[發明專利]氟橡膠母膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201210447777.3
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN102936386A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 胡新嵩;羅科麗;賴觀品;何宗業
• 申請（專利權）人: 廣州市高士實業有限公司
• 主分類號: C08L27/12
• 分類號: C08L27/12;C08L51/00;C08L33/08;C08K3/04;C08K3/36;C08K3/26;C08K3/34;C08F259/08;C08F220/14;C08F220/18;C08F220/28;C08J3/22
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技術領域

本發明屬于氟橡膠，具體說是一種氟橡膠母膠，還涉及利用氟橡膠接枝馬來酸酐增容劑和核-殼型雙活性丙烯酸酯彈性體制備氟橡膠母膠的方法。

背景技術

氟橡膠（FKM）是主鏈或側鏈的碳原子上含有氟原子的合成高分子彈性體，其廣泛應用于航天、軍工、國防、汽車、石油化工等許多領域。氟橡膠制品主要應用于密封件、墊圈、墊片、隔膜、膠管、油封、襯里、防腐制品和電絕緣制品。

氟橡膠應用最廣泛的是汽車領域，占應用總量的60～70%。在汽車零部件上，可作為發動機燃料軟管、加油軟管、燃料泵、O形圈，及噴射裝置、動力活塞、氣門桿、曲軸、空調壓縮機的密封材料。橡膠制成的汽車密封件在使用過程中，除受應力、應變、高溫和低溫的作用外，還受油品（燃料油、潤滑油）、化工品（酒精、防凍液、清洗液、制動液）和生物（霉、細菌、昆蟲）等的侵蝕。產品設計時，如不能全面考慮使用條件的單獨和協同作用，將會導致損壞程度加快，致使使用壽命縮短。特別是隨著汽車工業和高速公路的發展，汽車的行駛速度大幅提高，使得油封的使用溫度大幅上升，發動機的曲軸處的油溫基本在110℃以上，因此對與汽車配套的橡膠密封件的質量要求也相應提高。傳統的氟橡膠彈性密封材料已無法滿足高溫、高速、高耐磨的實際使用要求。

我國自20世紀60年代開始研制氟橡膠，先后成功研制出23型、26型、246型、TP-2型等以聚烯烴為主的氟橡膠和羧基亞銷基氟橡膠。20世紀80年代又發展了全氟醚橡膠及氟化磷橡膠等。

為了提高氟橡膠及制品的性能，國內外對氟橡膠的改性和加工進行了大量研究工作。目前，氟橡膠的改性主要有兩個方向：一是，通過主鏈改性，如氟醚橡膠、氟硅橡膠的開發，將醚鍵引入氟橡膠主鏈，增大了分子的柔性，使其低溫性能大大改善的同時保留了氟橡膠原有的特點，但由于開發生產成本過高，極大地限制了其推廣和應用；二是，橡膠并用，將氟橡膠與一些通用橡膠、特種橡膠并用，以便獲得性能更加優異，成本更低的材料。

共混改性是一種較好的方法，但存在以下不足：（1）制出新型氟橡膠的性價比不高。氟醚橡膠、氟硅橡膠由于開發成本太高，使其價格甚至高于氟橡膠，只能運用在條件比較苛刻的環境下，推廣和應用受到制約；（2）氟橡膠之間的共混改性對氟橡膠性能的改性是受限制的。同類型橡膠決定了其在改善由橡膠自身結構而引起性能缺陷上受到限制，成本難降低。而氟橡膠與氟醚橡膠的共混雖能很好的改善氟橡膠的低溫性能，但成本較高；（3）氟橡膠與其它橡膠的共混對氟橡膠的低溫性能難善。共混改性能夠改善氟橡膠的彈性，加工性能等單個性能的改善，但對改善氟橡膠低溫性能及綜合考慮多個缺陷方面研究甚少。

氟橡膠本身具有優異的耐高溫性能，但油封的使用溫度隨汽車行使速度大幅度提高而大幅上升，對汽車密封件的耐熱溫度提出了更高要求。極性丙烯酸酯橡膠具有耐熱、耐油、耐老化和耐臭氧性，加工性能好，彈性極佳等特點，并且價格僅為氟橡膠的10%。如果將氟橡膠與改性的雙活性丙烯酸酯橡膠共混，則將提高氟橡膠產品的性能。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種相容性高的氟橡膠接枝馬來酸酐增容劑和核-殼型雙活性丙烯酸酯彈性體共混改性氟橡膠的方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種氟橡膠母膠，按以下方法制備：先制備氟橡膠接枝馬來酸酐增容劑和核-殼型雙活性丙烯酸酯彈性體，再將氟橡膠生膠、氟橡膠接枝馬來酸酐增容劑、核-殼型雙活性丙烯酸酯彈性體和橡膠補強劑，加入到密煉機中，在120～170℃下，熔融50～120min共混，制得氟橡膠母膠。

進一步地，所述氟橡膠生膠100重量份，核-殼型雙活性丙烯酸酯彈性體20～50重量份，氟橡膠接枝馬來酸酐增容劑3～8重量份，橡膠補強劑10～30重量份。

所述氟橡膠接枝馬來酸酐的制備過程是將氟橡膠生膠、馬來酸酐、引發劑、硫化劑、促進劑加入到密煉機中，在120～160℃，轉速50～100r/min的條件下，反應10～30min。

所述氟橡膠生膠80～130重量份，馬來酸酐3～8重量份，引發劑0.5～2重量份，硫化劑0.2～0.5重量份，促進劑0.1～0.3重量份。

所述核-殼型雙活性丙烯酸酯彈性體的制備過程是將丙烯酸酯單體、含活性基團的丙烯酸酯、復合乳化劑加入到捏合機中，升溫至60～90℃，保溫反應0.8～1.2h，然后加入硫化劑和氧化-還原引發劑，氮氣保護下，升溫至80～100℃，保溫反應1.5～2.0h，最后冷卻至40～50℃制得。