具有透色效果的氟橡胶、及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及氟橡胶制备技术领域，特别是涉及一种具有透色效果的氟橡胶、及其制备方法和应用。


背景技术：

2.氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。因其具有优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性，在各个领域得到了广泛应用。其中，采用氟橡胶制备的表带相比于钢带或皮质带，具有质量轻、佩戴舒适性高、无臭、不干裂且耐用性好的特点而备受青睐。然而，如附图1所示，采用现有的制备方法得到的氟橡胶的颜色较实，导致氟橡胶的透明感不足且透色效果差，无法完全满足使用者对氟橡胶颜色感官的需求。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案，如下所述：
4.本发明揭示了一种具有透色效果的氟橡胶，所述氟橡胶的制备原料包括41-46wt％的第一生胶、41-46wt％的第二生胶、7.5-8.5wt％的填料、2-3wt％的硫化剂以及4-6wt％的硫化助剂；所述第一生胶和所述第二生胶均为具有透色效果的氟弹性体。
5.优选地，所述第一生胶包括偏氟乙烯和六氟丙烯的二元共聚物，所述第二生胶包括偏二氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的三元共聚物。
6.优选地，所述第一生胶包括美国杜邦公司的vitona系列氟弹性体、美国苏威公司的pnx系列氟弹性体或中昊晨光公司的g202氟弹性体，所述第二生胶包括美国杜邦公司的vitonb系列氟弹性体、美国苏威公司型号为p757的氟弹性体或道弘公司型号为7830l的氟弹性体。
7.优选地，所述填料包括纳米级白炭黑或硅藻土；所述硫化剂包括2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、过氧化二异丙苯、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯以及1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷；所述助硫化剂包括三烯丙基异氰脲酸酯。
8.优选地，所述纳米级白炭黑包括碱性白炭黑、气相法白炭黑或透明白炭黑。
9.本发明还揭示了一种具有透色效果的氟橡胶的制备方法，包括步骤：
10.s1:将第一生胶、第二生胶、填料和硫化剂混合后在第一温度下进行塑炼，得到塑炼胶料；将硫化助剂添加至所述塑炼胶料中，在第二温度下进行密炼，得到密炼胶料；
11.s2:将步骤s1所得密炼胶料在第三温度下进行翻炼，得到预成型胶料；将所述预成型胶料进行硫化成型，得到具有透色效果的氟橡胶。
12.优选地，所述第一温度小于或等于100℃，所述塑炼时间为3-5min，所述第二温度小于或等于100℃，所述密炼时间为10-15min；所述第三温度小于或等于70℃，所述翻炼的时间为10-15min；所述硫化成型压力为180-200kg、成型时间为260-500s、成型温度为177
±
3℃。
13.优选地，步骤s2中，所述预成型胶料在进行所述硫化成型之前进行冷却处理，所述冷却处理温度小于或等于40℃。
14.优选地，在所述翻炼之后、冷却处理之前还包括调色处理步骤，所述调色处理步骤包括：将色粉加入所述预成型胶料中，对加入所述色粉的预成型胶料进行调色翻炼；所述调色翻炼在小于或等于70℃下进行10-15min。
15.本发明还揭示了一种氟橡胶，用于制作表带，所述氟橡胶采用上述制备方法制得。
16.本发明的有益效果至少包括：
17.本发明通过选用的原料包括具有透色效果的第一生胶和第二生胶，所述第一生胶和第二生胶作为主要的制备原料，为制备具有透色效果的氟橡胶提供了基础。此外，在本发明所述氟橡胶的制备方法中，将第一生胶、第二生胶、填料和硫化剂一同先进行塑炼，延长了填料和硫化剂与第一生胶和第二生胶的混合时间，提高了粉体填料和硫化剂的分散性，保证了制备得到的氟橡胶质地的均一性以及通透无杂质感的透色效果；本发明所述氟橡胶选用的制备原料组分简单，易于分散，避免了过多粉体颗粒对氟橡胶的遮盖度，保证了氟橡胶的透色效果。
附图说明
18.图1为现有技术中氟橡胶制品的示意图；
19.图2为本发明实施例1所得氟橡胶制得的产品的示意图。
具体实施方式
20.为了便于理解本发明，下面给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
21.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
22.在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
23.一种具有透色效果的氟橡胶，所述氟橡胶的制备原料包括41-46wt％的第一生胶、41-46wt％的第二生胶、7.5-8.5wt％的填料、2-3wt％的硫化剂以及4-6wt％的硫化助剂；所述第一生胶和所述第二生胶均为具有透色效果的氟弹性体。
24.优选地，所述第一生胶包括偏氟乙烯(vdf)和六氟丙烯(hfp)的二元共聚物，所述第二生胶包括偏二氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的三元共聚物。
25.优选地，所述第一生胶购自美国杜邦公司的vitona系列氟弹性体、美国苏威公司的pnx系列氟弹性体或中昊晨光公司的g202氟弹性体，所述第二生胶购自美国杜邦公司的vitonb系列氟弹性体、美国苏威公司型号为p757的氟弹性体或道弘公司型号为7830l的氟弹性体。
26.优选地，所述填料包括纳米级白炭黑或硅藻土；本发明优选粒径为纳米级的填料，填料的粒径小便于分散，对氟橡胶成品的遮盖度较小，降低了具有透色效果的氟橡胶的制
备难度。所述硫化剂包括2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷(简称为双二五)、过氧化二异丙苯(简称为dcp)、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(简称为无味dcp)，以及1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷；其中，选用无味dcp作为硫化剂是，能够使得氟橡胶的生产过程中及制成的氟橡胶制品中无刺激性臭味，且能够减少硫化剂的添加量，进一步减少粉体颗粒的添加量，降低对氟橡胶成品的遮盖度，保证了氟橡胶具有较好的透色效果；所述1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷购自阿科玛公司的型号为luperox231的硫化剂，1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷外观为无色透明液体，适用于透明状态的橡胶制品的制备。所述助硫化剂包括三烯丙基异氰脲酸酯(简称为taic)，可购自莱茵公司。
27.优选地，所述纳米级白炭黑包括碱性白炭黑、气相法白炭黑或透明白炭黑。
28.本发明还揭示了一种具有透色效果的氟橡胶的制备方法，包括步骤：
29.s1:将第一生胶、第二生胶、填料和硫化剂混合后在第一温度下进行塑炼，得到塑炼胶料；将硫化助剂添加至所述塑炼胶料中，在第二温度下进行密炼，得到密炼胶料；
30.s2:将步骤s1所得密炼胶料在第三温度下进行翻炼，得到预成型胶料；将所述预成型胶料进行硫化成型，得到具有透色效果的氟橡胶。
31.优选地，所述第一温度小于或等于100℃，所述塑炼时间为3-5min，所述第二温度小于或等于100℃，所述密炼时间为10-15min；所述第三温度小于或等于70℃，所述翻炼的时间为10-15min；所述硫化成型压力为180-200kg、成型时间为260-500s、成型温度为177
±
3℃。发明人在实际操作中发现，本发明所述塑炼时间优选为3-5min，在此时间范围内得到的塑炼胶料粘度较小、流动性较好、弹性较小、可塑性较高，具有较好的溶解性和成型粘着性；当塑炼的时间大于5min时，得到的氟橡胶的强度、弹性以及耐磨性能均无法达到设定范围，还会造成动力消耗，提升生产成本。
32.优选地，步骤s2中，所述预成型胶料在进行所述硫化成型之前进行冷却处理，所述冷却处理温度小于或等于40℃。
33.优选地，在所述翻炼之后、冷却处理之前还包括调色处理步骤，所述调色处理步骤包括：将色粉加入所述预成型胶料中，对加入所述色粉的预成型胶料进行调色翻炼；所述调色翻炼在小于或等于70℃下进行10-15min。
34.实施例1
35.本发明实施例中，所述氟橡胶的制备原料包括42.02wt％的第一生胶、42.02％的第二生胶、8.4wt％的填料、2.52wt％的硫化剂以及5.04wt％的硫化助剂；所述第一生胶和所述第二生胶均为具有透色效果的氟弹性体。所述第一生胶为偏氟乙烯和六氟丙烯二元共聚物，所述第一生胶为购自美国杜邦公司的vitona系列氟弹性体；所述第二生胶为偏二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯三元共聚物，所述第二生胶为购自美国苏威公司型号为p757的氟弹性体；所述填料为纳米级白炭黑，所述纳米级白炭黑包括碱性白炭黑、气相法白炭黑或透明白炭黑；所述硫化剂为双二五，所述硫化助剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
36.一种具有透色效果的氟橡胶的制备方法，包括步骤：
37.s1:将第一生胶、第二生胶、填料和硫化剂混合后在第一温度下进行塑炼，得到塑炼胶料；将硫化助剂添加至所述塑炼胶料中，在第二温度下进行密炼，得到密炼胶料；s2:将步骤s1所得密炼胶料在第三温度下进行翻炼，得到预成型胶料；将所述预成型胶料进行硫化成型，得到具有透色效果的氟橡胶。
38.所述第一温度小于或等于100℃，所述塑炼时间为3-5min，所述第二温度小于或等于100℃，所述密炼时间为10-15min；所述第三温度小于或等于70℃，所述翻炼的时间为10-15min；所述硫化成型压力为180kg、成型时间为480s、成型温度为177
±
3℃。
39.步骤s2中，所述预成型胶料在进行所述硫化成型之前进行冷却处理，所述冷却处理温度小于或等于40℃。
40.将采用本发明实施例所述技术方案得到的氟橡胶制成表带，图2为本发明实施例1所得氟橡胶制得产品的示意图，如图2所示，与图1相比较，从直接感官观测便可看出，采用本发明所述方案制得的氟橡胶材料相比于现有技术中生产得到的氟橡胶具有更佳的透色效果、质地更加通透；并且采用本发明所述技术方案得到的氟橡胶质地均匀，氟橡胶中无粉体颗粒夹杂。
41.对本发明所得的氟橡胶进行性能测试，所述性能测试包括硬度测试、拉伸强度测试、伸长率测试、门尼粘度测试以及硫化曲线测试。其中，硬度测试采用邵氏硬度计，测量氟橡胶的a型邵氏硬度；拉伸强度测试和伸长率测试：采用万能试验机进行测试；门尼粘度采用门尼粘度仪在121℃下测试4min，其中预热时间为1min；硫化曲线测试：采用无转子硫化仪进行。
42.实施例2
43.本发明实施例中，所述氟橡胶的制备原料包括41wt％的第一生胶、41wt％的第二生胶、7.5wt％的填料、2wt％的硫化剂以及4wt％的硫化助剂；所述第一生胶和所述第二生胶均为具有透色效果的氟弹性体。所述第一生胶为偏氟乙烯和六氟丙烯二元共聚物，所述第一生胶为购自中昊晨光公司的g202氟弹性体；所述第二生胶为偏二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯三元共聚物，所述第二生胶为购自道弘公司型号为7830l的氟弹性体；所述填料为硅藻土，所述硫化剂为1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷，所述硫化助剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
44.一种具有透色效果的氟橡胶的制备方法，与实施例1所述制备方法相同，区别在于：所述成型时间为260s、成型压力为200kg。
45.实施例3
46.本发明实施例中，所述氟橡胶的制备原料包括46wt％的第一生胶、46wt％的第二生胶、8.5wt％的填料、3wt％的硫化剂以及6wt％的硫化助剂；所述第一生胶和所述第二生胶均为具有透色效果的氟弹性体。所述第一生胶为偏氟乙烯和六氟丙烯二元共聚物，所述第一生胶为购自美国苏威公司的pnx系列氟弹性体；所述第二生胶为偏二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯三元共聚物，所述第二生胶为购自美国杜邦公司的vitonb系列氟弹性体；所述填料为纳米级白炭黑，所述纳米级白炭黑包括碱性白炭黑、气相法白炭黑或透明白炭黑；所述硫化剂为双二五，所述硫化助剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
47.一种具有透色效果的氟橡胶的制备方法，除了所述成型时间为500s外，其他均匀与实施例1中所述制备方法相同。
48.实施例4
49.实施例4与实施例1相比较，区别在于，在所述翻炼之后、冷却处理之前还包括调色处理步骤，所述调色处理步骤包括：将色粉加入所述预成型胶料中，对加入所述色粉的预成型胶料进行调色翻炼；所述调色翻炼在小于或等于70℃下进行10-15min。所述色粉可根据
实际需要颜色进行选择。
50.实施例5
51.实施例5与实施例2相比较，区别在于，在所述翻炼之后、冷却处理之前还包括调色处理步骤，所述调色处理步骤包括：将色粉加入所述预成型胶料中，对加入所述色粉的预成型胶料进行调色翻炼；所述调色翻炼在小于或等于70℃下进行10-15min。所述色粉可根据实际需要颜色进行选择。
52.实施例6
53.实施例6与实施例3相比较，区别在于，在所述翻炼之后、冷却处理之前还包括调色处理步骤，所述调色处理步骤包括：将色粉加入所述预成型胶料中，对加入所述色粉的预成型胶料进行调色翻炼；所述调色翻炼在小于或等于70℃下进行10-15min。所述色粉可根据实际需要颜色进行选择。
54.本发明的氟橡胶的物理性能参数的设计值范围如下：硬度：65
±
5a：拉伸强度大于12mpa；伸长率大于200％；密度2.2
±
0.25g/cm3；门尼粘度45
±
5mu。
55.对本实施例1-6得到的氟橡胶进行性能测试，测试结果如下：硬度为65
±
5a；拉伸强度为12-13mpa；伸长率为220-400％；密度为2.2-2.3g/cm3；门尼粘度为41-45mu。
56.硫化曲线：ml为1-1.45n*m、mh为15-20n*m、ts2为25-34s、t10为20-35s、t90为80-120s。其中，ml值表征胶料的流动性，ml值越低，流动性越好，反之，流动性越差。mh值表征胶料的剪切模量、硬度、定伸强度和交联密度，一般mh值越低，硬度值越低，mh值越高，硬度值也越高。ts2值表征胶料的操作安全性，ts2值越小，表示胶料越容易发生死料，产品在生产时容易产生缺料不良。反之，ts2值越大，虽然操作安全性会得到提高，但是产效会变低，成本会增加很多，故适当的ts2值对胶料的加工、配方设计具有很重要的意义。tc10表征焦烧时间。tc90主要用来评估胶料在成型生产时的一次加硫条件，tc90值过大表示硫化速度偏慢，会导致产品硬度低，产效低。由测得的硫化曲线可知，本发明所述氟橡胶成型时的预成型胶料的流动性较好，易于成型脱模。
57.通过图1与图2的对比，表明本发明通过选用的原料包括具有透色效果的第一生胶和第二生胶作为主要的制备原料，为制备具有透色效果的氟橡胶提供了基础，配合将第一生胶、第二生胶、填料和硫化剂先进行塑炼，得到塑炼胶料再与硫化助剂进行密炼的制备步骤，延长了填料和硫化剂与第一生胶和第二生胶的混合时间，提高了粉体填料和硫化剂的分散性，保证了制备得到的氟橡胶质地的均一性以及通透无杂质感的透色效果。由测试结果可知，采用本发明所述氟橡胶的制备方法得到的氟橡胶的性能能够在设计值的要求范围内。综上所述，本发明所述氟橡胶及其制备方法，在保证了的物理性能满足使用要求的前提下，使得氟橡胶具有了透色效果，为用户增加了更多的选择，满足了使用者对包括表带等氟橡胶制品颜色感官的需求，具有较好的应用前景。
58.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
59.以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范
围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。