶密封件腐蚀较大，严重影响总体设备的使用。然而，现有氟橡胶制品在高温高压环境下其耐氢氟酸性能较差，且耐高压氟橡胶一般要求高硬度，但是高硬度的氟橡胶工艺性能较差，生产出的密封产品合格率低。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶及其制备方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶，各组分按重量份数计为：氟胶生胶60～80份，全氟醚橡胶20～40份，纳米炭黑55～60份，过氧化物硫化剂2～4份，硫化助剂3～5份，分散流动剂1～3份，分散流动助剂2～4份；其中氟胶生胶与全氟醚橡胶两者之和为100份。按上述方案，所述氟胶生胶为G系列氟胶生胶，其氟含量为69～70％。按上述方案，所述全氟醚橡胶耐温范-40℃～320℃。按上述方案，所述纳米炭黑为纳米炭黑N990。按上述方案，所述过氧化物硫化剂为101粉状硫化剂。按上述方案，所述硫化助剂为TAIC-70硫化助剂。按上述方案，所述分散流动剂为棕榈蜡。按上述方案，所述分散流动助剂的型号为GYS或HT290。上述耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量配比称取氟胶生胶60～80份和全氟醚橡胶20～40份，氟胶生胶和全氟醚橡胶之和为100份，将氟胶生胶和全氟醚橡胶置于开炼机上混合均匀并薄通；(2)将纳米炭黑55～60份，过氧化物硫化剂2～4份，硫化助剂3～5份，分散流动剂1～3份，分散流动助剂2～4份依次加入开炼机并混合均匀，出片得到氟胶混炼胶；(3)将氟胶混炼胶置于平板硫化剂模具中硫化，待硫化完成后取出成品进行二次硫化，得到最终产品。按上述方案，步骤(3)所述硫化的条件为175℃～185℃、8min～10min、8～10Mpa。按上述方案，步骤(3)所述二次硫化的条件为：200℃～230℃二次硫化14h～16h。本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术采用G系列氟橡胶并用全氟醚橡胶提高氟含量，利用过氧化物硫化体系，通过二者的共硫化，同时获得耐高温及耐氢氟酸性能；(2)本专利技术采用热裂解炭黑N990提高材料的断裂拉伸强度及抗压性能；采用分散流动剂及分散流动助剂，能在材料硬度较高时保持材料的加工性能及弹性；过氧化物硫化剂及助剂的加入可在保持材料的性能的前提下缩短硫化时间，提高生产效率；(3)采用本专利技术制备的氟橡胶材料能在高温(250℃～300℃)高压(120MPa～150MPa)强酸性(氢氟酸)工况条件下满足密封功能。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1一种耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶，各组分配比见表1，表1耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶序号原材料名称重量份数1G系列氟胶802全氟醚橡胶203炭黑N990554硫化剂101粉25硫化助剂TAIC-7036棕榈蜡17分散流动助剂2本实施例所述耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶通过如下方法制备得到：(1)按重量配比称取氟胶生胶80份和全氟醚橡胶20份，将氟胶生胶和全氟醚橡胶置于开炼机上混合均匀并薄通；(2)将纳米炭黑55份，过氧化物硫化剂2份，硫化助剂3份，分散流动剂1份，分散流动助剂2份依次加入开炼机并混合均匀，出片得到氟胶混炼胶；(3)将氟胶混炼胶置于平板硫化剂模具中硫化，硫化条件为175℃，10min，机台压力为10MPa，待硫化完成后取出成品置于烘箱中进行二次硫化(200℃，16h)，得到最终产品。将本实施例制备得到的最终产品(氟橡胶)在23℃条件下进行测试，其测试结果见表2，由表2中数据结果可以看出：该实施例制备得到的氟橡胶在250℃条件下物理性能变化很小，且在此温度条件下耐压性能优越(压缩永久变形值小)，且在氢氟酸中性能变化很小。表2氟橡胶的性能测试实施例2一种耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶，各组分配比见表3，表3耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶序号原材料名称重量份数1G系列氟胶702全氟醚橡胶303炭黑N990604硫化剂101粉35硫化助剂TAIC-7046棕榈蜡27分散流动助剂3本实施例所述耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶通过如下方法制备得到：(1)按重量配比称取氟胶生胶70份和全氟醚橡胶30份，将氟胶生胶和全氟醚橡胶置于开炼机上混合均匀并薄通；(2)将纳米炭黑60份，过氧化物硫化剂3份，硫化助剂4份，分散流动剂2份，分散流动助剂3份依次加入开炼机并混合均匀，出片得到氟胶混炼胶；(3)将氟胶混炼胶置于平板硫化剂模具中硫化，硫化条件为180℃，9min，机台压力为10MPa，待硫化完成后取出成品置于烘箱中进行二次硫化(220℃，15h)，得到最终产品。将本实施例制备得到的最终产品(氟橡胶)在23℃条件下进行测试，其测试结果见表4：表4耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶由表4中数据结果可以看出：该实施例制备得到的氟橡胶在280℃条件下物理性能变化很小，且在此温度条件下耐压性能优越(压缩永久变形值小)，且在氢氟酸中性能变化很小。实施例3一种耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶，各组分配比见表5，表5耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶序号原材料名称重量份数1G系列氟胶602全氟醚橡胶403炭黑N990604硫化剂101粉45硫化助剂TAIC-7046棕榈蜡27分散流动助剂4本实施例所述耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶通过如下方法制备得到：(1)按重量配比称取氟胶生胶60份和全氟醚橡胶40份，将氟胶生胶和全氟醚橡胶置于开炼机上混合均匀并薄通；(2)将纳米炭黑60份，过氧化物硫化剂4份，硫化助剂4份，分散流动剂2份，分散流动助剂4份依次加入开炼机并混合均匀，出片得到氟胶混炼胶；(3)将氟胶混炼胶置于平板硫化剂模具中硫化，硫化条件为185℃，8min，机台压力为10MPa，待硫化完成后取出成品置于烘箱中进行二次硫化(230℃，14h)，得到最终产品。将本实施例制备得到的最终产品(氟橡胶)在23℃条件下进行测试，其测试结果见表6，由表6中数据结果可以看出：该实施例制备得到的氟橡胶在300℃条件下物理性能变化较小，且在此温度条件下耐压性能较好(压缩永久变形值小)，且在氢氟酸中变化很小。表6耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本专利技术创造的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶，其特征在于，各组分按重量份数计为：氟胶生胶60~80份，全氟醚橡胶20~40份，纳米炭黑55~60份，过氧化物硫化剂2~4份，硫化助剂3~5份，分散流动剂1~3份，分散流动助剂2~4份；其中氟胶生胶与全氟醚橡胶两者之和为100份。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶，其特征在于，各组分按重量份数计为：氟胶生胶60~80份，全氟醚橡胶20~40份，纳米炭黑55~60份，过氧化物硫化剂2~4份，硫化助剂3~5份，分散流动剂1~3份，分散流动助剂2~4份；其中氟胶生胶与全氟醚橡胶两者之和为100份；所述氟胶生胶为G系列氟胶生胶，其氟含量为69~70%；所述全氟醚橡胶的耐温范围为-40℃~320℃；所述纳米炭黑为纳米炭黑N990；所述过氧化物硫化剂为101粉状硫化剂；所述硫化助剂为TAIC-70硫化助剂。2.根据权利要求1所述的耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶，其特征在于，所述分散流动剂为棕榈蜡。3.权利要求1~2任一所述耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁宇，郑磊，
申请(专利权)人：湖北派克密封件有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42