[发明专利]一种氟硅混炼胶及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种具有高拉伸强度，高撕裂强度及优异耐磨性能的氟硅混炼胶及其制备方法。

背景技术

氟硅橡胶具有优异的耐高低温，耐油、耐溶剂和耐化学品性能，被广泛应用于航空航天工业、汽车工业的发动机、油压系统、泵隔膜、医疗卫生等领域中，作为耐油耐高低温的密封材料及燃料油软管的一种新型材料。

氟硅橡胶是一种在硅橡胶主链中引入侧链含有三氟丙基的硅氧烷链节，从而使其具有硅橡胶的耐高低温性能和氟橡胶耐溶剂耐油性能的新型合成材料，在合成生胶的过程中，同时会引入少量的乙烯基硅氧烷链节，作为橡胶的硫化点。

现有技术中都采用一种基础的氟硅生胶经混炼制得氟硅混炼胶。由于不同的氟硅生胶的分子量分布不同，平均分子量不同，由单一生胶混炼制得的氟硅混炼胶性能各不同，生胶分子量高则有很好的拉伸强度和撕裂强度、良好的耐油性，但加工性能很差，混胶也困难。而生胶的分子量低则难以有良好的拉伸强度和撕裂强度，耐油耐溶剂的体积变化率大。

氟硅生胶本身的强度很低，需要在开炼机中，加入白炭黑、硅微粉、石英粉、硅藻土等补强性和非补强性填料，加入羟基氟硅油、二苯基硅二醇等混炼助剂和氧化铁、氧化铈、氧化锌、氧化钛等热稳定剂，经混炼后得到氟硅混炼胶。现有技术中所加入的不经处理的白炭黑，在混炼时不易分散均匀，撕裂和耐油性都比较差，胶料易“结构化”的贮存短（6个月），白炭黑经表面处理的可以有效的提高撕裂和耐油性，吃粉料快，使胶料不易“结构化”，贮存时间延长。现有技术中混炼胶在制备的过程中，白炭黑的表面处理剂主要选自六甲基二硅氮烷、八甲基环四硅氧烷或硅烷偶联剂。但这些处理都是针对硅橡胶研究的，其对氟硅橡胶的耐油性非常的不利。

现有技术中开炼机炼氟硅橡胶“吃”粉慢、易粘辊、粉尘多、劳动强度大等缺点。

如：中国专利授权公告号为1302048C，专利号为200510026690.9，公告日为2007年2月28日，发明创造名称为“氟硅混炼胶及其制备方法”的专利，公开的制备混炼胶的聚合物，是一种单一的聚合物，其制备方法中公开了混炼胶的制作工艺，但是该混炼胶的制作工艺仍然存在如下的缺陷：白炭黑及其它加工助剂分散不均匀，生产效力低，撕裂和耐油性差，粉尘多、劳动强度大，对工人职业安全不利。

发明内容

本发明针对现有技术中采用单一生胶混炼制得的氟硅混炼胶所存在的缺陷，本发明的第一个目的在于提供一种新型的氟硅基础胶，用于混炼氟硅混炼胶。

本发明针对现有技术在混炼胶制备的过程中，白炭黑的表面处理剂选择以及只用开炼机制备所得到的混炼胶所存在的缺陷，第二个目的是提供一种氟硅混炼胶的制备方法，该制备方法简单、成本低廉。

本发明的第三个目的是提供第二个目的即氟硅混炼胶的制备方法所制得的氟硅混炼胶。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种氟硅基础胶，其特征在于由氟硅生胶A和氟硅生胶B组成，氟硅生胶A：氟硅生胶B的重量比控制在2：8至5：5；氟硅生胶A和氟硅生胶B均包括来自3,3,3-三氟丙基甲基环三硅氧烷单体的单元，并在其中嵌入甲基乙烯基环四硅氧烷单体的单元链节；氟硅生胶A以甲基封端，平均分子量为60～80万，分子量分布系数为5～7，挥发份小于1Wt%，乙烯基含量为0.3～0.7摩尔%；氟硅生胶B以羟基封端，平均分子量为110～160万，分子量分布系数为3～8，挥发份小于1Wt%，乙烯基含量为0.2～0.5摩尔%。其中氟硅生胶B的平均分子量优选为130～160万，乙烯基含量优选为0.3～0.4摩尔%。其中氟硅生胶A：氟硅生胶B的重量比优选为4：6。

由不同分子量分布，不同平均分子量的两种生胶按不同比例共混为基础胶，使生胶长线性分子链与短线性分子链互相交错并加入补强填料或非补强填料各种加工助剂捏合制成氟硅混炼胶。该氟硅橡胶具有更优异的耐高低温（-55℃～250℃），耐油、耐溶剂和耐化学品性能。例如耐燃油C的体积变化在23%以下。

本发明中的生胶A以甲基封端，聚合度较低，分子量为60～80万，分子量分布系数为5～7，该生胶由浙江环新氟材料股份有限公司制备。本发明中的生胶B，以羟基封端，平均聚合度高，分子量110～160万，分子量分布系数为3～8，挥发份（150℃×3h）＜1Wt%，乙烯基含量为0.3～0.5摩尔%。分子式：

生胶A                                                   

生胶B   

生胶B制法：