【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混炼胶，特别涉及一种抗撕裂氟硅橡胶混炼胶及其制备方法。
技术介绍
1、橡胶，作为一种重要的工业原料，自其被发现以来，便以其独特的弹性和可塑性在各行各业中发挥着不可或缺的作用。橡胶早期是利用天然橡胶制作，用于各种生活用品如，防水衣物、鞋子和狩猎工具。随着时间的推移，橡胶的用途逐渐扩展，从日常生活用品到工业制造，再到交通运输，其应用无处不在。橡胶的主要特性在于其优异的弹性和耐磨性，这使得它成为制造轮胎、密封件、管道等产品的理想材料。此外，橡胶还具有良好的绝缘性能和化学稳定性，因此在电气和电子领域也有着广泛的应用。随着科技的进步，橡胶的种类也不断丰富，从最初的天然橡胶发展到合成橡胶，满足了不同行业对材料性能的不同需求。
2、氟硅橡胶是主链以硅氧烷，侧链为含氟烷基等其他基团结构组成的材料，其具有卓越的耐高温、耐低温、耐油、耐溶剂以及优良的电气绝缘性能，在众多工业领域中占据了不可替代的地位，例如cn103740116b公开了“一种混炼时防粘辊的高强度氟硅混炼胶及其制备方法”，采用氟硅生胶、甲基乙烯基硅橡胶、白炭黑、耐热添加剂、羟基氟硅油、硫化剂、硬脂酸为主要原料制备，该氟硅混炼胶除了粘辊现象，且具有优异的力学性能。
3、氟硅橡胶在混炼过程中通常需要添加补强材料弥补橡胶缺陷，目前主要以白炭黑为主，白炭黑表面有大量的活性基团如羟基、羧基等，目前对于白炭黑补强氟硅橡胶的机理可分为两种：第一种为白炭黑附着于氟硅橡胶表面，当收到外力作用时，橡胶分子链带动白炭黑发生移动，白炭黑滑动时会阻碍橡胶分子链的运动，同时吸
4、但白炭黑在氟硅橡胶中的分散性能较差，通常对白炭黑进行表面改性处理，例如cn108587186a公开了“氟硅橡胶补强用的改性白炭黑及其制备方法、氟硅橡胶”该方法制备的改性白炭黑能够补强氟硅橡胶的力学性能，降低其粘度。再如cn116063759a公开了“制备橡胶组合物的方法以及由此获得的橡胶”该方法中利用增强硅烷偶联剂改性白炭黑，提高了白炭黑在橡胶中的分散性能，提高了橡胶的力学性能和耐老化性能。
5、但以往的改性白炭黑均对其表面的活性基团改性，使其具有疏水性能而提高了在橡胶中的分散性能，其活性基团含量减少不能很好的与橡胶分子形成三维网状结构，橡胶分子的力学性能仅依靠第一种补强机理，橡胶的力学性能仍有可提升空间。
6、因此开发一种具有抗撕裂性能和柔韧性能好的氟硅橡胶混炼胶迫在眉睫。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种抗撕裂氟硅橡胶混炼胶及其制备方法。本专利技术的抗撕裂氟硅橡胶混炼胶具有较好的抗撕裂性能、柔韧性、耐低温性和抗老化性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、本专利技术一方面提供了一种抗撕裂氟硅橡胶混炼胶，包括如下质量份原料：120～150份异氰酸酯基改性氟硅生胶、35～45份纤维改性白炭黑、1～3份羟基氟硅油、2～4份复合硫化剂、0.5～1.5份硬脂酸和2～4份防老剂。
4、在一些实施方式中，所述异氰酸酯基改性氟硅生胶的制备方法，包括如下步骤：
5、s1、将六甲基环三硅氧烷、1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)环三硅氧烷和甲基二氯硅烷混合，在80～90℃下脱水2～3h，再充入惰性气体，在第一催化剂的条件下控温至70～80℃，搅拌2～3h得到氟硅聚合物；
6、s2、将步骤s1中的氟硅聚合物与去离子水混合，加入表面活性剂和第一催化剂，升温至45～55℃，搅拌1～1.5h，得到羟基封端的氟硅聚合物；
7、s3、将步骤s2中的羟基封端的氟硅聚合物升温至80～90℃下脱水2～3h备用，再将邻苯二甲基二异氰酸酯混合溶于第一溶剂中，向其中缓慢加入脱水后的羟基封端的氟硅聚合物，升温至90～100℃，搅拌1～2h，得到异氰酸酯基封端的氟硅聚合物；
8、s4、将步骤s3中的异氰酸酯基封端的氟硅聚合物与第二溶剂混合充入惰性气体，在第二催化剂条件下升温至40～60℃，加入3-异氰酸基丙-1-炔，搅拌20～24h，得到异氰酸酯基改性氟硅生胶前驱体；
9、s5、将步骤s4中的异氰酸酯基改性氟硅生胶前驱体至于130～160℃下烘干得到异氰酸酯基改性氟硅生胶。
10、优选的，所述异氰酸酯基改性氟硅生胶的制备方法，包括如下步骤：
11、s1、按质量份计，将100份六甲基环三硅氧烷、158份1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)环三硅氧烷和6份甲基二氯硅烷混合，在75℃下脱水2.5h，再充入n2，加入0.18份氢氧化钾固体升温至75℃，搅拌2.5h得到氟硅聚合物；
12、s2、将步骤s1中的263份氟硅聚合物与15.8份去离子水混合，加入6.3份吐温-80和0.056份氢氧化钾，升温至50℃，搅拌1.2h，得到羟基封端的氟硅聚合物；
13、s3、将步骤s2中的285份羟基封端的氟硅聚合物升温至85℃下脱水2.5h备用，再将5.7份邻苯二甲基二异氰酸酯混合溶于甲苯中，向其中缓慢加入脱水后的羟基封端的氟硅聚合物，升温至95℃，搅拌1.5h，得到异氰酸酯基封端的氟硅聚合物；
14、s4、将步骤s3中的260份异氰酸酯基封端的氟硅聚合物与甲苯混合充入n2气体，加入0.39份四三苯基膦钯升温至50℃，加入25.5份3-异氰酸基丙-1-炔，搅拌22h，得到异氰酸酯基改性氟硅生胶前驱体；
15、s5、将步骤s4中的异氰酸酯基改性氟硅生胶前驱体至于145℃下烘干得到异氰酸酯基改性氟硅生胶。
16、申请人采用异氰酸酯基改性氟硅生胶作为混炼胶的原材料，其结构中含有大量的异氰酸酯基团能够与复合硫化剂发生交联反应，交联后的氟硅橡胶混炼胶具有大量的脲基和氨基甲酸酯基团，提供了大量的氢键受体和氢键供体，在氢键作用力下提高了氟硅橡胶混炼胶的抗撕裂性能和力学性能。
17、在一些实施方式中，所述纤维改性白炭黑的制备方法，包括如下步骤：
18、(1)将白炭黑与二氯亚砜混合，在20～30℃下搅拌2～3h，得到酰氯化白炭黑；
19、(2)将脂肪醇和木质素纤维混合加入四氢呋喃搅拌均匀，加入缚酸剂，降温至0～5℃，向体系中分批加入步骤(1)中的酰氯化白炭黑，加入完毕后升温至40～50℃恒温搅拌10～12h，即得纤维改性白炭黑。
20、白炭黑是氟硅橡胶混炼胶中的主要补强剂之一，其能够附着于氟硅橡胶表面吸收和分担橡胶分子链受到的应力，同时其表面的活性基团能够与氟硅橡胶形成三维网状结构，提高氟硅橡胶力学性能。但白炭黑由于其表面含有大量的亲水性羟基基团存在，使白炭黑在氟硅橡胶体系中易于团聚无法分散均匀导致氟硅橡胶补强效果差，研究者们通常采用硅烷偶联剂对白炭黑进行表面改性，使其在氟硅橡胶中的分散性能增强，然而常规的改性大多是本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗撕裂氟硅橡胶混炼胶，其特征在于，包括如下质量份原料：120～150份异氰酸酯基改性氟硅生胶、35～45份纤维改性白炭黑、1～3份羟基氟硅油、2～4份复合硫化剂、0.5～1.5份硬脂酸和2～4份防老剂。
2.根据权利要求1所述的一种抗撕裂氟硅橡胶混炼胶，其特征在于，所述异氰酸酯基改性氟硅生胶的制备方法，包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种抗撕裂氟硅橡胶混炼胶，其特征在于，所述纤维改性白炭黑的制备方法，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种抗撕裂氟硅橡胶混炼胶，其特征在于，所述白炭黑与二氯亚砜的质量比为1:(4～6)。
5.根据权利要求3所述的一种抗撕裂氟硅橡胶混炼胶，其特征在于，所述脂肪醇的碳链长度为18～22。
6.根据权利要求5所述的一种抗撕裂氟硅橡胶混炼胶，其特征在于，所述脂肪醇与木质素纤维的质量比为1:(0.5～0.7)。
7.根据权利要求1所述的一种抗撕裂氟硅橡胶混炼胶，其特征在于，按质量份计，每份所述复合硫化剂由1.4～3.6质量份乙二胺和0.4～0.6质量份硫磺组成。>
8.根据权利要求1所述的一种抗撕裂氟硅橡胶混炼胶，其特征在于，所述羟基氟硅油的粘度为500～1000cP。
9.一种根据权利要求1～8任一项所述的抗撕裂氟硅橡胶混炼胶的制备方法，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种抗撕裂氟硅橡胶混炼胶的制备方法，其特征在于，所述密炼机的温度为95～105℃；所述开炼机的温度为160～170℃。
...【技术特征摘要】
1.一种抗撕裂氟硅橡胶混炼胶，其特征在于，包括如下质量份原料：120～150份异氰酸酯基改性氟硅生胶、35～45份纤维改性白炭黑、1～3份羟基氟硅油、2～4份复合硫化剂、0.5～1.5份硬脂酸和2～4份防老剂。
2.根据权利要求1所述的一种抗撕裂氟硅橡胶混炼胶，其特征在于，所述异氰酸酯基改性氟硅生胶的制备方法，包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种抗撕裂氟硅橡胶混炼胶，其特征在于，所述纤维改性白炭黑的制备方法，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种抗撕裂氟硅橡胶混炼胶，其特征在于，所述白炭黑与二氯亚砜的质量比为1:(4～6)。
5.根据权利要求3所述的一种抗撕裂氟硅橡胶混炼胶，其特征在于，所述脂肪醇的碳链长度为18...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴学臣，霍伟震，李祥成，
申请(专利权)人：温州合丰胶业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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