一種耐低溫、耐液性能優(yōu)良的含氟彈性體及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種耐低溫、耐液性能優(yōu)良的含氣彈性體及其制備方法，屬于橡膠技 術領域。
【背景技術】
[0002] 氣橡膠是指分子主鏈或側鏈的碳原子上接有氣原子的高分子彈性體。在氣橡膠分 子結構中，C-F鍵的鍵能（435~48化J/mol)大，且氣原子共價半徑（0. 064皿）相當于C-C 鍵鍵長的一半，C-C鏈段被氣原子很好的保護起來，因此，氣橡膠具有高度的化學穩(wěn)定性和 熱穩(wěn)定性，是目前所有彈性體中耐介質(zhì)性能最好的一種，可廣泛用于宇航、汽車、機械、石油 化工等。
[0003] 但是，一種或多種含有二元或者=元常規(guī)含氣締鍵不飽和單體的共聚物或混合物 通過現(xiàn)有的組合物技術制備得到的氣橡膠存在一個突出的缺點：其低溫性能太差(一般Tg 不低于-21°C)，該遠不能滿足市場對其性能的要求，尤其是在航空、航天方面。目前，解決 該一問題主要有兩種方法；一種是采用其他材料來取代氣橡膠，例如為了滿足低寒地帶的 密封要求，可采用氨化了膳橡膠取代氣橡膠，但是氨化了膳橡膠的價格比較昂貴，同時其高 溫穩(wěn)定性能也不夠理想；另一種方法，是在合成階段加入第=或者第四單體來降低氣橡膠 的Tg，從而改善其低溫柔初性不足的問題，例如在VDF、TFE單體的基礎上引入新單體一全 氣甲基己締基離（PMVE)進行共聚，但此方法需要加入相當多的聚合單體PMVE，其用量通常 在20%~40% (摩爾分數(shù)）之間，不僅生產(chǎn)工藝復雜，而且生產(chǎn)成本也非常昂貴?，F(xiàn)有的生 產(chǎn)中，通常采用引入有機娃鏈段或者和娃橡膠并用的方式來改進氣橡膠的低溫性能；然而， 由于娃橡膠和氣橡膠是完全不相容的，交聯(lián)劑和交聯(lián)機理也完全不同，很難添加并形成穩(wěn) 定的交叉網(wǎng)絡結構；同樣，由于有機娃的耐液性較差，引入有機娃雖然可W改善有機氣橡膠 的耐低溫性能，但是卻會對有機氣橡膠的耐液性能，特別是高溫耐液性能造成很大的影響。 因此，通過配方或工藝方面的改進，使氣橡膠在保留絕大部分原有的優(yōu)越性的前提下，具有 更好的耐低溫性能，該一點具有非常重大的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的就是采用一種簡單的低成本方法，在現(xiàn)有成 熟的二元或者=元氣橡膠及其混合物的基礎上，通過添加一種或多種氣硅烷醋，同時配合 一種多功能助劑LCA，將現(xiàn)有的氣膠組合物經(jīng)過一次或者二次硫化后，使其低溫脆性溫度有 一個較好的下浮，而耐液性影響較小，從而實現(xiàn)更廣泛的應用。
[0005] 本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案是：一種耐低溫、耐液性能優(yōu)良的含氣彈 性體，所述含氣彈性體由氣橡膠生膠、吸酸劑、氨氧化巧、補強填料、增塑劑、硫化劑、促進 劑、多功能助劑LCA、有機蠟、氣硅烷醋經(jīng)熱捏合、混煉而成。
[0006] 所述各組分的含量，按重量份數(shù)為： 氣橡膠生膠 100份 吸酸劑 0~30份 氨氧化巧 0~35份 補強填料 0~50份 增塑劑 0~10份 硫化劑 0. 5~5份 促進劑 0. 2~2份 多功能助劑LCA 1~10份 有機蠟 0~5份 氣硅烷醋 1~30份 所述的氣硅烷醋為一種或多種短鏈氣硅烷醋。
[0007] 作為優(yōu)選，所述各組分的含量，按重量份數(shù)為： 氣橡膠生膠 100份 吸酸劑 8~12份 氨氧化巧 4~8份 補強填料 15~30份 增塑劑 3~6份 硫化劑 1~3份 促進劑 0. 3~0. 6份 多功能助劑LCA 2~4份 有機蠟 0~2. 5份 氣硅烷醋 8~12份 在上述耐低溫含氣彈性體的組成成分中，多功能助劑LCA為一種輔助硫化劑，是W- 種或多種多孔結構的無機物作為載體，在有機氣催化劑的作用下，經(jīng)表面吸附聚合而成的 低分子混合物，烙點較低（65~85°C)，表面含有部分短鏈哲基、駿基等活性基團，在熱烙狀 態(tài)下能夠溶解大多數(shù)有機高分子物質(zhì)，特別是在90°C左右能很好地溶解未硫化的氣橡膠。
[0008] 進一步地，所述的氣硅烷醋為一種或多種多氣短鏈硅烷醋，所述多氣短鏈硅烷醋 中的娃含量大于5〇/〇。
[0009] 更進一步地，所述的多氣短鏈硅烷醋可W為1，1，8, 8-四甲基3, 5, 7-S氣丙基甲 基硅氧烷-1，3-雙^^一碳酸己醋、1，1，8, 8-四甲基-3, 5, 7-S氣丙基甲基硅氧烷-1，3-雙 十一碳酸了醋或1，1，8, 8-四甲基-3, 5, 7-S氣丙基甲基硅氧烷-1-己酸己醋中的其中一 種或任意兩種及W上的混合物。
[0010] 在氣橡膠生膠中添加所述的氣硅烷醋后，可使加工后的氣彈性體的Tg下降，使該 氣彈性體具有較好的低溫柔初性；并且與其他的氣娃橡膠或者添加含娃的化合物的氣橡膠 相比具有更好的耐液性。
[0011] 進一步地，所述的氣橡膠生膠包括由偏氣己締、四氣己締、六氣丙締中的兩種或= 種單體聚合而成的二元氣橡膠或=元氣橡膠。
[0012] 進一步地，所述的吸酸劑為輕質(zhì)氧化儀或活性氧化儀，所述活性氧化儀的活性值 為50~180。在膠料的配合中加入酸接受體（即吸酸劑)，W便有效地中和氣橡膠硫化過程 中析出的氣化氨。由于氣化氨的存在會妨礙橡膠進一步的交聯(lián)并能嚴重腐蝕設備，吸酸劑 能夠促進硫化交聯(lián)密度的提高，賦予硫化膠較好的熱穩(wěn)定性。
[0013] 進一步地，所述的補強填料為娃酸巧、炭黑、硫酸領、娃藻±、秒麗粉中的其中一種 或幾種的混合。氣橡膠在未加入填充劑時其硫化膠即具有較高的強度，補強填充體系雖對 它有一定的補強作用，但主要是為了達到改進工藝性能，提高制品的耐熱性、硬度，減小壓 縮永久變形和降低成本等目的。
[0014] 進一步地，所述的硫化劑為雙酪類硫化劑或者雙胺類硫化劑中的一種或兩種的 混合；所述的雙酪類硫化劑為對苯二酪、雙酪A、雙酪AF或雙酪S，所述的雙胺類硫化劑為 雙-(4-氨己基環(huán)己基）甲燒氨基甲酸鹽或N，N'-雙次肉桂基-1,6-已二胺。氣橡膠分子 中存在著一CH2-CF2-鏈節(jié)，由于氣原子極強的電負性，使之在熱和堿性化合物巧日胺、氧化 儀等）存在時，易于脫出氣化氨形成易極化的雙鍵，該種含氣締姪結構很容易與親核試劑如 胺類、酪類加成，并生成交聯(lián)鍵。
[0015] 進一步地，所述的促進劑為芐基=苯基氯化磯、芐基=苯基漠化磯、季錠鹽中的其 中一種或幾種的混合。
[0016] 上述耐低溫、耐液性能優(yōu)良的含氣彈性體的制備方法主要包括W下步驟： (1) 將適量的補強填料、增塑劑、硫化劑、促進劑、多功能助劑LCA、有機蠟和氣硅烷醋混 合后備用； (2) 在密煉機中加入氣橡膠生膠，塑煉1~2分鐘，打開冷卻水，加入上述步驟1中的備 用料，混煉2~3分鐘，然后轉入開煉機中薄通10遍，出片冷卻并停放24小時，返煉出片冷 卻得成品。