[发明专利]一种改性氟硅异戊橡胶及其制备方法、高强度航空轮胎橡胶材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种改性氟硅异戊橡胶，由异戊二烯单体、含氟硅氧烷单体和改性氮化硼经制备后得到。本发明通过嵌段的共聚方式，调控适当的异戊二烯单体以顺‑1,4‑构型与氟硅高分子进行嵌段共聚，更好地调控链段结构、长度以及多分散性等，实现可控合成，使氟硅高分子与聚烯烃相互改性，将氟硅橡胶的耐老化、耐高低温等优异特性与异戊橡胶的高弹性、高拉伸强度等特点有机结合起来，从而改善了新材料的性能。本发明更利用改性氮化硼，使其与氟硅异戊橡胶接枝，充分发挥了氮化硼纳米片的优异特性，提高了其在航空轮胎橡胶材料中的分散及应用性能，使航空轮胎的强度、导热、耐磨性、抗老化、耐高温、耐腐蚀等性能得到大幅度增强。

技术领域

本发明属于橡胶复合材料技术领域，涉及一种改性氟硅异戊橡胶及其制备方法、橡胶材料及其制备方法。尤其涉及一种氮化硼纳米材料改性氟硅异戊橡胶、高强度航空轮胎橡胶材料及其制备方法。

背景技术

氟硅橡胶(FMVQ)，主链由硅和氧原子组成，以硅氧键为主链结构，与硅相连的侧链上引入氟烷基或氟芳基的线性聚合物，分子量在50～80万之间，其中批量生产并获得广泛应用的主要是聚(3,3,3-三氟丙基甲基)硅橡胶。

有机硅高分子通常具有耐高低温(-60℃～-310℃)、耐老化、耐辐射、耐紫外线、电绝缘、抗湿滑及压缩变形率低等优良性能，而含氟高分子弹性体具有热稳定性好、耐溶剂等特点。因而，氟硅橡胶在保持有机硅材料的耐热性，耐寒性，耐高电压性，耐气候老化等优异性能的基础上，由于含氟基团的引入，它又具有有机氟材料优异的耐氢类溶剂，耐油，耐酸碱性和更低的表面能性能，能在-55～200℃下长期工作。所以，在汽车工业和石油化学工业中的密封环、油封、膜片、导管、阀门衬里以及各类耐高温、低温、抗化学品侵蚀泵、阀、油罐等设备密封制件中，在医疗卫生中的医疗器械和人工脏器，更在军事工业中的需耐低温/耐油/耐酸的苛刻环境下器材、密封条和传感材料中有着广泛的应用。更特别的是氟硅橡胶还具有优良的耐航空燃料油、液压油、机油、化学试剂及溶剂等性能，因而在航空工业中的飞机上耐燃料油、润滑油的密封件/接触件，如各种O型圈、填片、密封环、传感器材料、隔膜、氟硅衬垫的线夹以及整体油箱密封等航天航空等尖端领域获得了广泛的研究和应用。

20世纪50年代初，美国成功研制出具有宽温域适应性以及耐油耐化学溶剂的一系列氟硅橡胶并应用于航空领域。随后俄罗斯又开发出SKTFT系列氟硅橡胶，使得氟硅橡胶性能和质量得到了进一步提升。我国航空轮胎用氟硅橡胶材料的研发起步较晚。1966年中科院和上海有机氟研究所合作开发了氟硅橡胶，其性能达到美国LS-420系列氟硅橡胶，后期又开发出FS系列氟硅橡胶。然而，由于航空轮胎高速起飞和着陆接地瞬间负荷高、生热大、速度快、下沉量大、变形大且充气内压高，而传统的氟硅橡胶在极端条件下(如超高温)力学性能较差，无法满足高性能航空子午线轮胎胎面胶和胎侧胶的要求。

随着现代航空技术的发展，因而急需开发具备高抗冲击强度、耐高温、低生热、耐老化、耐刺扎等优异动静态力学性能的氟硅橡胶材料，进而能够作为航空子午线轮胎胎面胶和胎侧胶用橡胶材料，已经成为业内诸多研究人员广为关注的课题之一，也是国际上高性能橡胶及材料领域的挑战性课题之一

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种改性氟硅异戊橡胶及其制备方法、橡胶材料及其制备方法，特别是一种氮化硼纳米材料改性氟硅异戊橡胶和高强度航空轮胎橡胶材料，本发明得到的氮化硼纳米材料改性氟硅异戊橡胶，将氟硅橡胶的耐老化、耐高低温等优点与异戊橡胶的高弹性、高拉伸强度等特点有机结合起来，再与氮化硼纳米材料相结合，使橡胶的强度、导热、耐磨性、抗老化、耐高温、耐腐蚀等性能得到大幅度增强，适用于各类高性能航空轮胎的制备。

本发明提供了一种改性氟硅异戊橡胶，由异戊二烯单体、含氟硅氧烷单体和改性氮化硼经制备后得到。

优选的，所述异戊二烯单体和所述含氟硅氧烷单体的摩尔比为(0.1～50)：1；

所述改性氮化硼和所述含氟硅氧烷单体的质量比为(0.01～0.5)：1；