[发明专利]一种氟橡胶组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种氟橡胶组合物及其制备方法和应用，所述氟橡胶组合物按照重量份包括如下组分：氟橡胶80～100重量份、炭黑15～20重量份、氢氧化钙4～6重量份、氧化镁1～3重量份、脱模剂0.5～1重量份、润滑剂1.5～3.5重量份、硫化剂1～2重量份和硫化促进剂0.5～1重量份。所述氟橡胶组合物通过各组分的筛选和协同复配，赋予其更低的体积磨损量和摩擦系数，改善了氟橡胶组合物的稳定性和使用寿命，其作为密封材料用于汽车油封、尤其是旋转线速度≥25mm/s的高速油封时，能够有效减少油封唇部的磨损和降低唇部温度，充分满足橡胶材料在高速油封中的使用需求。

技术领域

本发明属于聚合物材料技术领域，具体涉及一种氟橡胶组合物及其制备方法和应用。

背景技术

汽车的油封结构通常由橡胶材料、金属骨架和弹簧组成，其中，橡胶材料是油封的主体密封材料，橡胶与旋转轴相互过盈配合达到密封效果。主体密封材料大多采用丙烯酸酯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶或氟橡胶等制成，其中，氟橡胶的耐高温稳定性最为理想。

氟橡胶是主链或侧链上含有氟原子的高分子弹性体，氟原子的引入赋予了橡胶优异的耐油性、耐热性、耐腐蚀性和耐老化性，被广泛应用于发动机等机械行业的密封件材料中。随着人们对汽车发动机系统性能要求的不断提高，发动机内密封材料的使用环境也随之复杂化，因此，对密封材料进行性能优化是一个十分重要的研究课题。

CN106519525A公开了一种发动机油封橡胶材料及其制备方法，所述发动机油封橡胶材料由以下重量份数的原料制成：丙烯酸酯橡胶30～70份，丁苯橡胶25～60份，高耐磨白炭黑8～16份，促进剂1.5～4.5份，硫化剂2～5份，氧化锆3～9份，补强填充剂2.5～7份，硬脂酸4～8份，发泡蛭石4～10份，油酸酰胺3～10份，轻质碳酸钙3～8份，微晶纤维素4～10份，二硬脂酰氧异丙氧基铝酸5～11份，碳纤维3～8份，聚二甲基硅氧烷1～3份，氧化锌晶须3～9份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯1.6～5份。该发动机油封橡胶材料具有良好的耐油性、耐热性以及气密性，能够保证发动机长期稳定工作。

CN104962017A公开了一种用于高温油封的氟橡胶及其制备方法，所述氟橡胶的原料按重量份包括：氟橡胶100份，氯醇橡胶10～15份，氢化丁腈橡胶20～30份，三元乙丙橡胶15～25份，硅酸钙40～50份，碳化硼纤维10～15份，槽法炭黑10～15份，纳米氧化钇5～10份，氧化镁25～35份，气相二氧化硅8～12份，硅烷偶联剂2～5份，1,1-双-(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷1.5～3份，三乙胺2～4份，氧化锌晶须5～7份，加工助剂10～15份。该氟橡胶具有良好的耐高温和耐化学介质的性能，适用于汽车动力系统的油封。

在密封材料的应用过程中人们逐渐发现，密封唇部位的橡胶材料与旋转轴相互配合，旋转轴进行旋转运动的线速度越高，与橡胶产生接触的密封唇口部温度也越高，导致橡胶材料产生老化和磨损过大等缺陷。根据目前汽车油封的选材趋势，虽然现有的氟橡胶在耐油性和耐热性方面能够满足旋转轴线速度低于25mm/s时的使用情况，但随着用户需求的变化和提升，高速油封的使用工况越来越多，其旋转线速度通常大于25mm/s。尤其随着新能源汽车的出现，其转速达到10000～20000rpm，旋转的最高线速度达到了30mm/s，这也就对橡胶材料提出了比较高的要求，通常的氟橡胶材料已无法满足汽车高速油封工况的使用需要。

因此，开发一种兼具耐油性、耐热性和耐摩擦性能的密封材料，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种氟橡胶组合物及其制备方法和应用，通过氟橡胶、硫化体系以及其他助剂的筛选和复配，使所述氟橡胶组合物具有更低的体积磨损量和摩擦系数，其应用于汽车油封、尤其是旋转线速度≥25mm/s的高速油封时，能够有效减少油封唇部的磨损和降低唇部温度，充分满足橡胶材料在高速油封中的使用需求。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：