一种核电厂用耐高温全氟醚橡胶功能材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种核电厂用耐高温全氟醚橡胶功能材料及制备方法，属于功能材料技术领域。该核电厂用耐高温全氟醚橡胶功能材料包括以下重量份的原料：全氟醚橡胶100份，氧化锌3～5份，碳纳米管0.05份，N990炭黑10～15份，矽丽粉5～10份，防老剂40201.5份，硫化剂1～2.5份，TAIC 0.3～0.8份，ZrV2O715～20份。本发明专利技术还包括该功能材料的制备方法。本发明专利技术的核电厂用耐高温全氟醚橡胶功能材料具有耐高温、抵御辐照、抵御腐蚀的特性，能够保障核岛装备6年正常运行及核岛事故时保持稳定密封状态，保证核岛装备密封部位的可靠密封。岛装备密封部位的可靠密封。

【技术实现步骤摘要】
一种核电厂用耐高温全氟醚橡胶功能材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及功能材料
，具体涉及一种核电厂用耐高温全氟醚橡胶功能材料及制备方法。

技术介绍

[0002]核电厂核岛内装备配套的橡胶密封件要求耐高温、耐辐照、耐介质，具有稳定可靠的密封功能，作为密封件的基础，橡胶材料本身亦须满足以上要求。
[0003]压水堆(PWR)主要由核岛(一回路系统)和常规岛(二回路系统)组成，核岛中的四大部件是蒸汽发生器、稳压器、主泵和堆芯。大型反应堆竖装有150～250个燃料组件，一回路将堆芯产热导出堆外，通过蒸汽发生器将热量传递给二回路水，水受热转换为蒸汽做功推动汽轮发电机发电，可见，一回路系统长期处在高温、高压和中子等辐射场下运行。反应堆内和燃料组件之间注有大量的含硼水，硼含量为2000～2500ppm，起屏蔽中子的作用。通过含硼水层，中子就被慢化屏蔽捕获，但含硼水具有腐蚀性。核岛内装备配套的橡胶密封件既要长期耐300℃高温和辐照，又要抵御含硼水腐蚀。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种核电厂用耐高温全氟醚橡胶功能材料，该橡胶功能材料能够满足核岛装备的技术要求，具有耐高温、抵御辐照、抵御腐蚀的特性，能够保障核岛装备6年正常运行及核岛事故时保持稳定密封状态，保证核岛装备密封部位的可靠密封。
[0005]本专利技术的目的之一，是提供一种核电厂用耐高温全氟醚橡胶功能材料，包括以下重量份的原料：全氟醚橡胶100份，氧化锌3～5份，碳纳米管0.05份，N990炭黑10～15份，矽丽粉5～10份，防老剂40201.5份，硫化剂1～2.5份，TAIC 0.3～0.8份，ZrV2O715～20份。
[0006]较佳地，所述全氟醚橡胶由四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚和通式为CF2＝CF
‑
OR
f
X(式中X为
‑
COOR、
‑
CN、
‑
C6H5)的取代全氟乙烯醚共聚而成，氟含量为72％。
[0007]较佳地，氧化锌纯度为为99.99％。
[0008]较佳地，碳纳米管为未改性单壁碳纳米管。
[0009]较佳地，硫化剂为2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧基)已烷，即双
‑
2,5。
[0010]较佳地，TAIC纯度为100％。
[0011]本专利技术的目的之二，提供上述核电厂用耐高温全氟醚橡胶功能材料的制备方法，包括以下步骤：
[0012]S101、使用开炼机及专用微波辅助装置，开启设备，将开炼机辊距调至0.3～0.5mm，称取全氟醚橡胶，过辊、包辊，将多余橡胶下料备用，称量并加入碳纳米管，打八把刀，3～5h后将备用橡胶加入，打八把刀，混炼均匀，累积20h，将混合料下片，得到预混料1，混炼过程中杜绝引入杂质；
[0013]S102、将开炼机辊距调至2～3mm，将预混料1包辊，称量并加入ZrV2O7，打八把刀，混
炼均匀，将开炼机辊距调至0.5mm，薄通0.5h下片，得到预混料2；
[0014]S103、将开炼机辊距调至2～3mm，将预混料2包辊，称量并加入氧化锌、防老剂4020、矽丽粉，打八把刀，混炼均匀，薄通10遍下片，得到预混料3；
[0015]S104、将开炼机辊距调至3～4mm，将预混料3包辊，称量并加入N990、双
‑
2,5、TAIC，将辊距调至0.5mm，薄通10遍，得到混炼胶；
[0016]S105、将适量的混炼胶置于模具中，在平板硫化机上合模进行一段硫化，再在烘箱内进行二段硫化，条件为升温8h
‑
恒温4h
‑
降温8h，得到耐高温低膨胀率橡胶材料。
[0017]较佳地，步骤S105中，一段硫化条件为180℃
×
15～20min
×
15MPa。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0019]本专利技术的全氟醚橡胶功能材料具有优异的耐高温性能，保证了高温下的密封功能，可满足核岛装备密封件耐温的需求。
[0020]本专利技术的全氟醚橡胶功能材料具有良好的耐辐照性能，橡胶分子链柔顺，耐辐照能力强，可满足核岛装备密封件抵御辐照的需求。
[0021]本专利技术的全氟醚橡胶功能材料具有优异的耐介质性能，能抵御2600余种溶剂，抵御腐蚀能力很强，可满足核岛装备密封件抵御腐蚀的需求。
具体实施方式
[0022]下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]防老剂4020，N
‑
(1,3
‑
二甲基)丁基
‑
N'
‑
苯基对苯二胺，化学式C
18
H
24
N2。
[0024]TAIC，三烯丙基异氰脲酸酯，化学式C
12
H
15
N3O3。
[0025]实施例1
[0026]本实施例的核电厂用耐高温全氟醚橡胶功能材料，原料及重量为：全氟醚橡胶100份，氧化锌3份，碳纳米管0.05份，N990炭黑10份，矽丽粉10份，防老剂40201.5份，硫化剂1份，TAIC 0.3份，ZrV2O715份。所述重量份可以为克、两、斤、公斤、吨等重量计量单位。
[0027]所述全氟醚橡胶由四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚和通式为CF2＝CF
‑
OR
f
X(式中X为
‑
COOR、
‑
CN、
‑
C6H5)的取代全氟乙烯醚共聚而成，氟含量为72％。
[0028]所述氧化锌纯度为为99.99％。
[0029]所述碳纳米管为未改性单壁碳纳米管。
[0030]所述硫化剂为2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧基)已烷，即双
‑
2,5。
[0031]所述ZrV2O7为各向同性负热膨胀材料，粉末，响应温度区间为100～500℃；
[0032]本实施例的核电厂用耐高温全氟醚橡胶功能材料的制备方法为：
[0033]S101、使用开炼机及专用微波辅助装置，开启设备，将开炼机辊距调至0.3～0.4mm，称取全氟醚橡胶，过辊、包辊，将多余橡胶下料备用，称量并加入碳纳米管，打八把刀，5h后将备用橡胶加入，打八把刀，适时将全部胶料过辊，混炼均匀，累积20h，将混合料下片，得到预混1，混炼过程中杜绝引入杂质；每次连续混炼时间不少于4h，每次混炼完成后待混炼胶冷却至室温，装入洁净的自封袋密封保存，做好标识和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核电厂用耐高温全氟醚橡胶功能材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：全氟醚橡胶100份，氧化锌3～5份，碳纳米管0.05份，N990炭黑10～15份，矽丽粉5～10份，防老剂40201.5份，硫化剂1～2.5份，TAIC 0.3～0.8份，ZrV2O715～20份。2.如权利要求1所述的核电厂用耐高温全氟醚橡胶功能材料，其特征在于，所述全氟醚橡胶由四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚和通式为CF2＝CF
‑
OR
f
X，的取代全氟乙烯醚共聚而成，氟含量为72％；上述通式中的X为
‑
COOR、
‑
CN或
‑
C6H5。3.如权利要求1所述的核电厂用耐高温全氟醚橡胶功能材料，其特征在于，所述氧化锌纯度为为99.99％。4.如权利要求1所述的核电厂用耐高温全氟醚橡胶功能材料，其特征在于，所述碳纳米管为未改性单壁碳纳米管。5.如权利要求1所述的核电厂用耐高温全氟醚橡胶功能材料，其特征在于，所述硫化剂为2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧基)已烷，即双
‑
2,5。6.如权利要求1所述的核电厂用耐高温全氟醚橡胶功能材料，其特征在于，所述TAIC纯度为100％。7.如权利要求1所述的核电厂用耐高温全氟醚橡胶功能材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S101、使用开炼机及专用微波辅...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯洪福，李娜，孙超超，丁宗华，邢华艳，刘晓强，陈煜，朱宇平，张廷健，廖家麒，刘波，陈立义，余金龙，李荣博，刘润发，石秀强，苏有学，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院有限公司中昊晨光化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：