一種耐低溫導(dǎo)熱氟橡膠材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及橡膠技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐低溫導(dǎo)熱氟橡膠材料。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新型碳納米材料，厚度僅為0.35nm。由于具有大的比表面積、良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、較強(qiáng)的疏水性、易于進(jìn)行化學(xué)修飾等優(yōu)點(diǎn)，有望在高性能電子器件、復(fù)合材料、場(chǎng)發(fā)射材料、氣體傳感器及能量存儲(chǔ)等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。而且他是由SP2雜化碳原子緊密排列形成，具有獨(dú)特的二維周期蜂窩狀點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)單元中所存在的穩(wěn)定碳六元環(huán)賦予其優(yōu)異的熱性能，被認(rèn)為是優(yōu)秀的熱控材料，且具有優(yōu)異的機(jī)械性能。
[0003]氟橡膠是指主鏈或側(cè)鏈的碳原子上，接有氟原子的一種合成高分子彈性體，該類高分子彈性體具有優(yōu)異的耐熱性，耐油性，耐化學(xué)品性，氣體透過(guò)率低，且屬于自熄型橡膠，廣泛應(yīng)用于國(guó)防，軍工，航天航空，汽車，石油等領(lǐng)域。雖然氟橡膠的特異性分子結(jié)構(gòu)使得其具有很多優(yōu)良的性能，但是同時(shí)也因?yàn)檫@個(gè)結(jié)構(gòu)給其帶來(lái)了一些性能上的缺陷，如耐低溫性能和彈性差，并且價(jià)格昂貴，極大的制約了氟橡膠的推廣和應(yīng)用。因此，為了使氟橡膠具有更多的功能，需要提供一種具有耐低溫功能并能傳導(dǎo)熱量的氟橡膠材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種耐低溫導(dǎo)熱氟橡膠材料，本發(fā)明機(jī)械性能高，耐老化性能好，導(dǎo)熱性能好，耐高溫、低溫性能好，低溫彈性高。
[0005]本發(fā)明提出的一種耐低溫導(dǎo)熱氟橡膠材料，其原料按重量份包括:氟橡膠90-110份，乙丙橡膠30-50份，氣相白炭黑30-50份，納米高嶺土 10-20份，改性石墨烯4_6份，微膠囊化紅磷10-30份，乙基丁基次磷酸酯5-10份，雙(4-羥苯基)苯基氧化膦5-10份，乙酰檸檬酸三丁酯10-20份，尼龍酸二辛酯10-15份，環(huán)氧大豆油10-20份，雙250.8-1.2份，三烯丙基異三聚氰酸酯1-3份，3#硫化劑0.5-0.9份，Ca/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑3_4份，硬脂酸2_4份，氧化鋅1-3份，亞磷酸三辛酯1-2份，防老劑A 1-2份，防老劑40100.5-1.5份，石蠟3_5份。
[0006]優(yōu)選地，改性石墨烯的制備方法為:將乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷加入有機(jī)溶劑中超聲溶解得到溶液A ;將氧化石墨烯加入去離子水中超聲分散均勻，升溫，滴加溶液A，滴加過(guò)程中不斷攪拌得到溶液B ;將溶液B置于微波反應(yīng)儀中，通入惰性氣體，升溫，保溫，滴加水合肼溶液，繼續(xù)保溫，抽濾，真空干燥得到改性石墨烯。
[0007]優(yōu)選地，改性石墨烯的制備方法為:將乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷加入有機(jī)溶劑中超聲溶解得到溶液A ;將氧化石墨烯加入去離子水中超聲分散均勻，升溫至50_70°C，以l-2ml/min的速度滴加溶液A，滴加過(guò)程中以300_500r/min的速度攪拌得到溶液B ;將溶液B置于微波反應(yīng)儀中，通入惰性氣體，升溫至70-90°C，保溫8-10h，以l-2ml/min的速度滴加水合肼溶液，繼續(xù)保溫20-25h，抽濾，真空干燥得到改性石墨烯。
[0008]優(yōu)選地，改性石墨烯的制備方法中，有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇中的一種。
[0009]優(yōu)選地，改性石墨烯的制備方法中，乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷和有機(jī)溶劑的重量體積比(g/ml)為 0.3-0.4:20-30。
[0010]優(yōu)選地，改性石墨烯的制備方法中，氧化石墨烯和去離子水的重量體積比(g/ml)為 0.1-0.2:1000-1200o
[0011]優(yōu)選地，改性石墨烯的制備方法中，氧化石墨烯和乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷的重量比為1-2:0.3-0.4。
[0012]優(yōu)選地，改性石墨烯的制備方法中，惰性氣體為氮?dú)狻?br>[0013]優(yōu)選地，改性石墨烯的制備方法中，水合肼溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60_80wt%A合肼水溶液。
[0014]優(yōu)選地，改性石墨烯的制備方法中，氧化石墨烯和水合肼溶液的重量體積比(g/ml)為 0.1-0.2:0.13-0.24。
[0015]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:氟橡膠95-105份，乙丙橡膠35-45份，氣相白炭黑35-45份，納米高嶺土 12-18份，改性石墨烯5_6份，微膠囊化紅磷15-25份，乙基丁基次磷酸酯7-9份，雙(4-羥苯基)苯基氧化膦6-8份，乙酰檸檬酸三丁酯12-18份，尼龍酸二辛酯12-14份，環(huán)氧大豆油13-17份，雙250.9-1.1份，三烯丙基異三聚氰酸酯1.5-2.5份，3#硫化劑0.6-0.8份，Ca/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑3.3-3.7份，硬脂酸2.5-3.5份，氧化鋅1.5-2.5份，亞磷酸三辛酯1.2-1.8份，防老劑A 1.3-1.7份，防老劑40100.8-1.2份，石蠟3.5-4.5份。
[0016]本發(fā)明的制備方法如下:將氟橡膠、乙丙橡膠、Ca/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑、硬脂酸、氧化鋅、亞磷酸三辛酯加入密煉機(jī)中，升溫至100°C，以300r/min的速度密煉8min，加入改性石墨稀，繼續(xù)密煉20min，加入3#硫化劑，調(diào)節(jié)溫度至160°C，以60r/min的速度密煉1min得到橡膠主料；依次將氣相白炭黑、納米高嶺土、微膠囊化紅磷、乙基丁基次磷酸酯、雙(4-羥苯基)苯基氧化膦、乙酰檸檬酸三丁酯、尼龍酸二辛酯、環(huán)氧大豆油、防老劑A、防老劑4010和石蠟加入含有橡膠主料的密煉機(jī)中，升溫至170°C，以500r/min的速度密煉20min，加入雙25、三烯丙基異三聚氰酸酯，調(diào)節(jié)溫度至160°C，以200r/min的速度密煉30min，升溫至250°C,以100r/min的速度密煉2h得到混合物料；將混合物料加入溫度為165°C平板硫化機(jī)中硫化5min得到耐低溫導(dǎo)熱氟橡膠材料。
[0017]本發(fā)明選用氧化石墨烯進(jìn)行改性得到的改性石墨烯，微波能促進(jìn)反應(yīng)快速均勻進(jìn)行，改性石墨烯、氟橡膠均具有優(yōu)異的機(jī)械性能，大大增加本發(fā)明的機(jī)械性能，抗拉伸強(qiáng)度和抗撕裂能力；氟橡膠具有優(yōu)異的耐高溫性能，改性石墨烯具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，改性石墨烯能與氟橡膠、三元乙丙橡膠發(fā)生化學(xué)鍵合，從而使改性石墨烯均勻的分散在橡膠中，大大增加了本發(fā)明的導(dǎo)熱性能，從而大大增加了本發(fā)明的耐高溫性能；三元乙丙橡膠具有良好的耐老化、耐介質(zhì)性能，低溫彈性優(yōu)良，三元乙丙橡、氟橡膠共混并與改性氧化石墨烯鍵合，能大大增加氟橡膠的耐低溫性和低溫彈性，從而增加本發(fā)明的耐低溫性和低溫彈性；雙25、三烯丙基異三聚氰酸酯、3#硫化劑使得橡膠交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，改性石墨烯具有較高的比表面積，可以增加交聯(lián)點(diǎn)和纏結(jié)點(diǎn)，使交聯(lián)密度增加，機(jī)械性能增強(qiáng)，從而增加本發(fā)明的機(jī)械性能；雙25、三烯丙基異三聚氰酸酯協(xié)同作用，能大大增加本發(fā)明的機(jī)械性能和耐高溫性能；改性石墨烯可以促進(jìn)氣相白炭黑、納米高嶺土、微膠囊化紅磷、乙基丁基次磷酸酯、雙(4-羥苯基)苯基氧化膦、乙酰檸檬酸三丁酯、尼龍酸二辛酯、環(huán)氧大豆油、Ca/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑、硬脂酸、氧化鋅、亞磷酸三辛酯、防老劑A、防老劑4010和石蠟均勻的分散在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，進(jìn)而增加本發(fā)明抗拉伸、抗撕裂等機(jī)械強(qiáng)度；微膠囊化紅磷、乙基丁基次磷酸酯、雙(4-羥苯基)苯基氧化膦可以增加本發(fā)明的阻燃性能；Ca/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑、硬脂酸、氧化鋅、亞磷酸三辛酯構(gòu)成的穩(wěn)定劑系統(tǒng)和防老劑A、防老劑4010相互配合，可以增加本發(fā)明的穩(wěn)定性和抗老化能力；石蠟可以改善本發(fā)明加工的流變性，提高本發(fā)明的表面光潔度，從而進(jìn)一步改善本發(fā)明的導(dǎo)熱性能。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面，通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]實(shí)施例1
[0020]一種耐低溫導(dǎo)熱氟橡膠材料，其原料按重量份包括:氟橡膠110份，乙丙橡膠30份，氣相白炭黑50份，納米高嶺土 10份，改性石墨稀6份，微膠囊化紅磷10份，乙基丁基次磷酸酯10份，雙(4-羥苯基)苯基氧化膦5份，乙酰檸檬酸三丁酯20份，尼龍酸二辛酯10份，環(huán)氧大豆油20份，雙250.8份，三烯丙基異三聚氰酸酯3份，3#硫化劑0.5份，Ca/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑4份，硬脂酸2份，氧化鋅3份，亞磷酸三辛酯I份，防老劑A 2份，防老劑40100.5份，石蠟5份；
[0021]其中，改性石墨烯的制備方法為:將乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷加入甲醇中超聲溶解得到溶液A，其中，乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷和甲醇的重量體積比(g/ml)為0.3:30 ;將氧化石墨烯加入去離子水中超聲分散均勻，升溫至50°C，以2ml/min的速度滴加溶液A，滴加過(guò)程中以300r/min的速度攪拌得到溶液B，其中，氧化石墨烯和去離子水的重量體積比(g/ml)為0.2:1000，氧化石墨烯和乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷的重量比為2:0.3 ;將溶液B置于微波反應(yīng)儀中，通入氮?dú)?，升溫?0°C，保溫8h，以2ml/min的速度滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60wt%A合肼水溶液，繼續(xù)保溫25h，抽濾，真空干燥得到改性石墨烯，其中，氧化石墨烯和水合肼溶液的重量體積比(g/ml)為0.1:0.24。
[0022]實(shí)施例2
[0023]—種耐低溫導(dǎo)熱氟橡膠材料，其原料按重量份包括:氟橡膠90份，乙丙橡膠50份，氣相白炭黑30份，納米高嶺土 20份，改性石墨稀4份，微膠囊化紅磷30份，乙基丁基次磷酸酯5份，雙(4-羥苯基)苯基氧化膦10份，乙酰檸檬酸三丁酯10份，尼龍酸二辛酯15份，環(huán)氧大豆油10份，雙251.2份，三烯丙基異三聚氰酸酯I份，3#硫化劑0.9份，Ca/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑3份，硬脂酸4份，氧化鋅I份，亞磷酸三辛酯2份，防老劑A I份，防老劑40101.5份，石蠟3份；
[0024]其中，改性石墨烯的制備方法為:將乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷加入乙醇中超聲溶解得到溶液A，其中，乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷和乙醇的重量體積比(g/ml)為0