一種耐磨耐撕裂氟橡膠的制備方法技術

本發明專利技術涉及一種耐磨耐撕裂氟橡膠的制備方法，屬于高分子材料制備技術領域。本發明專利技術以海泡石為原料，用酸剝離得到礦纖維，經復合酶處理后再用低溫等離子體進行表面改性制得自制增強劑，并用其對氟橡膠摻雜改性，最終制得耐磨耐撕裂氟橡膠，本發明專利技術通過酶和富含氨基酸的菠蘿汁對海泡石纖維進行預改性，再用低溫等離子氣體進一步對礦纖維表面改性，增加其表面羥基和過氧基，提高分散性，使其與聚合物更易結合，同時改性海泡石纖維的加入，增強了氟橡膠機械性能，使其具有良好的耐磨性，摩擦系數為0.6～0.8；且耐撕裂性能高，撕裂強度為35～45kN/m，拓寬了氟橡膠的應用范圍。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種耐磨耐撕裂氟橡膠的制備方法，屬于高分子材料制備

技術介紹
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、空調裝置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。雖然氟橡膠具有優良的耐熱性、抗氧化性、耐油性和耐腐蝕性，但是氟橡膠作為一種高分子合成材料，其也會與其它高分子合成材料一樣，在使用和儲存過程中由于熱、氧以及其工作環境中應力、介質等因素的共同作用，其性能會隨時間的推移而逐漸下降，甚至喪失使用性能。另外，氟橡膠的耐磨性能（摩擦系數通常大于1）還不盡如人意，有待進一步提高。為了克服氟橡膠上述的不足，科技工作者從分子結構設計的角度，在氟橡膠本體中進一步引入氟原子。但是氟原子的大量引入，會導致生產成本的大幅增加，同時會引起氟橡膠分子鏈剛性增加，可能失去橡膠的彈性性能。海泡石纖維作為一種天然增強型非金屬粘土礦物纖維，不但無毒害、資源豐富、利用價值高，而且由于它具有吸附性能和耐高溫等特點，可作為提高橡膠基體綜合性能的填充材料，從而擴大橡膠復合材料的應用范圍，然而由于天然海泡石礦粉純度低、分散性差、與聚合物結合力低，制約了海泡石纖維在復合材料領域的應用。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題：針對目前傳統的氟橡膠存在彈性較差、耐磨性能不盡如人意、耐撕裂性能低下，而海泡石作為一種天然增強型礦物纖維，可以改變傳統氟橡膠的不足，但是天然海泡石分散性差，與聚合物結合力低，難以實際應用于增強氟橡膠的缺陷，提供了一種耐磨耐撕裂氟橡膠的制備方法。該方法以海泡石為原料，用酸剝離得到礦纖維，經復合酶處理后再用低溫等離子體進行表面改性制得自制增強劑，并用其對氟橡膠摻雜改性，最終制得耐磨耐撕裂氟橡膠，本專利技術通過酶和富含氨基酸的菠蘿汁對海泡石纖維進行預改性，再用低溫等離子氣體進一步對礦纖維表面改性，增加其表面羥基和過氧基，提高分散性，使其與聚合物更易結合，解決了天然海泡石分散性差，不易與聚合物結合的問題，同時改性海泡石纖維的加入，增強了氟橡膠機械性能，又彌補了傳統的氟橡膠存在彈性較差、耐磨性能不盡如人意、耐撕裂性能低下的不足，拓寬了氟橡膠的應用范圍。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是：（1）稱取800～900g海泡石用液氮研磨機研磨30～40min后過200目標準篩，將過篩后的海泡石粉末裝入燒杯中，按固液比為1:5向燒杯中加入濃度為0.3mol/L硫酸溶液，放置在搖床上振蕩剝離過夜，移入布氏漏斗依次用無水乙醇和去離子水抽濾洗滌3～5遍，得到海泡石纖維；（2）將500～600g上述得到的海泡石纖維移入發酵罐中，加入400～500mL菠蘿汁，再加入海泡石纖維質量10%的復合酶制劑，于30～35℃下保溫酶解改性6～8h，將酶解產物用離心機以3000～4000r/min轉速分離10～15min，得到下層沉淀物，所述的復合酶制劑是由中性蛋白酶和脂肪酶等質量復配制得；（3）將上述制備的下層沉淀物移入等離子體處理儀中，以50～60mL/min的速率向里通入氬氣，在50～60Pa的壓力和100～150W功率條件下進行低溫等離子氣體改性15～20min，出料得到自制橡膠增強劑，備用；（4）按重量份數計稱取70～80份偏氟醚橡膠生膠和2～4份過氧化二異丙苯裝入兩輥開煉機中煉制10～15min得到預混膠；（5）再按重量分數計將100～120份上述制備的預混膠、5～10份備用的自制橡膠增強劑、1～3份氧化鎂、1～2份硬脂酸和1～3份N,N’-間苯撐雙馬來酰亞胺混合均勻后一起裝入開放式塑煉機中塑煉15～20min，得混煉膠；（6）將上述得到的混煉膠用平板硫化機在140～150℃下進行硫化處理20～30min，待其自然冷卻并在室溫下存放20～24h，即得耐磨耐撕裂氟橡膠。本專利技術制備的耐磨耐撕裂氟橡膠強度為15～30MPa，斷裂伸長率為170～350％，撕裂強度為35～45kN/m，摩擦系數為0.6～0.8，彈性達到A級，耐熱性為270～290℃，硬度為95～97度。本專利技術與其他方法相比，有益技術效果是：（1）本專利技術制備的耐磨耐撕裂氟橡膠具有良好的耐磨性，摩擦系數為0.6～0.8；（2）本專利技術制備的耐磨耐撕裂氟橡膠耐撕裂性能高，撕裂強度為35～45kN/m；（3）本專利技術制備步驟簡單，所需成本低。具體實施方式首先稱取800～900g海泡石用液氮研磨機研磨30～40min后過200目標準篩，將過篩后的海泡石粉末裝入燒杯中，按固液比為1:5向燒杯中加入濃度為0.3mol/L硫酸溶液，放置在搖床上振蕩剝離過夜，移入布氏漏斗依次用無水乙醇和去離子水抽濾洗滌3～5遍，得到海泡石纖維；將500～600g上述得到的海泡石纖維移入發酵罐中，加入400～500mL菠蘿汁，再加入海泡石纖維質量10%的復合酶制劑，于30～35℃下保溫酶解改性6～8h，將酶解產物用離心機以3000～4000r/min轉速分離10～15min，得到下層沉淀物，所述的復合酶制劑是由中性蛋白酶和脂肪酶等質量復配制得；接著將上述制備的下層沉淀物移入等離子體處理儀中，以50～60mL/min的速率向里通入氬氣，在50～60Pa的壓力和100～150W功率條件下進行低溫等離子氣體改性15～20min，出料得到自制橡膠增強劑，備用；按重量份數計稱取70～80份偏氟醚橡膠生膠和2～4份過氧化二異丙苯裝入兩輥開煉機中煉制10～15min得到預混膠；再按重量分數計將100～120份上述制備的預混膠、5～10份備用的自制橡膠增強劑、1～3份氧化鎂、1～2份硬脂酸和1～3份N,N’-間苯撐雙馬來酰亞胺混合均勻后一起裝入開放式塑煉機中塑煉15～20min，得混煉膠；最后將上述得到的混煉膠用平板硫化機在140～150℃下進行硫化處理20～30min，待其自然冷卻并在室溫下存放20～24h，即得耐磨耐撕裂氟橡膠。實例1首先稱取900g海泡石用液氮研磨機研磨40min后過200目標準篩，將過篩后的海泡石粉末裝入燒杯中，按固液比為1:5向燒杯中加入濃度為0.3mol/L硫酸溶液，放置在搖床上振蕩剝離過夜，移入布氏漏斗依次用無水乙醇和去離子水抽濾洗滌5遍，得到海泡石纖維；將600g上述得到的海泡石纖維移入發酵罐中，加入500mL菠蘿汁，再加入海泡石纖維質量10%的復合酶制劑，于35℃下保溫酶解改性8h，將酶解產物用離心機以4000r/min轉速分離15min，得到下層沉淀物，所述的復合酶制劑是由中性蛋白酶和脂肪酶等質量復配制得；接著將上述制備的下層沉淀物移入等離子體處理儀中，以60mL/min的速率向里通入氬氣，在60Pa的壓力和150W功率條件下進行低溫等離子氣體改性20min，出料得到自制橡膠增強劑，備用；按重量份數計稱取80份偏氟醚橡膠生膠和4份過氧化二異丙苯裝入兩輥開煉機中煉制15min得到預混膠；再按重量分數計將120份上述制備的預混膠、10份備用的自制橡膠增強劑、3份氧化本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種耐磨耐撕裂氟橡膠的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：（1）稱取800～900g海泡石用液氮研磨機研磨30～40min后過200目標準篩，將過篩后的海泡石粉末裝入燒杯中，按固液比為1:5向燒杯中加入濃度為0.3mol/L硫酸溶液，放置在搖床上振蕩剝離過夜，移入布氏漏斗依次用無水乙醇和去離子水抽濾洗滌3～5遍，得到海泡石纖維；（2）將500～600g上述得到的海泡石纖維移入發酵罐中，加入400～500mL菠蘿汁，再加入海泡石纖維質量10%的復合酶制劑，于30～35℃下保溫酶解改性6～8h，將酶解產物用離心機以3000～4000r/min轉速分離10～15min，得到下層沉淀物，所述的復合酶制劑是由中性蛋白酶和脂肪酶等質量復配制得；（3）將上述制備的下層沉淀物移入等離子體處理儀中，以50～60mL/min的速率向里通入氬氣，在50～60Pa的壓力和100～150W功率條件下進行低溫等離子氣體改性15～20min，出料得到自制橡膠增強劑，備用；（4）按重量份數計稱取70～80份偏氟醚橡膠生膠和2～4份過氧化二異丙苯裝入兩輥開煉機中煉制10～15min得到預混膠；（5）再按重量分數計將100～120份上述制備的預混膠、5～10份備用的自制橡膠增強劑、1～3份氧化鎂、1～2份硬脂酸和1～3份N,N’?間苯撐雙馬來酰亞胺混合均勻后一起裝入開放式塑煉機中塑煉15～20min，得混煉膠；（6）將上述得到的混煉膠用平板硫化機在140～150℃下進行硫化處理20～30min，待其自然冷卻并在室溫下存放20～24h，即得耐磨耐撕裂氟橡膠。...

【技術特征摘要】
1.一種耐磨耐撕裂氟橡膠的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：（1）稱取800～900g海泡石用液氮研磨機研磨30～40min后過200目標準篩，將過篩后的海泡石粉末裝入燒杯中，按固液比為1:5向燒杯中加入濃度為0.3mol/L硫酸溶液，放置在搖床上振蕩剝離過夜，移入布氏漏斗依次用無水乙醇和去離子水抽濾洗滌3～5遍，得到海泡石纖維；（2）將500～600g上述得到的海泡石纖維移入發酵罐中，加入400～500mL菠蘿汁，再加入海泡石纖維質量10%的復合酶制劑，于30～35℃下保溫酶解改性6～8h，將酶解產物用離心機以3000～4000r/min轉速分離10～15min，得到下層沉淀物，所述的復合酶制劑是由中性蛋白酶和脂肪酶等質量復配制得；（3）將上述制備的下層沉淀物...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳毅忠，薛培龍，林茂平，
申請(專利權)人：陳毅忠，
類型：發明
國別省市：江蘇;32