[发明专利]一种力学各向异性橡胶及其制备方法

权利要求书

1.一种力学各向异性橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)，将氟醚橡胶乳液与纳米填料进行混合至分散均匀、不发生沉淀为止；

步骤(2)，将步骤(1)中的乳液混合物进行搅拌，搅拌过程中加入絮凝剂，直至所有的乳液颗粒絮凝；

步骤(3)，将步骤(2)中得到的絮凝产物进行反复洗涤，至表面无乳化剂残留为止；

步骤(4)，将步骤(3)中的絮凝产物干燥至恒重，得到橡胶混合物；

步骤(5)，按以下质量份数准备原材料：步骤(4)中的橡胶混合物100份，吸酸剂1～5份，硫化剂1～6份，助硫化剂1～6份；将橡胶混合物、吸酸剂、硫化剂和助硫化剂在炼胶机上均匀混合，薄通后出片；

步骤(6)，在不完全硫化的时间下，将步骤(5)中的混合物进行硫化成片状，并迅速冷却到20℃以下；

步骤(7)，将步骤(6)中的片状物沿长度方向进行反复地单向剪切，出片；

步骤(8)，将步骤(7)中的片材裁切后，放入模具中热压硫化至完全；

步骤(9)，将步骤(8)中的材料沿步骤(7)中剪切方向进行单轴定应变拉伸，得到具有力学各向异性的橡胶材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氟醚橡胶乳液对应的氟醚橡胶为玻璃化转变温度为-30℃以下的氟醚橡胶，氟含量不低于60％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纳米填料为工业化的埃洛石纳米管或碳纳米管的一种或两种，内径为2～20nm，长度不超过2μm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纳米填料和氟醚橡胶乳液干胶的重量比例为(0.05～0.3)：1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纳米填料为氟硅烷改性纳米填料，改性方法如下：称取质量比为(0.2～5):1的纳米填料和氟硅烷，将二者与有机溶剂混合并调节pH值至4-5，对混合物进行超声处理3-6h，均匀分散；将混合物在50℃-90℃回流反应5-8小时，对反应产物进行清洗后，干燥处理。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述絮凝剂为CaCl₂或MgCl₂中的至少一种；

所述絮凝剂的含量为氟醚橡胶乳液固含量的3wt％～5wt％。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述硫化剂为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯、对苯二酚或过氧化二苯甲酰中的至少一种；

所述助硫化剂为氰脲酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲丙烯酸酯或二甲基丙烯酸乙二醇中的至少一种；

所述吸酸剂为氧化镁、氧化钙、氧化锌或氧化铅中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，所述不完全硫化的时间为在硫化温度下硫化曲线中扭矩上升10％对应的时间。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(8)中，所述热压硫化的温度为150～200℃，压力为0.5～2MPa，时间为正硫化时间。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(9)中，所述的单轴定应变拉伸的应变在30％～150％，温度为150～170℃，恒定应变时间为1～5小时。

11.一种力学各向异性橡胶，其特征在于，通过权利要求1至10之一所述的力学各向异性橡胶制备方法制得。