一种宽温域耐介质橡胶复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于橡胶复合材料领域，具体提供了一种宽温域耐介质橡胶复合材料及其制备方法，具体采用氟化聚磷腈橡胶和氢化丁腈橡胶为原料，利用过氧化物硫化体系制备而成，获得的复合材料是一种可以耐多种介质、有较宽的使用温域、有较好的成型加工性能的用于密封方向的橡胶材料，填补了本领域的空白。

【技术实现步骤摘要】
一种宽温域耐介质橡胶复合材料及其制备方法
本专利技术属于橡胶复合材料领域，具体提供了一种宽温域耐介质橡胶复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着密封技术的发展，一种材料可能同时需要具备耐介质和宽温域两大特性，才能够满足使用要求，耐介质有时也必须要耐多种介质，一种橡胶可能只对某一类介质具有耐受性，如果需要耐多种介质，则需要两种或多种橡胶并用来实现。密封圈在低温下会由于变脆而失去密封作用，现有的耐介质橡胶密封材料主要为氟橡胶和氢化丁腈橡胶，但是这两种橡胶的耐低温性能较差，达不到某些苛刻的要求。硅橡胶的使用温度宽，但是其耐介质性能较差，不能满足耐介质的要求。氟化聚磷腈橡胶因有含氟基团，其耐介质性能良好，主链由交替的磷、氮原子以单双键连接，柔顺性好、侧基的位阻效应不明显，具有良好的耐低温性能，玻璃化转变温度可到-65℃，其耐低温性能比传统氟橡胶和氢化丁腈橡胶好得多，最高使用温度也可达到200℃，其耐高温性能也十分优秀，但是其力学性能和压缩永久变形性能达不到密封件的使用指标，加工工艺较差，如何更好的将氟化聚磷腈橡胶应用到宽温域耐介质橡胶材料加工过程中，获得性能更好的性能材料，成为本领域亟待解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的诸多不足之处，提供了一种宽温域耐介质橡胶复合材料及其制备方法，具体采用氟化聚磷腈橡胶和氢化丁腈橡胶为原料，利用过氧化物硫化体系制备而成，获得的复合材料是一种可以耐多种介质、有较宽的使用温域、有较好的成型加工性能的用于密封方向的橡胶材料，填补了本领域的空白。本专利技术的主要原理是：通过以氟化聚磷腈橡胶为主体与氢化丁腈橡胶共混，通过过氧化物硫化体系进行硫化，制成一种宽温域耐介质的橡胶材料。氟化聚磷腈含氟量高，因此具有良好的热性能以及耐介质性能，同时氟化聚磷腈主链由交替的磷、氮原子以单双键连接，主链顺性好、侧基的位阻效应不是很明显，因此具有良好的耐低温性能。与氢化丁腈橡胶并用，可以使氟化聚磷腈橡胶的力学性能和压缩永久变形性能达到密封件的使用指标，并且可以改善其加工工艺降低加工成本，最终获得的宽温域耐介质橡胶复合材料，使用温度为-50℃～200℃。本专利技术的具体技术方案是：一种宽温域耐介质橡胶复合材料，其原料组成按重量份计为：其中所述氢化丁腈橡胶中的丙烯腈含量低于24％；氟化聚磷腈橡胶的氟含量应高于50％，且分子量应高于14万；所述的补强填料选自炭黑或者炭黑与无机填料并用体系或其组合物体系；其中的无机填料选自硫酸钡或氟化钙或其他氟橡胶填料；且炭黑不能选自酸性炭黑；所述的热稳定剂为8羟基喹啉锌，其作为热稳定剂的效果最好；所述的吸酸剂为氧化镁或氧化锌或氧化钙或氢氧化钙组合物；所述的硫化剂为过氧化物硫化体系，选自双2，5(2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷)或DCP或BIBP；所述的助硫化剂为三烯丙基异氰脲酸酯，其效果最佳；除此之外，专利技术人还提供了上述宽温域耐介质橡胶复合材料的制备方法，步骤如下：首先在双辊开炼机上将氢化丁腈橡胶进行塑炼，调整开炼机辊距在0.5mm以下，将生胶薄通10次，炼好备用；在密炼机中先加入氟化聚磷腈生胶和一半量的补强填料，初始温度为40℃，密炼机转速为20RPM，密炼2分钟，待扭矩稳定后，再将塑炼好的氢化丁腈橡胶加入，密炼1分钟，待扭矩稳定后，加入剩余的补强填料，然后加入吸酸剂和热稳定剂，密炼2分钟，待扭矩稳定后，升温到90℃，密炼5分钟后取出下片停放8小时；之后在双辊开炼机上添加硫化剂和助硫化剂，采用薄通法薄通5-10次，最后下片停放24h之后，对其进行硫化，得到橡胶复合材料。上述采用的硫化工艺为：165℃、10Mpa压力下用真空平板硫化机进行硫化，硫化时间为20min。综上所述，采用上述方法制备获得的橡胶复合材料可以耐多种介质、有较宽的使用温域、有较好的成型加工性能，填补了本领域的空白，其拉伸强度大于6.5，压缩永久变形小于35％，已达到密封件的使用指标，其耐介质性能良好，高低温下压变小于35％，满足使用温域宽的要求。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，此处所描述的本专利技术，仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1一种宽温域耐介质橡胶复合材料，其原料组成按重量份计为：其中补强填料为炭黑N550；热稳定剂为8羟基喹啉锌；吸酸剂为氧化镁；硫化剂为BIBP；助硫化剂为TAIC；上述宽温域耐介质橡胶复合材料的制备方法，步骤如下：首先在双辊开炼机上将氢化丁腈橡胶进行塑炼，调整开炼机辊距在0.5mm以下，将生胶薄通10次；在密炼机中先加入氟化聚磷腈生胶和一半量的补强填料，初始温度为40℃，密炼机转速为20RPM，密炼2分钟，待扭矩稳定后，再将塑炼好的氢化丁腈橡胶加入，密炼1分钟，待扭矩稳定后，加入剩余的补强填料，然后加入吸酸剂和热稳定剂，密炼2分钟，待扭矩稳定后，升温到90℃，密炼5分钟后取出下片停放8小时；之后在双辊开炼机上添加硫化剂和助硫化剂，采用薄通法薄通5-10次，最后下片停放24h之后，对其进行硫化，得到橡胶复合材料。上述采用的硫化工艺为：165℃、10Mpa压力下用真空平板硫化机进行硫化，硫化时间为20min。通过上述方法获得的宽温域耐介质橡胶复合材料，相关性能如下：该橡胶材料拉伸强度6.8MPa，拉断伸长率130％，硬度64，玻璃化转变温度-68℃，高温压缩永久变形(150℃×72h)：31％，低温压缩永久变形(-40℃×72h)：27％，4609战车减振液：体积变化率3.884％，质量变化率6.591％，15#航空液压油：体积变化率5.355％，质量变化率9.232％。由上述参数可以看到，所获得的材料拉伸强度大于6.5，压缩永久变形小于35％，已达到密封件的使用指标，其耐介质性能良好，高低温下压变小于35％，满足使用温域宽的要求。实施例2一种宽温域耐介质橡胶复合材料，其原料组成按重量份计为：其中补强填料为炭黑N330；热稳定剂为8羟基喹啉锌；吸酸剂为氧化锌；硫化剂为双2.5；助硫化剂为TAIC；上述宽温域耐介质橡胶复合材料的制备方法，步骤如下：首先在双辊开炼机上将氢化丁腈橡胶进行塑炼，调整开炼机辊距在0.5mm以下，将生胶薄通10次；在密炼机中先加入氟化聚磷腈生胶和一半量的补强填料，初始温度为40℃，密炼机转速为20RPM，密炼2分钟，待扭矩稳定后，再将塑炼好的氢化丁腈橡胶加入，密炼1分钟，待扭矩稳定后，加入剩余的补强填料，然后加入吸酸剂和热稳定剂，密炼2分钟，待扭矩稳定后，升温到90℃，密炼5分钟后取出下片停放8小时；之后在双辊开炼机上添加硫化剂和助硫化剂，采用薄通法薄通5-10次，最后下片停放24h之后，对其进行硫化，得到橡胶复合材料。上述采用的硫化工艺为：16本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽温域耐介质橡胶复合材料，其特征在于：其原料组成按重量份计为：/n

【技术特征摘要】
1.一种宽温域耐介质橡胶复合材料，其特征在于：其原料组成按重量份计为：





2.根据权利要求1所述的宽温域耐介质橡胶复合材料，其特征在于：
所述的补强填料选自炭黑或者炭黑与无机填料并用体系或其组合物体系；
其中的无机填料选自硫酸钡或氟化钙或其他氟橡胶填料；
所述的热稳定剂为8羟基喹啉锌；
所述的吸酸剂为氧化镁或氧化锌或氧化钙或氢氧化钙或其组合物；
所述的硫化剂为过氧化物硫化体系，选自双2，5(2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷)或DCP或BIBP；
所述的助硫化剂为TAIC。


3.根据权利要求1所述的宽温域耐介质橡胶复合材料，其特征在于：
氢化丁腈橡胶中的丙烯腈含量低于24％；氟化聚磷腈橡胶的氟含量应高于50％，且分子量应高于14万。


4.权...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜明欣，杜华太，韩鑫毅，张斌，宫志欣，张春梅，刘学通，刘坤，张志刚，杨敬亭，庞明磊，邹德广，
申请(专利权)人：山东非金属材料研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37