本發(fā)明屬于橡膠技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐高溫耐酸堿的氟橡膠。
背景技術(shù)：
橡膠是具有可逆形變的高彈性聚合物材料，用于制造飛機(jī)、軍艦、汽車、拖拉機(jī)、收割機(jī)、水利排灌機(jī)械、醫(yī)療器械等儀器設(shè)備，分為天然橡膠與合成橡膠兩種。天然橡膠是從橡膠樹、橡膠草等植物中提取膠質(zhì)后加工制成，而合成橡膠則由各種單體經(jīng)聚合反應(yīng)而得。天然橡膠因?yàn)橛胁伙柡碗p鍵，受光、熱、臭氧、輻射、以及銅、錳等金屬的影響容易老化，而且由于天然橡膠是非極性橡膠，耐油性和耐溶劑性很差。合成橡膠一般在性能上不如天然橡膠全面，但具有高彈性、絕緣性、氣密性、耐油、耐高溫或低溫等性能，其中氟橡膠是指主鏈或側(cè)鏈的碳原子上含有氟原子的合成高分子彈性體，由于氟原子的引入而具有優(yōu)良的耐熱性、抗氧化性、耐油性、耐大氣老化性。氟橡膠雖然具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性，耐石油基油類、雙酯類油、硅醚類油、硅酸類油，但是不耐胺、氨、氫氟酸、氯磺酸、磷酸類液壓油，耐酸堿性能稍弱。另外氟橡膠在高溫環(huán)境下長時(shí)間使用后會出現(xiàn)耐氧化、耐機(jī)械強(qiáng)度、機(jī)械疲勞等的能力下降，從而影響氟橡膠的使用。
中國專利cn106317712a，專利名稱一種發(fā)動機(jī)油封氟橡膠及其制備方法，申請日期2016年8月19日，公開了一種摻有改性石墨烯的油封氟橡膠，通過提高氟橡膠的導(dǎo)熱性能降低油封氟橡膠的磨損量，但是在高溫下長期使用后，油封氟橡膠容易腐蝕老化、耐油能力下降，影響油封橡膠的密封效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對氟橡膠的耐酸堿腐蝕能力不夠強(qiáng)大，而且高溫下長期使用也容易出現(xiàn)耐氧化、耐機(jī)械強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度的能力下降而影響使用的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫耐酸堿的氟橡膠，具有良好的耐硝酸、硫酸、鹽酸、氫氧化鈉等酸堿的能力而且耐高溫能力好，高溫下長期使用而出現(xiàn)老化現(xiàn)象的時(shí)間推遲。
本發(fā)明提供如下的技術(shù)方案：
一種耐高溫耐酸堿的氟橡膠，所述的氟橡膠由以下重量份組份制備而成：氟橡膠100份、炭黑40～55份、氧化鎂3～4份、硫化劑混料6～7份、增塑劑totm3～8份、防護(hù)助劑1～3份、脫模助劑1～3份。
本發(fā)明的氟橡膠通過添加氧化鎂促進(jìn)硫化劑混料的硫化，促進(jìn)氟橡膠內(nèi)部交聯(lián)程度的增加，提高氟橡膠的彈性，強(qiáng)化氟橡膠的耐高溫、酸堿的能力，炭黑提高橡膠的強(qiáng)度、伸長率，強(qiáng)化橡膠的抗機(jī)械壓力的能力。防護(hù)助劑可以增強(qiáng)氟橡膠表面抗龜裂能力，強(qiáng)化氟橡膠防水、防污、耐酸堿、抗老化、抗凍融、抗生物侵蝕等功能，脫模助劑能夠增強(qiáng)氟橡膠制備過程中的流動性，提高品質(zhì)均勻。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述硫化劑混料為bibp、tac，其中兩者的重量份比為bibp:tac＝1～1.5:5～6。bibp即過氧化物硫化劑(1，3，4-雙(叔丁基異丙基)苯過氧化物)，在硫化過程中進(jìn)行自由基的交聯(lián)，對橡膠的交聯(lián)密度高，交聯(lián)過程中不釋放出刺激性的氣味對環(huán)境沒有影響。tac為三聚氰酸三烯丙酯，能顯著提高制品的強(qiáng)度、剛性和耐熱性能，協(xié)同強(qiáng)化bibp的硫化能力，提高硫化效果。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述防護(hù)助劑為棕櫚蠟。棕櫚蠟可以強(qiáng)化氟橡膠的抗龜裂能力，防止水、酸堿溶液等進(jìn)入橡膠內(nèi)部。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述脫模助劑為季戊四醇硬脂酸酯。提高氟橡膠制備過程中的流動性，而且便于脫模、防止粘結(jié)設(shè)備。
一種的耐高溫耐酸堿的氟橡膠的制備方法，包括以下步驟：
(1)向密煉機(jī)中加入氟橡膠、脫模助劑混合均勻，6kgf/cm2壓力下保持50～60秒，保持轉(zhuǎn)速30～40r/min；
(2)繼續(xù)加入氧化鎂、防護(hù)助劑，轉(zhuǎn)速35～40r/min，6kgf/cm2壓力下保持80～100秒；
(3)繼續(xù)加入炭黑和增塑劑，轉(zhuǎn)速35～40r/min，6kgf/cm2壓力下保持80～100秒；
(4)升栓空轉(zhuǎn)10秒后壓栓20秒，保持壓力6kgf/cm2，轉(zhuǎn)速30～40r/min；
(5)轉(zhuǎn)速25～30r/min、壓力4kgf/cm2、溫度120～150℃下排膠至少20秒得到初級膠料；(6)將初級膠料放置一段時(shí)間后加入到開煉機(jī)，將初級膠料包輥光滑后向開煉機(jī)中緩慢均勻地加入促進(jìn)劑和硫化劑；
(7)待促進(jìn)劑、硫化劑與初級膠料混勻以后，用八把式法左右割膠三次；
(8)割膠完以后薄通3～4次，輥距設(shè)置為1.2±0.3mm，得到成品膠；
(9)將成品膠置于開煉機(jī)中下料，得到耐高溫耐酸堿的氟橡膠。
保持壓力和適當(dāng)?shù)倪M(jìn)料溫度保證各種原料混合均勻，炭黑與增塑劑totm分別進(jìn)料提高炭黑混料與增塑劑totm的分散效果，強(qiáng)化氟橡膠的耐熱耐久性能，提高品質(zhì)均勻。
作為本發(fā)明方法的一種改進(jìn)，步驟(1)中進(jìn)料溫度為≤80℃。促進(jìn)各原料的均勻分散。
作為本發(fā)明方法的一種改進(jìn)，步驟(6)中將初級膠料放置時(shí)間不少于8小時(shí)且不超過30天，放置溫度為15～30℃。將初級膠料放置一段時(shí)間后使初級膠料減少收縮性，提高性能的穩(wěn)定性和品質(zhì)均勻，并使初級膠料的應(yīng)力得到松弛。
本發(fā)明的有益效果如下：
本發(fā)明的耐高溫耐酸堿的氟橡膠具有良好的耐硝酸、硫酸、鹽酸、氫氧化鈉等酸堿的能力而且耐高溫性能好，高溫下長期使用出現(xiàn)老化現(xiàn)象的時(shí)間推遲，避免酸堿腐蝕以及高溫下長期使用出現(xiàn)的耐氧化、耐機(jī)械強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度的能力下降而影響使用的問題，而且高溫壓縮下的形變小。
具體實(shí)施方式
下面就本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明：
如無特別說明，本發(fā)明中所采用的原料均可從市場上購得或是本領(lǐng)域常用的，如無特別說明，下述實(shí)施例中的方法均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
實(shí)施例1
一種耐高溫耐酸堿的氟橡膠，由以下組份制備而成：氟橡膠100g、炭黑40g、氧化鎂3g、硫化劑混料8g、增塑劑totm3g、防護(hù)助劑1g、脫模助劑1g，其中硫化劑混料為bibp、tac，兩者的重量份比為bibp:tac＝1:7，防護(hù)助劑優(yōu)選為棕櫚蠟，脫模助劑優(yōu)選為季戊四醇硬脂酸酯。
一種耐高溫耐酸堿的氟橡膠的制備方法，包括以下步驟：
(1)向密煉機(jī)中加入氟橡膠、脫模助劑混合均勻，進(jìn)料溫度為30℃，6kgf/cm2壓力下保持50秒，保持轉(zhuǎn)速30r/min；
(2)繼續(xù)加入氧化鎂、防護(hù)助劑，轉(zhuǎn)速35r/min，6kgf/cm2壓力下保持80秒；
(3)繼續(xù)加入炭黑和增塑劑，轉(zhuǎn)速35r/min，6kgf/cm2壓力下保持80秒；
(4)升栓空轉(zhuǎn)10秒后壓栓20秒，保持壓力6kgf/cm2，轉(zhuǎn)速30r/min；
(5)轉(zhuǎn)速25r/min、壓力4kgf/cm2、溫度120℃下排膠20秒得到初級膠料；
(6)將初級膠料15℃下放置一段時(shí)間后加入開煉機(jī)，放置的時(shí)間不超過30天且不少于8小時(shí)，優(yōu)選8小時(shí)，將初級膠料包輥光滑后向開煉機(jī)中緩慢均勻地加入促進(jìn)劑和硫化劑；
(7)待促進(jìn)劑、硫化劑與初級膠料混勻以后，用八把式法左右割膠三次；
(8)割膠完以后薄通3次，輥距設(shè)置為1.2±0.3mm，得到成品膠；
(9)將成品膠置于開煉機(jī)中下料，得到耐高溫耐酸堿的氟橡膠。
實(shí)施例2
一種耐高溫耐酸堿的氟橡膠，由以下組份制備而成：氟橡膠100g、炭黑50g、氧化鎂3.5g、硫化劑混料6g、增塑劑totm5.5g、防護(hù)助劑2g、脫模助劑2g，其中硫化劑混料為bibp、tac，兩者的重量份比為bibp:tac＝1.5:5，防護(hù)助劑優(yōu)選為棕櫚蠟，脫模助劑優(yōu)選為季戊四醇硬脂酸酯。
一種耐高溫耐酸堿的氟橡膠的制備方法，包括以下步驟：
(1)向密煉機(jī)中加入氟橡膠、脫模助劑混合均勻，進(jìn)料溫度50℃，6kgf/cm2壓力下保持55秒，保持轉(zhuǎn)速35r/min；
(2)繼續(xù)加入氧化鎂、防護(hù)助劑，轉(zhuǎn)速37r/min，6kgf/cm2壓力下保持90秒；
(3)繼續(xù)加入炭黑和增塑劑，轉(zhuǎn)速37r/min，6kgf/cm2壓力下保持90秒；
(4)升栓空轉(zhuǎn)10秒后壓栓20秒，保持壓力6kgf/cm2，轉(zhuǎn)速35r/min；
(5)轉(zhuǎn)速27r/min、壓力4kgf/cm2、溫度135℃下排膠50秒得到初級膠料；
(6)將初級膠料23℃下放置一段時(shí)間后加入開煉機(jī)，放置的時(shí)間不超過30天且不少于8小時(shí)，優(yōu)選240小時(shí)，機(jī)將初級膠料包輥光滑后向開煉機(jī)中緩慢均勻地加入促進(jìn)劑和硫化劑；(7)待促進(jìn)劑、硫化劑與初級膠料混勻以后，用八把式法左右割膠三次；
(8)割膠完以后薄通3次，輥距設(shè)置為1.2±0.3mm，得到成品膠；
(9)將成品膠置于開煉機(jī)中下料，得到耐高溫耐酸堿的氟橡膠。
實(shí)施例3
一種耐高溫耐酸堿的氟橡膠，由以下組份制備而成：氟橡膠100g、炭黑55g、氧化鎂4g、硫化劑混料7g份、增塑劑dop8g、防護(hù)助劑3g、脫模助劑3g，其中硫化劑混料為bibp、tac，兩者的重量份比為bibp:tac＝1.25:6，耐酸助劑優(yōu)選為氫氧化鈣，防護(hù)助劑優(yōu)選為棕櫚蠟，脫模助劑優(yōu)選為季戊四醇硬脂酸酯。
一種耐高溫耐酸堿的氟橡膠的制備方法，包括以下步驟：
(1)向密煉機(jī)中加入氟橡膠、脫模助劑混合均勻，進(jìn)料溫度80℃，6kgf/cm2壓力下保持60秒，保持轉(zhuǎn)速40r/min；
(2)繼續(xù)加入氧化鎂、防護(hù)助劑，轉(zhuǎn)速40r/min，6kgf/cm2壓力下保持100秒；
(3)繼續(xù)加入炭黑和增塑劑，轉(zhuǎn)速40r/min，6kgf/cm2壓力下保持100秒；
(4)升栓空轉(zhuǎn)10秒后壓栓20秒，保持壓力6kgf/cm2，轉(zhuǎn)速40r/min；
(5)轉(zhuǎn)速30r/min、壓力4kgf/cm2、溫度150℃下排膠80秒得到初級膠料；
(6)將初級膠料30℃下放置一段時(shí)間后加入開煉機(jī)，放置的時(shí)間不超過30天且不少于8小時(shí)，優(yōu)選700小時(shí)，將初級膠料包輥光滑后向開煉機(jī)中緩慢均勻地加入促進(jìn)劑和硫化劑；
(7)待促進(jìn)劑、硫化劑與初級膠料混勻以后，用八把式法左右割膠三次；
(8)割膠完以后薄通4次，輥距設(shè)置為1.2±0.3mm，得到成品膠；
(9)將成品膠置于開煉機(jī)中下料，得到耐高溫耐酸堿的氟橡膠。
性能指標(biāo)
本發(fā)明的實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3制備的氟橡膠與市售246氟橡膠、26-41氟橡膠的各項(xiàng)測試指標(biāo)如表1所示，其中：
邵氏硬度測試標(biāo)準(zhǔn)：astmd2240；拉伸強(qiáng)度測試標(biāo)準(zhǔn)：astmd412；壓縮永久變形測試標(biāo)準(zhǔn)：astmd395；老化性能測試標(biāo)準(zhǔn)：astmd573；酸浸測試條件：質(zhì)量濃度96％的硫酸溶液中100℃浸泡70小時(shí)；堿浸測試條件：質(zhì)量濃度50％的氫氧化鈉溶液中100℃浸泡70小時(shí)；
表1
從表1中可知，與市售的氟橡膠246、246-1相比，本發(fā)明的氟橡膠耐酸、耐堿性能好，酸浸、堿浸后的體積變化率小，拉伸強(qiáng)度、硬度與扯斷伸長率變化小，性能穩(wěn)定。