一种氟橡胶弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术属于氟橡胶技术领域，具体涉及一种氟橡胶弹性体及其制备方法。本发明专利技术选择了氨基酚类硫化剂，并加入含有氨基、亚胺基、偶氮基、脒基、醚基、羟基、羰基、卤素等反应官能团的化合物作为助交联剂，制备得到的氟橡胶弹性体具有改善的硬度、拉伸强度和压缩永久变形性，本发明专利技术的体系可兼容多种不同结构的助交联剂，均能实现优异的性能改善效果，显著降低氟橡胶弹性体的压缩永久变形率，所用助交联剂低廉易得，且仅需要较少的加入量即可达到较好的性能改善效果，具有极高的产业化价值。具有极高的产业化价值。

【技术实现步骤摘要】
一种氟橡胶弹性体及其制备方法


[0001]本专利技术属于氟橡胶
，尤其涉及IPC分类号C08K5/00下的领域，更具体地，涉及一种氟橡胶弹性体及其制备方法。

技术介绍

[0002]氟橡胶是一类具有优异的物理机械性能、耐化学腐蚀性、耐老化性能的橡胶材料，在密封制品、航空航天、半导体、石油化工等领域均有广泛的应用。氟橡胶在工业上常采用的硫化剂主要是过氧化物类、有机胺类和双酚类，其中同时具有氨基和双酚基团的硫化剂形成的交联体系具有更高的耐高温性能，可耐320℃的高温，而更加受到特殊领域的关注。其硫化机理主要以离子型为主，硫化过程中苯环上邻位的酚羟基和氨基与氟橡胶硫化点腈基中碳氮三键进行交联反应：。
[0003]现有技术CN 106317598B公开了一种交联氟塑料热缩套管，加入了含烯基的氰酸（酯）类化合物作为助交联剂，制得的交联氟塑料热缩套管具有较好的耐高温性能和电性能，但对其压缩永久变形等力学性能没有明显改善。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种硬度高、拉伸强度高、压缩永久变形率低的氟橡胶弹性体。
[0005]本专利技术另一方面的目的在于提供一种上述氟橡胶弹性体的制备方法。
[0006]为达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种氟橡胶弹性体，其制备原料包括：氟橡胶生胶、填料、硫化剂、助交联剂，助剂；所述助交联剂为通过连接基团连接反应官能团的化合物；所述连接基团选自取代或未取代的脂肪碳链、脂肪碳环、芳环或其组合；所述反应官能团包括取代或未取代的氨基、亚胺基、偶氮基、脒基、醚基、羟基、羰基、卤素中的两种以上。
[0007]优选地，所述两种以上的反应官能团连接在脂肪碳环或芳环的邻位或间位上。
[0008]优选地，所述脂肪碳链为C1~20碳链；所述脂肪碳环为C3~8碳环；所述芳环为C6~10芳环；所述脂肪碳链、脂肪碳环、芳环可被C1~6烷基、C6~10芳基、羟基、羰基、氰基、砜基、硝基、卤素中的一个或多个基团所取代。
[0009]优选地，所述反应官能团可被C1~6烷基、C6~10芳基、羟基、羰基、氰基、砜基、硝基、卤素中的一个或多个基团所取代。
[0010]优选地，所述助交联剂选自颜料红48:2（CAS号：7023
‑
61
‑
2）、永固紫RL（CAS号：6358
‑
30
‑
1）、邻氨基苯乙酮（CAS号：551
‑
93
‑
9）、间氨基苯乙酮（CAS号：99
‑
03
‑
6）、乙醇胺（CAS号：141
‑
43
‑
5）或3
‑
氨基环己醇（CAS号：6850
‑
39
‑
1）。
[0011]优选地，所述制备原料，按重量份计，包括氟橡胶生胶80~150份、填料15~30份、硫化剂1~5份、助交联剂0.1~2份，助剂0.1~5份。
[0012]进一步优选地，所述制备原料，按重量份计，包括氟橡胶生胶100份、填料25份、硫化剂1份、助交联剂0.5~2份，助剂0.5份。
[0013]优选地，所述硫化剂为氨基酚类硫化剂。
[0014]优选地，所述硫化剂为2,2
‑
双(3
‑
氨基
‑4‑
羟基苯基)六氟丙烷（CAS号：83558
‑
87
‑
6）。
[0015]本专利技术通过加入含有氨基、亚胺基、偶氮基、脒基、醚基、羟基、羰基或卤素等反应官能团的化合物作为助交联剂，能够改善氟橡胶弹性体的硬度、强度和压变等性能。本专利技术特异性选择了具有与硫化剂相似反应基团的化合物，使其在体系中参与交联反应，提高体系的交联程度，形成更加致密的结构，从而提高氟橡胶的力学性能。本专利技术人在研究中发现，当助交联剂的分子中有含氮基团且氮上有氢时，交联程度更高，氟橡胶的力学性能更好，可能是氨基或亚氨基能够与氟橡胶生胶中的氰基反应形成脒键，起到辅助交联的作用。本专利技术人还发现，当助交联剂的含氮基团邻位或间位有羟基或羰基等含氧基团时，能够同时与氟橡胶硫化点的氰基反应而生成具有稳定刚性结构的噁唑环结构，显著提高了交联程度，进一步提高了氟橡胶弹性体的硬度、强度和压变等性能。另外，本专利技术选择的助交联剂与氨基酚类硫化剂有相似的结构，使得体系的相容性好。
[0016]优选地，所述氟橡胶生胶为FKM（偏氟乙烯）生胶、FFKM（全氟醚）生胶或FEPM（四丙氟）生胶。
[0017]氟橡胶生胶为市售，其购买来源可不作具体限制。
[0018]可列举地，所述FFKM生胶为Solvay生产的FFKM生胶。
[0019]优选地，所述填料包括白炭黑、硫酸钙、硫酸钡、碳酸钙、氧化钙、氟化钙、碳纤维中的一种或多种。
[0020]进一步优选地，所述白炭黑为气相法白炭黑。
[0021]气相法白炭黑为市售，其购买来源可不作具体限制。
[0022]可列举地，所述气相法白炭黑为德国赢创生产的AEROSIL300。
[0023]优选地，所述助剂包括增塑剂、吸酸剂、防焦剂、润湿剂、分散剂中的一种或多种。
[0024]优选地，所述增塑剂为氟蜡。
[0025]氟蜡为市售，其购买来源可不作具体限制。
[0026]优选地，所述氟蜡购自上海易巴化工原料有限公司。
[0027]本专利技术另一方面提供一种上述氟橡胶弹性体的制备方法，包括以下步骤：S1：将氟橡胶生胶在100~120℃下捏炼1~3min，投入填料，继续密炼1~5min后排胶，压延出片，将胶片冷却备用；S2：将胶片投入开炼机包辊，依次加入助剂、助交联剂和硫化剂，混合均匀，薄通2~5次，出片，得到混炼胶，冷却备用；S3：将混炼胶在120~200℃下一次硫化，得到一次硫化产品；将一次硫化产品置于
200~300℃下进行二次硫化，得到氟橡胶弹性体。
[0028]优选地，所述步骤S1中排胶的温度为150~170℃；优选地，所述步骤S3中一次硫化的压力为10~20Mpa，硫化时间为5~15min。
[0029]优选地，所述步骤S3中二次硫化的时间为12~24h。
[0030]进一步优选地，所述制备方法的具体步骤包括：S1：密炼机设置温度100~120℃，密炼机温度稳定后将氟橡胶生胶投入密炼腔室中捏炼2min，打开上顶栓将填料加入密炼腔室，放下上顶栓继续密炼2min后排胶，排胶温度在150℃~170℃，在开炼机上压延出片，停放12h以上冷却备用；S2：在开炼机调至辊距0.5mm，将停放冷却后的胶片投入开炼机并使其包辊，依次加入助剂、助交联剂和硫化剂，混合均匀，调整辊距至0.2mm，薄通3
‑
5次，调整开炼机辊距1.0mm，出片，得到混炼胶，停放12h以上冷却备用；S3：将混炼胶置于平板硫化机中，在温度150~200℃、压力10~20M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氟橡胶弹性体，其特征在于，其制备原料包括：氟橡胶生胶、填料、硫化剂、助交联剂，助剂；所述助交联剂为通过连接基团连接反应官能团的化合物；所述连接基团选自取代或未取代的脂肪碳链、脂肪碳环、芳环或其组合；所述反应官能团包括取代或未取代的氨基、亚胺基、偶氮基、脒基、醚基、羟基、羰基、卤素中的两种以上。2.根据权利要求1所述的氟橡胶弹性体，其特征在于，所述脂肪碳链为C1~20碳链；所述脂肪碳环为C3~8碳环；所述芳环为C6~10芳环；所述脂肪碳链、脂肪碳环、芳环可被C1~6烷基、C6~10芳基、羟基、羰基、氰基、砜基、硝基、卤素中的一个或多个基团所取代。3.根据权利要求1所述的氟橡胶弹性体，其特征在于，所述反应官能团可被C1~6烷基、C6~10芳基、羟基、羰基、氰基、砜基、硝基、卤素中的一个或多个基团所取代。4.根据权利要求1所述的氟橡胶弹性体，其特征在于，所述助交联剂选自颜料红48:2、永固紫RL、邻氨基苯乙酮、间氨基苯乙酮、乙醇胺或3
‑
氨基环己醇。5.根据权利要求1~4任一项所述的氟橡胶弹性体，其特征在于，所述制备原料，按重量份计，包括氟橡胶生胶80~150份、...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄学涛，张红，高洁，
申请(专利权)人：上海芯密科技有限公司，
类型：发明
国别省市：