一种抗撕裂高弹氟硅橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗撕裂高弹氟硅橡胶及其制备方法，属于橡胶材料技术领域。该橡胶按照重量份计包括以下原料：甲基乙烯基硅橡胶60

【技术实现步骤摘要】
一种抗撕裂高弹氟硅橡胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于橡胶材料
，具体地，涉及一种抗撕裂高弹氟硅橡胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]硅橡胶是有机硅材料中最重要的产品之一，其主要由线型聚硅氧烷、补强填料、交联剂、催化剂和其它添加剂组成，将所有组分混炼均匀可加工成混炼胶，混炼胶在一定条件下经交联，便由最初的高粘滞塑性态转变成弹性态，即得到具有三维网状交联结构的硫化胶，具有良好的耐热性、耐寒性、耐老化性，但是其耐油、耐溶剂性能欠佳，现有技术中引入含氟基团改性，以提高橡胶材料的耐受性，被广泛应用在密封材料中。
[0003]通常密封件需要配合机械零件锁紧，密封件发生弹性形变，密封材料填充在零件间隙中，从而达到密封效果，但是，现有的氟硅橡胶力学性能和回弹性欠佳，在锁紧的过程中，橡胶材料易出现撕裂，且在长期锁紧工况下，密封材料易变性，导致密封失效；现有技术方案是向橡胶基体中加入纤维材料共混，一定量掺杂下，抗撕裂效果有所提升，但是，随着纤维材料增加，橡胶材料的粘弹性大大下降，严重影响橡胶材料的密封性，使得材料抗撕裂和弹性性能难以均衡提升。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中提到的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种抗撕裂高弹氟硅橡胶及其制备方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种抗撕裂高弹氟硅橡胶，按照重量份计包括以下原料：
[0007]甲基乙烯基硅橡胶60
‑
80份、天然橡胶20
‑r/>30份、抗撕裂改性剂1.4
‑
2份、偶联填料0.8
‑
1.3份、内润滑剂0.9
‑
1.3份、外润滑剂0.5
‑
1份、防老剂0.8
‑
1.1份、硫化剂0.18
‑
0.22份和促进剂0.3
‑
0.4份。
[0008]所述抗撕裂改性剂由以下方法制备：
[0009]步骤A1：将3,5
‑
二氯苯硫酚和四氢呋喃搅拌升温至65
‑
70℃混溶，高速搅拌下加入碘粉，恒速保温回流反应1.6
‑
1.8h，在碘粉的氧化催化下，苯硫酚基团缩合，反应后旋蒸脱除溶剂，得到中间体1；
[0010]进一步地，3,5
‑
二氯苯硫酚、碘粉和四氢呋喃的用量比为0.1mol：12
‑
15mg：35
‑
45mL。
[0011]步骤A2：将二氧六环和苯混合，加入四氟丁二醇预升温搅拌溶解，加入三乙胺后在82
‑
88℃恒温回流，设置搅拌速率为240
‑
360rpm，匀速缓慢加入中间体1，控制加入反应时间为3
‑
4h，中间体1分子中的含氯基团与四氟丁二醇中的羟基取代，反应后减压旋蒸脱除低沸物，得到中间体2；
[0012]进一步地，中间体1、四氟丁二醇、三乙胺、二氧六环和苯的用量比为15g：0.4
‑
0.42mol：1.4
‑
1.7mL：300mL：80
‑
100mL。
[0013]步骤A3：将4
‑
乙烯基苯甲酸、N,N
‑
二甲基甲酰胺和二氯亚砜混合，升温至85℃搅拌回流2h，旋蒸脱除二氯亚砜，再加入中间体2和4
‑
二甲氨基吡啶，在55
‑
65℃下保温搅拌反应2.5
‑
3h，4
‑
乙烯基苯甲酸经二氯亚砜处理后与中间体2分子上的端部羟基酯化反应，反应后加入去离子水稀释结晶，离心取底层沉淀干燥，得到抗撕裂改性剂；
[0014]进一步地，中间体2、4
‑
乙烯基苯甲酸、二氯亚砜、4
‑
二甲氨基吡啶和N,N
‑
二甲基甲酰胺的用量比为20g：0.1mol：9
‑
12mL：16
‑
20mg：140
‑
180mL。
[0015]所述偶联填料的制备方法为：将硅烷偶联剂KH570和稀乙醇溶液混合，调节pH值为5.5
‑
6.0，在室温下搅拌3
‑
4h，再加入碳纤维粉，超声分散30
‑
50min，同时调节pH值为8.0
‑
8.5，静置12h，取底层沉淀用去离子水洗涤，离心取下层浓缩物冷冻干燥，得到偶联填料。
[0016]优选地，稀乙醇溶液的浓度为15％，碳纤维粉和硅烷偶联剂KH570的用量比为10g：0.8
‑
1.2mL。
[0017]一种抗撕裂高弹氟硅橡胶的制备方法，包括如下步骤：
[0018]步骤S1：将甲基乙烯基硅橡胶和天然橡胶预混，再投加偶联填料、内润滑剂和防老剂，控制搅拌速率为60
‑
80rpm，升温至125
‑
135℃，密炼12
‑
15min，制成预混塑炼胶；
[0019]步骤S2：将抗撕裂改性剂、外润滑剂和促进剂混合加入预混塑炼胶，提升搅拌速率为100
‑
140rpm，继续升温至150
‑
155℃，密炼3
‑
5min，得到混炼胶；
[0020]步骤S3：将硫化剂和混炼胶混合，打三角包4
‑
5次，模压成型，在温度为155℃，蒸汽压力为0.75MPa，硫化时间为15
‑
20min，冷却至室温，制成抗撕裂高弹氟硅橡胶。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]本专利技术采用甲基乙烯基硅橡胶和天然橡胶共混，制成橡胶材料具有良好的韧性和弹性，添加抗撕裂改性和偶联填料复配改性，提升抗撕裂效果；
[0023]其中，抗撕裂改性剂由3,5
‑
二氯苯硫酚为原料，通过碘粉氧化催化缩合，制成含硫的中间体1，再以四氟丁二醇为桥接材料，分别与中间体1分子上的含氯基团取代，与4
‑
乙烯基苯甲酸酯化，引入含氟基团，提高橡胶材料的耐受性能；偶联填料以高模量的碳纤维粉为基体，通过硅烷偶联剂KH570处理制成；
[0024]抗撕裂改性剂的端部含有支状双键，硫化后与橡胶基体共同硫化形成交联网络，提高橡胶的交联度，同时抗撕裂改性剂分子中含有间断连接的苯环结构，提高交联网络的刚性，提高橡胶材料的抗压和回弹性，抗撕裂改性剂分子中引入的含硫基团，具有自交联特性，在硫化过程中，抗撕裂改性剂可均匀地与橡胶交联，将偶联填料固定在交联网络中，形成均匀稳定的强化效果，同时偶联填料通过KH570处理后，提高与橡胶基体的相容性并接枝上双键，偶联填料穿插在交联网络中，在自交联作用下与基体牢固结合，大大提高抗撕裂效果；经测试，制成的橡胶材料抗撕裂强度达到34.2
‑
38.5kN/m，回弹率达到62.5...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗撕裂高弹氟硅橡胶，其特征在于，按照重量份计包括以下原料：甲基乙烯基硅橡胶60
‑
80份、天然橡胶20
‑
30份、抗撕裂改性剂1.4
‑
2份、偶联填料0.8
‑
1.3份、内润滑剂0.9
‑
1.3份、外润滑剂0.5
‑
1份、防老剂0.8
‑
1.1份、硫化剂0.18
‑
0.22份和促进剂0.3
‑
0.4份；所述抗撕裂改性剂由以下方法制备：步骤A1：将3,5
‑
二氯苯硫酚和四氢呋喃升温至65
‑
70℃混溶，高速搅拌下加入碘粉，恒速保温回流反应1.6
‑
1.8h，反应后旋蒸脱除溶剂，得到中间体1；步骤A2：将二氧六环和苯混合，投加四氟丁二醇预升温溶解，加入三乙胺后在82
‑
88℃恒温回流，搅拌下匀速缓慢加入中间体1，控制加入反应时间为3
‑
4h，反应后减压旋蒸脱除低沸物，得到中间体2；步骤A3：将4
‑
乙烯基苯甲酸、N,N
‑
二甲基甲酰胺和二氯亚砜混合，升温至85℃搅拌回流2h，旋蒸脱除二氯亚砜，再加入中间体2和4
‑
二甲氨基吡啶，在55
‑
65℃下保温搅拌反应2.5
‑
3h，反应后加入去离子水稀释结晶，离心取底层沉淀干燥，得到抗撕裂改性剂。2.根据权利要求1所述的一种抗撕裂高弹氟硅橡胶，其特征在于，3,5
‑
二氯苯硫酚、碘粉和四氢呋喃的用量比为0.1mol：12
‑
15mg：35
‑
45mL。3.根据权利要求2所述的一种抗撕裂高弹氟硅橡胶，其特征在于，中间体1、四氟丁二醇、三乙胺、二氧六环和苯的用量比为15g：0.4
‑
0.42mol：1.4
‑
1.7mL：300mL：80
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：欧杰，
申请(专利权)人：江西阿璐达新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：