一种耐油阻燃橡胶及其制备方法
【专利摘要】一种耐油阻燃橡胶及其制备方法，属于橡胶技术领域。其包含的材料及其重量份数为：氟橡胶生胶：100份，NBR(丁腈橡胶)：20~25份，双酚AF（六氟异亚丙基二酚）：2~3份，BPP（苄基三苯基氯化磷）：0.5~1.5份，单氯丙基?POSS：1~10份，活性氧化镁 2~3份，补强填充剂：6~20份，阻燃剂：4~6份。其制备方法，包括以下步骤：(1)混炼：称料后，将原料混合，返炼薄通8~10次，制得氟橡胶胶片；(2)放置：将氟橡胶胶片放置24~36h；(3)硫化：(a)一段硫化；(b)二段硫化，制得耐油阻燃橡胶。该橡胶以氟橡胶为基准胶，添加其他助剂，制备的氟橡胶具有耐油、阻燃的特点，其力学性能优异、加工性能优良。
【专利说明】
一种耐油阻燃橡胶及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于橡胶技术领域，特别涉及一种耐油阻燃橡胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002]氟橡胶(FKM)具有优异的耐高温、耐油、耐溶剂、耐多种化学药品侵蚀等特性，正在现代航空、国防军工、电子通讯、宇宙航行、石油化工、机械制造等众多尖端领域广泛应用。随着汽车轮胎“欧洲轮胎标签法规”的出台，对汽车轮胎安全、绿色、舒适的要求越来越高。近几年，氟橡胶在汽车中的用量也在不断的增长，相对于氟橡胶的技术研发也在稳步推进。
[0003]氟橡胶是主链上或者侧链上的碳原子上含有氟原子的合成高分子材料，由于氟原子具有负电性，其具有较强的吸电子能力，使得氟橡胶的分子链上的C-C键能变大，主价键更稳定，同时，因为氟原子的原子体积比氢原子的大，能对分子链形成屏蔽作用，也使得氟橡胶性能更稳定。
[0004]在一些生产条件比较苛刻，比较特殊的工作场合(如石油勘探)，工业机械化成为了必然趋势。很多机器人，能替代人工进行作业，许多机械设备，比如货车轮胎等材料将面临更加严峻的考验。耐油、阻燃材料将是这些领域比较稀缺的一种资源。
【发明内容】
[0005]本发明针对特殊环境作业，提供了一种耐油阻燃橡胶及其制备方法，该橡胶以氟橡胶为基准胶，添加其他助剂，制备的氟橡胶具有耐油、阻燃的特点，其力学性能优异、加工性能优良，可以适用于汽车轮胎等领域。
[0006]本发明的一种耐油阻燃橡胶，其包含的材料及其重量份数为:
氟橡胶生胶:100份
NBR(丁腈橡胶):20?25份双酸AF(六氟异亚丙基二酚):2?3份 BPP (苄基三苯基氯化磷):0.5?1.5份 POSS-Cl (单氯丙基-P0SS) I?10份活性氧化镁2?3份补强填充剂:6?20份
阻燃剂:4?6份。本发明的耐油阻燃橡胶可以用于各种高耐油、阻燃、耐高温、腐蚀性强的密封件、密封圈、缸膜衫里及航天、航空领域，以及汽车零部件中。
[0007]作为优选，所述的补强填充剂为硅烷偶联剂改性的纳米白炭黑。
[0008]作为优选，所述的硅烷偶联剂改性的纳米白炭黑的制备方法为:(I)将硅烷偶联剂加入到PH值为3?5的乙醇和甲苯任意比混合的溶液中，超声，水解10~30min，至溶液澄清，得到硅烷偶联剂水解液；(2)加入经过管式炉活化5?6h的白炭黑，混合搅拌，反应6?12h，离心分离，得到的固体，烘干，制得硅烷偶联剂改性的白炭黑。
[0009]作为优选，所述的阻燃剂为氯化石蜡、磷酸三甲苯酯(TCP)、十溴二苯醚、三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或几种，优选为氢氧化镁、三氧化二锑中的一种和氯化石蜡、磷酸三甲苯酯中的一种，其重量比为(1:2)?(1:3)。
[0010]本发明的耐油阻燃橡胶的制备方法，包括以下步骤:
(1)混炼:
按原料配比称取原料，将氟橡胶生胶、NBR和苄基三苯基氯化磷放在三辊研磨机上研磨，制成氟橡胶预混胶，然后加入硅烷偶联剂改性后的纳米白炭黑、POSS-Cl、双酚AF、阻燃剂，返炼薄通8?10次，制得氟橡胶胶片;其中，辊速为(I:1)-(1:1.5)；
(2)放置:将氟橡胶胶片放置24?36h;
(3)硫化:
(a)一段硫化:在平板硫化机中，150?170 °C硫化15?25min;
(b)二段硫化:在电热鼓风恒温箱中，以5?10°C/min的升温速率升温至150°C，恒温30?60min，5?10°C/min的升温速率升温至200°C恒温I?1.5h，5?10°C/min的升温速率升温至250°C恒温12?24h，制得耐油阻燃橡胶。
[0011]本发明采用氟橡胶作为基准胶，其主链上没有不饱和的C=C双键结构，减少了主链上受到氧化和热降解作用产生断链的可能。
[0012]本发明的一种耐油阻燃橡胶及其制备方法，相比于现有技术，具有如下有益效果:
1.该配方制备的氟橡胶，具有优异的耐油、阻燃、防焦烧的特性，可以应用到多种作业环境苛刻的领域；
2.本发明的氟橡胶通过加入少量的NBR可以显著提高耐油性；
3.本发明采用的补强填充剂为表面改性材料，通过对纳米白炭黑进行表面改性，提高了填充剂和橡胶的相容性，有助于硅烷偶联剂改性的白炭黑在橡胶中的均匀分散；
4.本发明通过加入少量的P0SS-C1，可以有效改善材料的阻燃性能，耐热性能和抗氧化性能；
5.本发明的制备方法采用二段硫化中的分级加热硫化工艺，使得低分子物质充分逸出，增加交联密度，提高了氟橡胶的性能；
6.本发明的制备方法采用将促进剂预先加入氟橡胶中，制得氟橡胶预混胶，解决了促进剂在氟橡胶中分散困难，分散不均匀的现象，保证了氟橡胶的加工性能和产品稳定性。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体实施例对本发明进行说明。
[0014]本发明采用的原料均来自于市购。
[0015]耐油性能测试参照GB1690-2010标准。
[0016]实施例1
一种耐油阻燃橡胶，其包含的材料及其重量份数为:
氟橡胶生胶:100份 NBR:20份双酚AF: 3份 ΒΡΡ:0.5份 POSS-Cl:I份活性氧化镁:3份
娃烧偶联剂改性的纳米白炭黑:20份氢氧化镁:2份氯化石蜡:4份。
[0017]所述的耐油阻燃橡胶的制备方法具体是:
(1)混炼:
按原料配比称取原料，将氟橡胶生胶、NBR和苄基三苯基氯化磷放在三辊研磨机上研磨，制成氟橡胶预混胶，然后加入硅烷偶联剂改性后的纳米白炭黑、活性氧化镁、P0SS-C1、双酸AF、氢氧化镁、氯化石蜡，返炼薄通8次，制得氟橡胶胶片;其中，辊速为1:1 ；
(2)将氟橡胶胶片放置24h;
(3)硫化:
(a)—段硫化:在平板硫化机中，160°C硫化20min;
(b)二段硫化:在电热鼓风恒温箱中，以5 °C/min的升温速率升温至150 °C，恒温30min，5°C /min的升温速率升温至200 °C恒温Ih，5 °C /min的升温速率升温至250 °C恒温12h，制得耐油阻燃橡胶。
[0018]制备的氟橡胶，在V(汽油):V(C6H6)=3:1溶液中23 °C X 24h的质量变化率为23%，采用酒精喷灯测试，火焰持续时间小于3s。撕裂强度提高72KN/m。
[0019]
实施例2
一种耐油阻燃橡胶，其包含的材料及其重量份数为:
氟橡胶生胶:100份 NBR:25份双酚AF: 3份 BPP:1.2份活性氧化镁:2份 POSS-Cl:5份补强填充剂:12份三氧化二锑:I份磷酸三甲苯酯:3份。
[0020]耐油阻燃橡胶的制备方法，包括以下步骤:
(1)混炼:
按原料配比称取原料，将氟橡胶生胶、NBR和苄基三苯基氯化磷放在三辊研磨机上研磨，制成氟橡胶预混胶，然后加入硅烷偶联剂改性后的纳米白炭黑、活性氧化镁、P0SS-C1、双酸AF、三氧化二锑、磷酸三甲苯酯，返炼薄通10次，制得氟橡胶胶片;其中，辊速为1:1.5;
(2)将氟橡胶胶片放置36h;
(3)硫化:
(a)—段硫化:在平板硫化机中，150°C硫化25min，
(b)二段硫化:在电热鼓风恒温箱中，以10°C/min的升温速率升温至150°C，恒温60min，10°C/min的升温速率升温至200°C恒温1.5h，10°C/min的升温速率升温至250°C恒温24h，制得耐油阻燃橡胶。
[0021]制备的氟橡胶，在V(汽油):V(C6H6)=3:1溶液中23°CX24h的质量变化率为29%，采用酒精喷灯测试，火焰持续时间小于5s ο撕裂强度提高75KN/m。
[0022]
实施例3
一种耐油阻燃橡胶，其包含的材料及其重量份数为:
氟橡胶生胶:100份 NBR:20份双酚AF: 2份 BPP:1.5份活性氧化镁:3份 POSS-Cl:10份
娃烧偶联剂改性的纳米白炭黑:6份三氧化二锑:I份氯化石蜡:3份。
[0023]上述耐油阻燃橡胶的制备方法是:
(1)混炼:
按原料配比称取原料，将氟橡胶生胶、NBR和苄基三苯基氯化磷放在三辊研磨机上研磨，制成氟橡胶预混胶，然后加入硅烷偶联剂改性后的纳米白炭黑、活性氧化镁、P0SS-C1、双酸AF、三氧化二锑、氯化石蜡:3份，返炼薄通10次，制得氟橡胶胶片;其中，辊速为1:1.25;
(2)将氟橡胶胶片放置24h;
(3)硫化:
(a)—段硫化:在平板硫化机中，170°C硫化15min;
(b)二段硫化:在电热鼓风恒温箱中，以10°C/min的升温速率升温至150°C，恒温30min，5°C/min的升温速率升温至200°C恒温lh，5°C/min的升温速率升温至250°C恒温12h，制得耐油阻燃橡胶。
[0024]制备的氟橡胶，在V(汽油):V(C6H6) =3:1溶液中23 °C X 24h的质量变化率为27%，采用酒精喷灯测试，火焰持续时间小于3s。撕裂强度提高74KN/m。
[0025]以上各实施例制得的耐油阻燃橡胶经耐油性能测试，油浸泡后的膨胀率在8~9%之间，耐油性能较好。本发明的产品适用于生产各种高耐油、阻燃、耐高温、腐蚀性强的密封件、密封圈、缸膜衫里及汽车、航天、航空领域使用。
【主权项】
1.一种耐油阻燃橡胶，其特征在于，包含的材料及其重量份数为: 氟橡胶生胶:100份 丁腈橡胶:20?25份 六氟异亚丙基二酚:2?3份 苄基三苯基氯化磷:0.5?1.5份 单氯丙基-POSS:1?10份 活性氧化镁:2?3份 补强填充剂:6?20份 阻燃剂:4?6份。2.根据权利I要求的耐油阻燃橡胶，其特征在于，所述的补强填充剂为硅烷偶联剂改性的纳米白炭黑。3.根据权利I要求的耐油阻燃橡胶，其特征在于，所述的阻燃剂为氯化石蜡、磷酸三甲苯酯(TCP)、十溴二苯醚、三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或几种。4.根据权利I要求的耐油阻燃橡胶，其特征在于，阻燃剂为氢氧化镁、三氧化二锑中的一种和氯化石蜡、磷酸三甲苯酯中的一种，其重量比为(1:2)?(1:3)。5.—种权利要求1所述的耐油阻燃橡胶的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: (1)混炼: 按配比称取原料，将氟橡胶生胶、NBR和苄基三苯基氯化磷放在三辊研磨机上研磨，制成氟橡胶预混胶，然后加入硅烷偶联剂改性后的纳米白炭黑、P0SS-C1、双酚AF、阻燃剂，返炼薄通8?10次，制得氟橡胶胶片;其中，辊速为(I:1)-(1:1.5)； (2)放置:将氟橡胶胶片放置24?36h; (3)硫化: (a)一段硫化:在平板硫化机中，150?170 °C硫化15?25min; (b)二段硫化:在电热鼓风恒温箱中，以5?10°C/min的升温速率升温至150°C，恒温30?60min，5?10°C/min的升温速率升温至200°C恒温I?1.5h，5?10°C/min的升温速率升温至250°C恒温12?24h，制得耐油阻燃橡胶。
【文档编号】C08L83/04GK106009425SQ201610510206
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】张进
【申请人】张进