本發(fā)明涉及橡膠,具體為一種耐高溫的硫化橡膠及其制備方法。
背景技術(shù):
1、三元乙丙橡膠是乙烯、丙烯、非共軛二烯烴的共聚物,具有良好的耐水、耐老化性和力學(xué)性能,廣泛應(yīng)用汽車零部件、電子元件、電纜護(hù)套料、建筑防水材料等方面。提高三元乙丙橡膠的耐高溫性、阻燃性、力學(xué)強(qiáng)度等性能,可以拓展其實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域。將三元乙丙橡膠與天然橡膠、氟橡膠、丁腈橡膠等進(jìn)行共硫化,得到的并用膠具有更好的性能。
2、氟橡膠具有優(yōu)異的耐高溫性、抗氧化性、耐老化性、耐腐蝕性等性能,在航天航空、汽車工業(yè)、石油化工等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。但是氟橡膠與三元乙丙橡膠的極性相差較大,兩者為不相容體系,因此需要加入適合的相容劑。中國專利申請cn118063896a公開了一種耐濕熱老化三元乙丙橡膠密封材料及其制備方法,以三元乙丙橡膠、氟橡膠、相容劑、增塑劑、mxene材料和氮化硼無機(jī)填料等作為原料,得到的三元乙丙橡膠密封材料具有良好的耐濕熱老化等性能,但是該三元乙丙橡膠處理不具有良好的撕裂強(qiáng)度、阻燃性等性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明解決了三元乙丙橡膠硫化橡膠耐高溫等性能較差的問題。
2、技術(shù)方案:一種耐高溫的硫化橡膠,包括80-65重量份三元乙丙橡膠、20-35重量份氟橡膠、15-25重量份含氟植酸改性天然橡膠、3.2-4.4重量份氧化鋅、30-40重量份炭黑、0.8-1重量份硬脂酸、4.2-5.3重量份硫化劑、2-4重量份金屬助劑、0.52-0.96重量份硫化助劑、0.8-1重量份促進(jìn)劑。
3、優(yōu)選的,耐高溫的硫化橡膠的制備方法:將三元乙丙橡膠、氟橡膠、含氟植酸改性天然橡膠在密煉機(jī)中密煉,溫度為90-100℃,轉(zhuǎn)速為100-150rpm;然后加入氧化鋅、炭黑、硬脂酸、金屬助劑,促進(jìn)劑進(jìn)行混煉,最后加入硫化劑、硫化助劑,混煉后排膠、下片,置于平板硫化機(jī)中,在160-170℃中,10-12mpa壓力下硫化10-15min,然后置于鼓風(fēng)干燥機(jī)中,150-160℃中硫化18-24h,得到耐高溫的硫化橡膠。
4、優(yōu)選的,含氟植酸改性天然橡膠的制備方法為:將100重量份環(huán)氧天然橡膠、10-25重量份植酸、8-20重量份環(huán)氧丙基全氟丁酯加入到轉(zhuǎn)矩流變儀中,70-80℃中混煉30-60min,出料,得到含氟植酸改性天然橡膠。
5、優(yōu)選的,縮水甘油的制備方法為:在冰水浴中,向二氯甲烷中加入33-39重量份環(huán)氧丙醇、44-52重量份三乙胺,滴加含有100重量份全氟丁酰氯的二氯甲烷溶液,然后在10-15℃中反應(yīng)24-30h,用水萃取洗滌,合并有機(jī)相,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),干燥,得到環(huán)氧丙基全氟辛酯。
6、優(yōu)選的,硫化助劑包括雙酚af、芐基三苯基氯化磷。
7、優(yōu)選的,硫化劑包括過氧化二異丙苯、三烯丙基異三聚氰酸酯。
8、優(yōu)選的,金屬助劑包括氧化鎂、氫氧化鈣。
9、優(yōu)選的,促進(jìn)劑包括促進(jìn)劑dm、二硫化四甲基秋蘭姆。
10、本發(fā)明的技術(shù)效果:利用植酸作為橋連劑,在高溫混煉過程中,其多個磷酸基團(tuán)分別與環(huán)氧化天然橡膠和環(huán)氧丙基全氟辛酯的環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生開環(huán)反應(yīng),得到從而將植酸和環(huán)氧丙基全氟辛酯接枝到天然橡膠的分子鏈中,然后與三元乙丙橡膠、氟橡膠、硫化劑、硫化助劑、促進(jìn)劑等進(jìn)行混煉、硫化,得到耐高溫的硫化橡膠。
11、本發(fā)明的含氟植酸改性天然橡膠與三元乙丙橡膠之間具有良好的相容性,同時含氟植酸改性天然橡接枝了全氟烷基鏈,使其與氟橡膠之間也具有相似的極性和良好的界面相容性,使得含氟植酸改性天然橡膠起到相容劑的作用,改善了三元乙丙橡膠和氟橡膠之間的界面相容性,提高了橡膠材料的撕裂強(qiáng)度和力學(xué)性能。
12、本發(fā)明的氟橡膠具有優(yōu)異的耐高溫性能,與三元乙丙橡膠形成高相容性的并用膠體系,有利于提高三元乙丙橡膠材料的耐高溫性能,表現(xiàn)出更高的熱分解溫度。并且含氟植酸改性天然橡膠含有大量的植酸磷酸結(jié)構(gòu),作為含磷阻燃劑,可以起到凝聚相阻燃作用,提高了橡膠材料的極限氧指數(shù)和阻燃性能。
1.一種耐高溫的硫化橡膠,其特征在于,所述耐高溫的硫化橡膠包括80-65重量份三元乙丙橡膠、20-35重量份氟橡膠、15-25重量份含氟植酸改性天然橡膠、3.2-4.4重量份氧化鋅、30-40重量份炭黑、0.8-1重量份硬脂酸、4.2-5.3重量份硫化劑、2-4重量份金屬助劑、0.52-0.96重量份硫化助劑、0.8-1重量份促進(jìn)劑;
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫的硫化橡膠,其特征在于,所述環(huán)氧天然橡膠的用量為100重量份、植酸為10-25重量份、環(huán)氧丙基全氟辛酯為8-20重量份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐高溫的硫化橡膠,其特征在于,所述混煉時的溫度為70-80℃,時間為30-60min。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐高溫的硫化橡膠,其特征在于,所述縮水甘油的制備方法為:在冰水浴中,向二氯甲烷中加入環(huán)氧丙醇、三乙胺,滴加全氟丁酰氯的二氯甲烷溶液,然后在10-15℃中反應(yīng)24-30h,用水萃取洗滌,合并有機(jī)相,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),干燥,得到環(huán)氧丙基全氟辛酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐高溫的硫化橡膠,其特征在于,所述環(huán)氧丙醇的用量為33-39重量份,三乙胺為44-52重量份,全氟丁酰氯為100重量份。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫的硫化橡膠,其特征在于,所述硫化助劑包括雙酚af、芐基三苯基氯化磷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫的硫化橡膠,其特征在于,所述硫化劑包括過氧化二異丙苯、三烯丙基異三聚氰酸酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫的硫化橡膠,其特征在于,所述金屬助劑包括氧化鎂、氫氧化鈣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫的硫化橡膠,其特征在于,所述促進(jìn)劑包括促進(jìn)劑dm、二硫化四甲基秋蘭姆。
10.一種如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的耐高溫的硫化橡膠的制備方法,其特征在于,所述制備方法為:將三元乙丙橡膠、氟橡膠、含氟植酸改性天然橡膠在密煉機(jī)中密煉進(jìn)行密煉,溫度為90-100℃,轉(zhuǎn)速為100-150rpm;然后加入氧化鋅、炭黑、硬脂酸、金屬助劑,促進(jìn)劑進(jìn)行混煉,最后加入硫化劑、硫化助劑,混煉后排膠、下片,置于平板硫化機(jī)中,在160-170℃中,10-12mpa壓力下硫化10-15min,然后置于鼓風(fēng)干燥機(jī)中,150-160℃中硫化18-24h,得到耐高溫的硫化橡膠。