[发明专利]一种具有高邵尔硬度的氟橡胶组合物

说明书

本发明公开了一种具有高邵尔硬度的氟橡胶组合物，所述氟橡胶组合物中各组分的含量，按重量份数为：氟橡胶生胶100份、吸酸剂3～10份、氢氧化钙1～10份、有机蜡1～3份、酚多胺硫化剂0.5～6份、促进剂0.1～1份、填料10～40份、LCA 1～10份；所述酚多胺硫化剂的结构中包含至少两个氨基和一个酚羟基。本发明采用酚多胺类硫化剂体系，通过在硫化过程中增加更多的交联点并形成网状交联，大大提高氟橡胶的硬度和强度，焦烧时间较长，热撕裂好，很好的解决了传统双酚硫化体系靠增加填料提高硬度导致的流动性差、很难做到90度以上硬度和热撕裂较差的问题，保证了高硬度氟橡胶制品特别是复杂氟橡胶制品的合格率和在高温液气介质环境下对高压的承受力。且本发明生产工艺简单、生产成本较低，便于进行大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种具有高邵尔硬度的氟橡胶组合物，属于橡胶技术领域。

背景技术

氟橡胶是指分子主链或侧链的碳原子上接有氟原子的高分子弹性体。在氟橡胶分子结构中，C-F键的键能（435～485kJ/mol）大，且氟原子共价半径（0.064nm）相当于C-C键键长的一半，C-C链段被氟原子很好的保护起来，因此，氟橡胶具有高度的化学稳定性和热稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种，可广泛用于宇航、汽车、机械、石油化工等。

在一些特殊环境下，需要非常高的硬度来满足伴随有一些特殊的像机油、润滑油、燃料油及二氧化硫等油气介质的高温高压环境，通常需要使用氟橡胶材料制品才能满足。特别是在油气田封隔器上使用的胶筒和一些承受较大压力的高温设备上的密封圈垫等，需要承受70Mpa以上压力，但压缩率要求不是太高，一般都需要硬度达到90度以上，甚至高达95度以上。因此，需要对通用的氟橡胶材料提高强度和硬度，通常的做法就是增加较多的补强填料和有限的硫化剂，但是此类方法很难使氟橡胶材料的硬度做到90度以上， 而且由于添加填料过多，导致流动性极差，强度也很难达到要求，制品废品率非常高甚至不能得到合格品。

现有技术中，也有一些方法用于制备硬度相对较高的氟橡胶材料。如申请号为201310170083.4的发明申请中公开了一种高硬度氟橡胶及其制备方法，该氟橡胶的组成成分按重量份数计如下：氟橡胶 100 份、氧化镁 13～18份、炭黑N990 50～70份、低分子量聚乙烯（617A） 1份、二辛脂 0.2～0.7份、硫化剂 2～4份、硬脂酸 0.2～0.7份。上述发明中采用高分子量的氟橡胶，使用双酚AF/BPP 硫化，并配以高结构半补强炉黑为补强剂，可制出高硬度胶料。然而，经实验测试，通过上述方法得到的氟橡胶材料可承受的最大压力范围为18～20Mpa，其硬度值范围为85～90shore。又如申请号为201210048315.4的发明申请中公开了一种高强度氟橡胶及制备方法、氟橡胶密封件，上述氟橡胶其组分及含量如下：氟橡胶80～120份、碳黑10～50 份、2.5- 二甲基-2.5 双( 叔丁基过氧基) 己烷0.5～1.5份、三烯丙基异三聚氰酸酯1.5～2.5份、间接法氧化锌3～7份、棕榈蜡0.5～1份。上述发明中对合成的氟橡胶的硬度、强度以及伸长率进行检测，硬度为75±5 度，强度≥ 16MPa，伸长率≥180％的合成橡胶为合格的合成橡胶。

上述两个发明申请中得到的氟橡胶材料，与常规氟橡胶材料相比，均具有较高的硬度和强度，但其硬度均无法达到邵氏硬度90度以上，无法满足一些特殊场合的使用需求。

申请号为201310542847.8的发明专利中公开了一种耐高温高压的氟橡胶胶料及其制备方法与应用。所述耐高温高压的氟橡胶胶料包含100质量份的氟橡胶、3～15质量份的吸酸剂、0～30质量份的填料、0～3质量份的加工助剂、0.1～0.6 质量份的硫化剂、1～6质量份的芳纶浆粕和1～6质量份喷雾炭黑。上述发明专利中还公开了耐高温高压氟橡胶胶料的制备方法。上述方法制备得到的氟橡胶胶料，具有耐180～225℃以上的高温，以及耐100～150MPa 的高压的特点，产品能够满足苛刻工况条件下的使用，并且具有很高的硬度、模量以及定伸应力；从该发明使用0.1～0.6份质量分数的硫化剂可以推断交联点较少，很难把硬度做高，该发明也没有说明具体的硬度能否达到90度以上，同时其制备过程复杂，工序繁多。