一种硅橡胶圈表面氟化处理方法及防沾粘应用与流程

1.本发明涉及硅橡胶技术领域，特别涉及一种硅橡胶密封圈表面氟化处理方法及防沾粘应用。


背景技术：

2.硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶。
3.普通的硅橡胶主要由含甲基和少量乙烯基的硅氧链节组成。
4.硅橡胶具有极其突出的耐低温性能，在-55℃工况下仍能正常工作。同时硅橡胶也具有一定的耐热性能，可在150℃工况下长期工作，稍高于200℃也能承受数周或更长时间仍有弹性，瞬时可耐300℃以上的高温。
5.此外，硅橡胶还具有生理惰性、不会导致凝血的突出特性，因此在医用领域应用广泛。
6.基于硅橡胶的优良特性，尤其是其耐低温性能，其作为密封关键结构件，应用领域十分广泛。例如武器和装备领域中，由于在低温严寒环境中的密封必要，通常采用两个硅橡胶密封圈相互贴合来形成密封。同理，在海工及海洋科考中，由于涉及的环境会有严寒之地，例如北极圈内核南极大陆等，同样需要耐低温的硅橡胶作为密封件进行使用。
7.硅橡胶圈在以上应用中，基于硅橡胶自身的特性，会出现两个硅橡胶密封圈沾粘的情况，对使用造成不便，沾粘严重时强行分开还会造成密封圈基体破损的问题。现有的处理方式中，一般采用在硅橡胶上涂抹滑石粉这一物理方式来防沾粘，但是由于滑石粉在硅橡胶表面上存在不易附着，容易掉落，无法反复使用，造成硅橡胶圈表面洁净度低和滑石粉在硅橡胶表面附着的一致性差的问题。因此，采用滑石粉这一处理办法依然不够理想。


技术实现要素：

8.有鉴于上述问题，本发明的目的之一是提供一种硅橡胶表面氟化处理方法。
9.本发明的技术方案如下：一种硅橡胶表面氟化处理方法，将硅橡胶放入含氟气氛中进行氟化处理，以将硅橡胶的表层实现氟化，且以将氟原子取代硅橡胶分子链中的氢原子。
10.在一些实施方式中，所述含氟气氛中的氟气浓度范围为0.5％vol-5％vol。
11.在一些实施方式中，所述含氟气氛中的氟气浓度值为0.5％vol、0.8％vol、1％vol、1.5％vol、2％vol、2.8％vol、3％vol、3.8％vol、4.2％vol、4.5％vol或5％vol。
12.在一些实施方式中，硅橡胶在所述含氟气氛中处理的时间范围为30min-240min。
13.在一些实施方式中，硅橡胶在所述含氟气氛中处理的时间为30min、40min、60min、80min、120min、140min、160min、180min、200min、220min、240min。
14.本发明的目的之二是采用两个经过所述氟化处理的所述硅橡胶作为密封圈，且在两个所述硅橡胶圈受压贴合时不沾粘。
15.本发明的有益效果：
16.本发明提供了一种硅橡胶的表面氟化处理方法，以及针对硅橡胶在作为密封圈时的应用，该应用中有效地避免了现有硅橡胶圈的沾粘现象，进而提高了硅橡胶圈的使用性能。
附图说明
17.图1是本发明在具体实施过程中氟化处理橡胶表面与未经过氟化处理橡胶表面的对比图。
18.图2是本发明在具体实施过程中对未经过氟化处理橡胶表面进行eds测试对比示意图。
19.图3是本发明在具体实施过程中对经过氟化处理橡胶表面进行eds测试对比示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
21.一种硅橡胶圈表面氟化处理方法，将硅橡胶圈放入含氟气氛中进行氟化处理，以将硅橡胶圈的表层实现氟化，且以将氟原子取代硅橡胶分子链中的氢原子。
22.采用氟化箱，并在氟化箱里面冲入氟气以形成含氟气氛。
23.在氟化箱中，氟气在常温状态下和硅橡胶圈的表面接触，发生反应。氟原子取代硅胶分子链中的氢原子，使得硅橡胶圈表面产生材料变性。
24.在一些实施方式中，为了保证氟化效果，所述含氟气氛中的氟气浓度范围为0.5％vol-5％vol。
25.进一步地，在一实施例中，所述含氟气氛中的氟气浓度值为0.5％vol。进一步地，在一实施例中，所述含氟气氛中的氟气浓度值为0.8％vol。进一步地，
26.在一实施例中，所述含氟气氛中的氟气浓度值为1％vol。
27.进一步地，在一实施例中，所述含氟气氛中的氟气浓度值为1.5％vol。进一步地，在一实施例中，所述含氟气氛中的氟气浓度值为2％vol。
28.进一步地，在一实施例中，所述含氟气氛中的氟气浓度值为2.8％vol。进一步地，在一实施例中，所述含氟气氛中的氟气浓度值为3％vol。
29.进一步地，在一实施例中，所述含氟气氛中的氟气浓度值为3.8％vol。进一步地，在一实施例中，所述含氟气氛中的氟气浓度值为4.2％vol。进一步地，在一实施例中，所述含氟气氛中的氟气浓度值为4.5％vol。进一步地，在一实施例中，所述含氟气氛中的氟气浓度值为5％vol。
30.在一些实施方式中，为了保证氟化效果，硅橡胶圈在所述含氟气氛中处理的时间范围为30min-240min。
31.进一步地，在一实施例中，硅橡胶在所述含氟气氛中处理的时间为30min。
32.进一步地，在一实施例中，硅橡胶在所述含氟气氛中处理的时间为40min。
33.进一步地，在一实施例中，硅橡胶在所述含氟气氛中处理的时间为60min。
34.进一步地，在一实施例中，硅橡胶在所述含氟气氛中处理的时间为80min。
35.进一步地，在一实施例中，硅橡胶在所述含氟气氛中处理的时间为120min。
36.进一步地，在一实施例中，硅橡胶在所述含氟气氛中处理的时间为140min。
37.进一步地，在一实施例中，硅橡胶在所述含氟气氛中处理的时间为160min。
38.进一步地，在一实施例中，硅橡胶在所述含氟气氛中处理的时间为180min。
39.进一步地，在一实施例中，硅橡胶在所述含氟气氛中处理的时间为200min。
40.进一步地，在一实施例中，硅橡胶在所述含氟气氛中处理的时间为220min。
41.进一步地，在一实施例中，硅橡胶在所述含氟气氛中处理的时间为240min。
42.硅橡胶通过以上氟化处理，使得硅橡胶的表面均匀地表现出材料性能，且这种材料的性能持久性好。
43.在一些实施方式中，增加含氟检测步骤，氟化反应完成后，检验与硅橡胶密封圈同时进行处理的hdpe试片，利用电化学法检测试片氟含量。
44.氟化处理后，所需要的含氟量范围控制在100～200μg/cm2。
45.在一些实施方式中，采用高温加速试验对沾粘效果测试。具体是将普通硅橡胶密封圈和经过本发明中氟化处理的硅密封圈共同置于鼓风干燥箱中，设置温度91℃，加热时间80h。根据修正的阿雷尼乌斯方程计算模拟室温密封压缩9.5年后，对比密封圈的沾粘效果。本实施方式中，高温是一种常温条件的加速验证过程。
46.通过对比发现，普通硅橡胶密封圈的沾粘情况严重，而本方案中经过氟化处理的两个橡胶圈产生相互排斥，不沾粘。
47.在一些实施方式中，增加高温高湿条件下沾粘效果测试。具体是将普通硅橡胶密封圈和经过本发明中氟化处理的硅密封圈共同置于高低温湿热试验箱中，温度60℃，相对湿度90％rh，模拟高温高湿工况，处理时间100h后，对比密封沾粘效果。
48.通过对比发现，普通硅橡胶密封圈的沾粘情况严重，而本方案中经过氟化处理的两个橡胶圈产生相互排斥，不沾粘。
49.在一些实施方式中，增加高温和腐蚀条件下沾粘效果测试。
50.将普通硅橡胶密封圈和本发明中氟化处理的硅密封圈表面分别通过乙酸乙酯擦拭400次后，再置于鼓风干燥箱中，设置温度91℃进行高温处理，加热时间80h，以考核反复使用功能和耐久性。试验结束后对比沾粘效果。
51.通过对比发现，普通硅橡胶密封圈的沾粘情况严重，而本方案中经过氟化处理的两个橡胶圈产生相互排斥，不沾粘。
52.在一些实施方式中，采用低温试验对沾粘效果测试。具体是将普通硅橡胶密封圈和经过本发明中氟化处理的硅密封圈共同置于低温箱中，设置温度-20℃，时间30h。
53.通过对比发现，普通硅橡胶密封圈的沾粘情况严重，而本方案中经过氟化处理的两个橡胶圈产生相互排斥，不沾粘。在具体实施过程中，如图1所示，为未经过氟化的普通硅橡胶和经过本发明中方案氟化后的硅橡胶的微观形貌图。
54.在具体实施过程中，如图2所示，为未经氟化处理的硅橡胶表面eds测试结果。
55.在具体实施过程中，如图3所示，为经过本方案中，氟化处理后的硅橡胶表面eds测试结果。
56.本发明中通过该对硅橡胶表明经过氟化处理，并应用于防沾粘性强的密封圈。产品作为密封圈使用时，既保留了硅橡胶的耐低温特性，又通过氟化处理实现了防沾粘特性，
应用性能大大地提升，避免了滑石粉作为防粘黏处理方式的上述所有缺陷。
57.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。