[发明专利]一种耐碱的硫化氟橡胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机高分子材料的制备领域，具体涉及一种耐碱的硫化氟橡胶的制备方法。

背景技术

氟橡胶（fluororubber）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。最早的氟橡胶为1948年美国DuPont公司试制出的聚-2-氟代-1.3-丁二烯及其与苯乙烯、丙烯等的共聚体，但性能并不比氯丁橡胶、丁橡胶突出，而且价格昂贵，没有实际工业价值。50年代后期，美国Thiokol公司开发了一种低温性好，耐强氧化剂（N₂O₄）的二元亚硝基氟橡胶，氟橡胶开始进入实际工业应用。此后，随着技术进步，各种新型氟橡胶不断开发出来。

中国从1958年开始也开发了多种氟橡胶，主要为聚烯烃类氟橡胶，如23型、26型、246型以及亚硝基类氟橡胶；随后又发展了较新品种的四丙氟橡胶、全氟醚橡胶、氟化磷橡胶。这些氟橡胶品种都首先以航空、航天等国防军工配套需要出发，逐步推广应用到民用工业部门。

氟橡胶具有耐高温、耐油及耐多种化学药品侵蚀的特性，是现代航空、导弹、火箭、宇宙航行等尖端科学技术不可缺少的材料。近年，随着汽车工业对可靠性、安全性等要求的不断提升，氟橡胶在汽车中的用量也迅速增长。

氟橡胶的种类繁多,其化学交联（硫化）方式也各不相同,但其交联机理却可以归结为以下两种:离子型和自由基型。离子型包括胺类硫化和双酚类硫化,而自由基型包括有机过氧化物硫化和辐射交联硫化。由于碱很容易袭击偏氟乙烯基氟橡胶内的偏氟乙烯单体，使胺类硫化和双酚类硫化过程有可能性。同时也造成胺类硫化和双酚类硫化偏氟乙烯基氟橡胶不能耐碱，这限制了这类氟橡胶的应用。然而采用过氧化物硫化剂硫化、且含有硫化点单体的偏氟乙烯基氟橡胶就不受此限制。在实践中，它可以应用于很多领域，比如它可以作为汽车润滑油管或密封条使用，特别是需要耐碱的地方。

已开发应用于特殊用途和耐碱的过氧化物硫化氟橡胶基本不含有偏氟乙烯或只含有很少量的偏氟乙烯，主要是采用四氟乙烯代替。这种氟橡胶要么共聚单体中含有硫化点单体，要么预先处理得到自由基反应基团，然后通过过氧化物硫化。专利US3467635公开了四氟乙烯和丙烯共聚过程中需要加入硫化点单体。专利US 4148982公开了四氟乙烯和丙烯的共聚物通过热处理得到不饱和双键，然后通过过氧化物硫化，但是此过程很难进行。

因此，为了获得耐碱过氧化物氟橡胶，需要调整氟橡胶的组成及其含量，以得到硫化更容易、成本更低的氟橡胶，并保障其它性能不变。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种耐碱的过氧化物硫化氟橡胶的制备方法。

具体技术方案为：

一种耐碱的硫化氟橡胶的制备方法，是由氟橡胶硫化而成，其制备步骤包括：

1）反应器中按重量份每100份水中加入0.01～0.5份的乳化剂及0.015～0.5份的pH调节剂，水的量为使所述反应器留有足以接受气态单体的蒸汽空间；

2）通过抽真空和氮气置换的方法使反应设备的空间中氧气含量小于25ppm，再向反应器中加入聚合单体使反应器压力为2-4.5MPa，所述聚合单体包括偏氟乙烯和四氟乙烯、含氟聚合单体、硫化点单体和结构通式为CH₂=CH-(CH₂)_n-H的单体，其中n=0~7；

3）启动搅拌装置，并将升温至70～120℃，加入重量份0.001～0.1份引发剂和0.002~0.2份链转移剂开始聚合反应；

4）分批加入剩下的聚合单体，并使反应器中的压力控制在2～4.5MPa；当所述聚合单体的加完后停止反应；

5）反应完毕后将所得聚合乳液进行凝聚、洗涤、干燥；

6）将步骤5）所得氟橡胶硫化制得硫化氟橡胶，硫化使用的交联剂为多醇、聚胺、或有机过氧化物硫化剂，优选的交联剂为过氧化物硫化剂。

步骤1）中，水的量与反应器留有的蒸汽空间的比例可为1~2:1。

其中，所述聚合单体中的含氟聚合单体为六氟丙烯、三氟氯乙烯、全氟烷基乙烯基醚、全氟烷氧基乙烯基醚中的一种；聚合反应的温度为110~130℃。