一种氟橡胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氟橡胶材料及其制备方法，属于橡胶材料制备技术领域。该氟橡胶材料按重量份计，包括：氟橡胶组分100份、硫化剂1

【技术实现步骤摘要】
一种氟橡胶材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于橡胶材料制备
，尤其涉及一种氟橡胶材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]特种氟橡胶具有耐200℃以上高温、耐油、耐介质、耐候、绝缘等优点，且具有良好的物理机械性能，在油田、汽车、航空航天等领域具有十分关键且广泛的应用。
[0003]目前现有技术中，氟橡胶材料成本较高，约为3万元/吨，纯氟橡胶材料整体密度为1.5
‑
1.6g/cm3，在200℃下的拉断伸长率为240％以上。为了降低材料成本，一般会在氟橡胶的制备过程中填充N990这类大粒径炭黑填料，但是这种制备方法存在多种问题，比如材料密度较大，拉断伸长率特别是高温拉断伸长率较低，在一些应变下的高温使用环境下，耐久性需要进一步提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种氟橡胶材料及其制备方法，通过引入新型微米级球形空心粉体材料，在不增加材料整体密度和不降低高温下的拉断伸长率的情况下，大幅降低了氟橡胶的材料成本。
[0005]为实现以上目的，本专利技术采用以下具体技术方案：
[0006]一种氟橡胶材料，按重量份计，包括氟橡胶组分100份、硫化剂1
‑
5份、吸酸剂5
‑
10份、微米级球形空心粉体10
‑
30份和加工助剂1
‑
5份。
[0007]进一步地，所述微米级球形空心粉体包括内部具有多个封闭的小空腔的空心粉体和/或内部具有单独大空腔的空心粉体。
[0008]本专利技术还提供一种所述的氟橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
[0009]S1：将氟橡胶生胶和微米级球形空心粉体放入密炼机中进行混炼。
[0010]进一步地，所述混炼的温度为100
‑
200℃，混炼的时间为3
‑
10min。
[0011]S2：将步骤S1所得产物放在开炼机上进行开炼，所述开炼过程中依次加入吸酸剂、加工助剂和硫化剂。
[0012]进一步地，所述开炼的温度为50
‑
100℃，开炼的时间为5
‑
10min。
[0013]优选地，所述吸酸剂为MgO、CaO、Ca(OH)2、ZnO、PbO或二盐基亚磷酸铅等中的一种或多种。
[0014]优选地，所述加工助剂为氟蜡、低分子聚乙烯、硬脂酸锌、Ws 280、棕榈蜡或模特丽935等中的一种或多种。
[0015]优选地，所述硫化剂是对苯二酚、双酚A或双酚AF等中的一种或多种。
[0016]S3：将步骤S2所得产物放入硫化机内进行硫化，即得。
[0017]进一步地，所述硫化为：先进行一段硫化，温度为165
‑
170℃，时间为5
‑
15min；之后逐步升温进行二段硫化，温度为220
‑
240℃，时间为18
‑
24h。
[0018]在一种优选的技术方案中，所述步骤S1中加入的微米级球形空心粉体为内部具有
多个封闭的小空腔的球形空心粉体，能够利用其表面开孔结构与氟橡胶分子链形成强的链接，维持氟橡胶在高温下的拉断伸长率；步骤S2中，在加入所述吸酸剂之前加入所述内部具有单独大空腔的球形空心粉体，可以进一步保障氟橡胶材料在高温下的拉断伸长率的同时，使得氟橡胶材料的整体密度不会明显降低。
[0019]所述内部具有多个封闭的小空腔的球形空心粉体，其堆积密度为0.5
‑
0.8g/cm3，整体孔隙率为20
‑
50％。粒径为5
‑
50μm，表面孔径大小为2
‑
5μm，小空腔的平均直径为3
‑
10μm，小空腔的平均壁厚为2
‑
5μm。
[0020]所述内部具有多个封闭的小空腔的球形空心粉体的制备方法为：
[0021](1)将40
‑
50％的二氧化硅、40
‑
50％的氧化铝、5
‑
10％的氧化钙与水配制成浆料，研磨至粉体粒度为1μm
‑
5μm；(2)将步骤(1)中的产物分为浆料A和浆料B两份，所述浆料A加入第一粘结剂和第一表面活性剂，搅拌均匀，得到直径为5
‑
50μm的泡沫浆料C；所述浆料B加入第二粘结剂和第二表面活性剂，搅拌均匀，得到直径为1
‑
10μm的泡沫浆料D；将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀；(3)将步骤(2)中得到的产物在成型塔中雾化成型，得到球形空心粉体坯体；(4)将步骤(3)中得到的所述球形空心粉体坯体进行烧结，冷却后即得。
[0022]所述内部具有单独大空腔的球形空心粉体，其堆积密度为0.5
‑
0.8g/cm3，整体孔隙率为10
‑
80％，粒径为5
‑
50μm，表面孔径大小为2
‑
5μm。
[0023]所述内部具有单独大空腔的球形空心粉体的制备方法为：
[0024](1)将40
‑
50％的二氧化硅、40
‑
50％的氧化铝、5
‑
10％的氧化钙与水配制成浆料，研磨至粉体粒度为研磨至粉体粒度为0.5μm
‑
2μm之间；(2)向研磨后的浆料里加入粘结剂和表面活性剂，搅拌形成泡沫浆料；(3)将所述泡沫浆料输送至密闭反应釜中，进行时效反应，搅拌均匀。(4)将得到的产物在成型塔中雾化成型，得到球形空心粉体坯体。(5)将步骤(4)中得到的球形空心粉体坯体进行烧结，冷却后即得。
[0025]与现有技术相比，本专利技术通过引入制造成本低廉的新型微米级球形空心粉体材料，由于其具有独特的空心结构，从而具备低密度、比表面积大等优异性能，不会增加材料整体密度，同时通过表面开孔结构与氟橡胶分子链形成强的链接，维持氟橡胶在高温下的拉断伸长率，从而维持了氟橡胶在高温环境下的使用耐久性。
具体实施方式
[0026]下面将结合具体实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0027]实施例1
[0028]一种所述的氟橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
[0029]S1：将100g氟橡胶生胶和20g微米级球形空心粉体放入密炼机中，在150℃下混炼5min。
[0030]所述微米级球形空心粉体为内部具有多个封闭小空腔的球形空心粉体，其堆积密度为0.56g/cm3，整体孔隙率为22％，粒径为19μm，表面孔径大小为2μm，小空腔的平均直径
为3μm，小空腔的平均壁厚为2μm。其制备方法如下：(1)取质量比为50:40:10的SiO2粉体、A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氟橡胶材料，其特征在于，按重量份计，包括氟橡胶组分100份、硫化剂1
‑
5份、吸酸剂5
‑
10份、微米级球形空心粉体10
‑
30份和加工助剂1
‑
5份。2.根据权利要求1所述的氟橡胶材料，其特征在于，所述微米级球形空心粉体包括内部具有多个封闭的小空腔的空心粉体和/或内部具有单独大空腔的空心粉体。3.一种权利要求1或2所述的氟橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将氟橡胶生胶和微米级球形空心粉体放入密炼机中进行混炼；S2：将步骤S1所得产物放在开炼机上进行开炼，所述开炼过程中依次加入吸酸剂、加工助剂和硫化剂；S3：将步骤S2所得产物进行硫化，即得。4.根据权利要求1所述的氟橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中加入的微米级球形空心粉体为内部具有多个封闭的小空腔的空心粉体；步骤S2中，在加入所述吸酸剂之前加入所述内部具有单独大空腔的空心粉体。5.根据权利要求3或4所述的氟橡胶材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述混炼的温度为100
‑
200℃，混炼的时间为3<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李阳，徐星星，陈杰，熊好，
申请(专利权)人：北京华圻生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：