[發明專利]渦輪增壓管用高撕裂性能氟橡膠組合物

無效

• 申請號: 201310756096.X
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103724891A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 張洪起;趙玉明
• 申請（專利權）人: 天津鵬翎膠管股份有限公司
• 主分類號: C08L27/12
• 分類號: C08L27/12;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/36;C08K3/22;C08K3/04;C08K5/14;C08K5/3492
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發明涉及橡膠技術領域，特別涉及一種耐熱高撕裂強度氟橡膠組合物。

背景技術

渦輪增壓器軟管是汽車發動機中要求最苛刻、成本最高的軟管之一，由于燃料價格在短期內的上漲和有限的全球石油供應造成的長期威脅，汽車行業為了解決這些問題，應用渦輪增壓技術的車型越來越多，同時，對用于渦輪增壓器軟管的氟橡膠的要求日益苛刻，特別是膠管將用于高溫和需與對橡膠材料更具腐蝕性能的機器潤滑油接觸，所以以耐高溫耐介質性能優異氟橡膠作為渦輪增壓膠管內層橡膠，配合耐高溫的硅橡膠作為外層，即采用FKM/VMQ/M芳綸/VMQ多層結構，以取代AEM或者VMQ材料的渦輪增壓膠管，滿足渦輪增壓技術對膠管的更高要求，與以往對內層氟橡膠的要求相比，為了滿足更高要求的耐溫等級和更好的脈沖性能，要求氟橡膠具有更高的撕裂強度≥5N/mm。

氟橡膠是指主鏈或者側鏈的碳原子上含有氟原子的一種合成高分子彈性體。這種橡膠具有耐高溫、耐油以及耐多種化學藥品侵蝕的特性，在耐熱老化方面與硅橡膠媲美，優于其他橡膠，是現代航空、導彈、火箭、宇宙航行等尖端科學技術以及其他工業方面不可缺少的材料。

發明內容

本發明的目的主要是開發一種滿足渦輪增壓器軟管內層高撕裂強度性能的氟橡膠。同時保證其他的性能沒有明顯改變或者改變發生在允許范圍內，保證膠料具有優異的耐熱、耐油、耐溶劑以及耐燃料的性能。

本發明的技術方案如下：

耐撕裂性能優異的氟橡膠組合物，組份和質量份數如下:

氟橡膠選擇G型氟橡膠。G型氟橡膠是在26型二元共聚物，在其主鏈上引入少量可提供活性交聯點的含氟單體，或者采用典移動聚合技術，與含碘硫化點的單體進行共聚而成。G型氟橡膠可用過氧化物硫化體系硫化，比26型等氟橡膠具有更優良的耐熱性、壓縮永久變形、耐水性、耐水蒸氣性、耐溶劑性、耐燃油性以及耐化學藥品性，且耐寒性能優異。本發明優選G型氟橡膠。

補強填充體系的優選，常用的是中粒子熱裂法炭黑(MT)、噴霧炭黑、白色填料。使用各向同性的補強填充劑，如炭黑、白炭黑等，可獲得較高的撕裂強度，而是用各項異性的填料，如陶土、氧化鋅等則得不到較高的撕裂強度。白色填料的改性處理，能夠改進同橡膠的相容性以及分散性能，對改善撕裂強度有利。用有機硅烷處理的沉淀法白炭黑可以使膠料具有較好的抗撕裂性能；氟橡膠膠粉能夠改善撕裂強度，在未硫化膠料中加入一定量的相同基料的回收膠粉，可以有效提高膠料的褲型撕裂強度。本發明優選為中粒子熱裂法炭黑(MT)和改性白色填料進行并用、同時添加一定量的氟橡膠膠粉作為氟橡膠配方的補強填充體系。

硫化體系的優選，氟橡膠的硫化體系的主要配合有：有機過氧化物硫化體系、二胺及其衍生物硫化體系、二元酚和促進劑并用硫化體系、有機過氧化物與TAIC硫化體系四種。有機過氧化物硫化體系一般以過氧化二苯甲酰（硫化劑BP為硫化劑），硫化速度和硫化程度較低，壓縮永久變形大，耐熱性不好、工藝性能不好；二胺及其衍生物硫化體系，其硫化膠料耐熱性和壓縮永久變形稍好，但是耐酸性不好；二元酚和促進劑并用硫化體系，工藝性能好，壓縮永久變形小，適用于Viton?E型橡膠；有機過氧化物與TAIC硫化體系，其硫化膠料耐焦燒性能極好，在高溫下的壓縮永久變形也很好，具有良好的耐高溫蒸汽性能；本發明優選耐熱性能優異的有機過氧化物與TAIC硫化體系。

通過改善工藝性能進一步提高氟橡膠的撕裂性能：

工藝參數的選擇：

氟橡膠在混煉過程中會產生大量的熱，為了防止在過高溫度（90℃）時，粘輥或者焦燒，必須通過冷卻水，即將輥溫控制在40-50℃。為了使硫化反應發生，一段硫化條件180℃*15min;二段硫化一般為室溫-100℃-150℃-250℃，每段升溫時間均為1h，達到250℃時，再恒溫1h。

具體工藝控制：

混煉：氟橡膠強度高，流變性能下降，混煉困難，加工過程容易產生氣泡，氣泡會破壞硫化膠的連續性，使得性能下降和不穩定。經過反復實踐，通過改善混煉工藝得以最大限度的避免內部產生氣泡，保證物理機械性能的穩定性。具體做法：輥距控制在2mm以下，薄通10遍以上，保證輥隙堆積膠的量適量。

硫化：避免膠料焦燒的提前下，延長硫化時間，降低一段硫化溫度，提高轉化率，從而提高硫化制品的物理機械性能。二段硫化采用分段逐漸升溫方法，第1小時升溫至100℃，第二小時升溫至150℃，第三小時升溫至200小時，第四小時升溫至250小時，并恒溫1小時。