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CN115141442B - 一种氟橡胶组合物、橡胶制品及其制备方法 - Google Patents

一种氟橡胶组合物、橡胶制品及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种氟橡胶组合物、橡胶制品及其制备方法，所述氟橡胶组合物的原料包括橡胶组分、交联剂和过氧化物引发剂，所述橡胶组分为四丙氟橡胶或四丙氟橡胶与其他橡胶材料的混合物，其中，所述交联剂为含乙烯基的聚丁二烯且所述交联剂与橡胶组分的质量比为0.03~0.05：1，所述四丙氟橡胶占所述橡胶组分总重量的至少50%。采用本发明的氟橡胶组合物可与硅橡胶共硫化直接粘合，且二者之间的粘接力明显得到改善，粘结后获得的橡胶制品，成本大大降低。

Description

一种氟橡胶组合物、橡胶制品及其制备方法
本申请是申请日为2020年3月17日、申请号为2020101858284、发明名称为“可与硅橡胶共硫化粘结的氟橡胶组合物、橡胶制品和制备方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明属于橡胶制品技术领域，具体涉及一种氟橡胶组合物、橡胶制品及其制备方法。
背景技术
太阳能光伏技术在环保压力下，蓬勃发展，在生产太阳能光伏组件时必须使用一种由弹性体组成的气囊。现有的太阳能光伏上的气囊所采用的材料为过氧化物氟橡胶与硅橡胶粘合的橡胶制品，然而目前采用的过氧化物氟橡胶为可过氧化物硫化的含硫化单体的三元氟橡胶，比重较大，成本昂贵，导致太阳能光伏组件的成本也随着增大。
而另一方面，普通双酚A的氟橡胶与硅橡胶之间往往无法直接粘合，若采用目前的过氧化物氟橡胶虽然可与硅橡胶粘合，然而由于采用目前的过氧化物氟橡胶成本昂贵，所以，急需开发新的粘合技术。
现有技术中，为了改善这一现状，宁波丰茂远东橡胶有限公司采用在氟胶和硅胶之间使用一种粘结组合物，如中国专利CN102786701A公开的一种氟胶硅胶热硫化粘合工艺，该工艺采用粘结组合物压延成薄片，置于内层氟胶与硅胶之间，形成内层氟胶、粘结组合物和硅胶结构的半成品，然后加热硫化使内层氟胶和硅胶粘合固定，内层氟胶是由100份氟胶、8～10份活性氧化镁、5～6份氢氧化钙、0.5～1份甲基丙烯酸镁、8～10份碳黑、5～6份硅酸钙、1.2～1.5份双酚AF、2～3份交联剂和2～2.5份硫化剂构成；粘结组合物是由内层氟胶、硅胶和氟系偶联剂F-1按重量比3.8～4.2：4.6～5.5：1混合而成。虽然文件中提及该氟胶硅胶制品的内层氟胶和硅胶之间粘合牢固，剥离强度达1.4kN/m以上，然而其并非是内层氟胶与硅胶之间的直接粘合，而是要借助第三层(即粘结组合物层)实现二者的粘合固定，步骤多，工艺复杂，操作繁琐，且内层氟胶及粘结组合物的配方均非常复杂。
后来有人对氟橡胶和硅橡胶之间的粘合技术进行了改进，如中国专利CN109931445A公开的一种内氟胶外硅胶的复合耐油胶管，包括芯棒、氟胶内层、硅胶带中间层、氟胶带中间层和硅胶混炼胶外层，芯棒上缠绕已加硫化剂的氟胶内层，在氟胶内层上缠绕已加硫化剂且保持一定间距的硅胶带中间层，继续在硅胶带中间层缠绕已加硫化剂的氟胶带中间层，氟胶带中间层与硅胶带中间层不完全重叠，其中，在氟胶带中间层上缠绕一层已加硫化剂的硅胶混炼胶外层。氟胶层与硅胶层之间通过在氟胶层与硅胶层内各自添加硫化剂然后进行加热硫化使得氟胶层和硅胶层之间粘合固定。其中，氟胶内层和氟胶带中间层的硫化剂均为双酚A、双二四或双二五硫化剂。而在氟胶内层和氟胶带中间层使用双酚A、双二四或双二五硫化剂虽然可实现与硅胶带之间的粘合，然而二者之间的粘结力却是比较差的。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种改进的氟橡胶组合物，该氟橡胶组合物可与硅橡胶共硫化粘结。
本发明还提供了一种橡胶制品及其制备方法。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种可与硅橡胶共硫化粘结的氟橡胶组合物，按重量份，所述氟橡胶组合物的原料配方包括100份四丙氟橡胶或四丙氟橡胶与其他橡胶材料的混合物、20～50份填料、1～3份过氧化物引发剂及3～5份交联剂，当采用所述四丙氟橡胶与其他橡胶材料的混合物时，所述四丙氟橡胶占所述四丙氟橡胶与其他橡胶材料的混合物总重量的至少50％。
在进一步地实施方案中，所述四丙氟橡胶为二元共聚物，优选地，所述四丙氟橡胶为四氟乙烯与丙烯的交替二元共聚物。如日本旭硝子150P。
在进一步地实施方案中，所述其他橡胶材料为乙丙橡胶、硅橡胶、可过氧化物硫化的含硫化单体的氟橡胶中的一种或几种的组合。进一步地，所述硅橡胶为过氧化物硫化的甲基乙烯基固体硅橡胶；所述可过氧化物硫化的含硫化单体的氟橡胶为三元氟橡胶或多元氟橡胶，如苏威P757。
在进一步地实施方案中，所述交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)、三聚氰酸三烯丙酯(TAC)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、含乙烯基的聚二丁烯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、N`-间苯撑双马来酰亚胺(PDM)中的一种或几种的组合。
在进一步地实施方案中，所述过氧化物引发剂为二(叔丁基过氧化异丙基)苯(BIBP)、双二五、双二四、过氧化二异丙苯(DCP)中的一种或几种的组合。
在进一步地实施方案中，所述填料为炭黑、白炭黑中的一种或几种的组合。所述白炭黑包括气相二氧化硅、沉淀型二氧化硅。
本发明采取的另一技术方案为：包括相互粘合在一起的氟橡胶层和硅橡胶层，所述氟橡胶层采用上述所述的氟橡胶组合物制成，所述硅橡胶层采用含过氧化物硫化剂的固体混炼胶制成。
所述硅橡胶层采用市售的含过氧化物硫化剂的固体甲基乙烯基硅橡胶。
进一步地，所述硅橡胶层中使用的过氧化物硫化剂为二(叔丁基过氧化异丙基)苯(BIBP)、双二五、双二四、过氧化二异丙苯(DCP)中的一种或几种的组合。
本发明采取的又另一技术方案为：一种上述橡胶制品的制备方法，所述制备方法包括使氟橡胶层和硅橡胶层贴合在一起，然后进行加热共硫化使所述氟橡胶层和硅橡胶层粘合形成化学键交联的固定。
在进一步地实施方案中，所述加热硫化的硫化条件为硫化压力3～15MPa、硫化温度165～185℃、时间10～25min。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明的氟橡胶组合物采用价格低廉、比重低的四丙氟橡胶作为氟橡胶组合物的主体原料，配合过氧化物引发剂和交联剂，可与硅橡胶共硫化直接粘合固定，且二者之间的粘接力明显得到改善，其剥离强度达到2.0N/mm以上，粘结后获得的橡胶制品，成本大大降低，不仅可以用于太阳能光伏组件上，使得太阳能光伏组件的成本大大降低，还可以应用于其他领域，例如电子线路板层压缓冲件。
本发明的粘结方法工艺简单，粘结性能可靠，由本发明粘结方法获得的橡胶制品成本大大降低，满足工业化大生产的需求。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下实施例中的各原料均为市售。
实施例1
本实施例提供的可与硅橡胶共硫化粘结的氟橡胶组合物，其原料配方如表1所示。
四丙氟橡胶为四氟乙烯与丙烯的交替二元共聚物，选用日本旭硝子150P。
将该氟橡胶组合物压延成薄片后与硅橡胶薄片叠合在一起，形成氟橡胶层与硅橡胶层的半成品，然后进行加热硫化使氟橡胶层与硅橡胶层粘合固定，获得橡胶制品，其中，硅橡胶薄片由市售的含双二五的固体甲基乙烯硅橡胶压延而成，100份固体甲基乙烯基硅橡胶中含双二五0.5份。
上述加热硫化具体条件为硫化压力3MPa，温度165～175℃，时间20min。
实施例2
本实施例提供的可与硅橡胶共硫化粘结的氟橡胶组合物，其原料配方如表1所示。
将该氟橡胶组合物压延成薄片后与硅橡胶薄片叠合在一起，形成氟橡胶层与硅橡胶层的半成品，然后进行加热硫化使氟橡胶层与硅橡胶层粘合固定，获得橡胶制品，其中，硅橡胶薄片由市售的含双二五的固体甲基乙烯硅橡胶压延而成，100份固体甲基乙烯基硅橡胶中含双二五0.6份。
上述加热硫化具体条件为硫化压力3MPa，温度165～175℃，时间20min。
实施例3
本实施例提供的可与硅橡胶共硫化粘结的氟橡胶组合物，其原料配方如表1所示。其他同实施例1。
实施例4
本实施例提供的可与硅橡胶共硫化粘结的氟橡胶组合物，其原料配方如表1所示。
本例中，三元氟橡胶使用过氧化物硫化的三元氟橡胶，选用苏威P757。
其他同实施例1。
对比例1
本对比例提供的可与硅橡胶共硫化粘结的氟橡胶组合物，其原料配方参见表1。其他同实施例1。
对比例2
本对比例提供的可与硅橡胶共硫化粘结的氟橡胶组合物，其原料配方参见表1。其他同实施例1。
对比例3
本对比例提供的可与硅橡胶共硫化粘结的氟橡胶组合物，其原料配方参见表1。其他同实施例1。
表1为实施例1～4和对比例1～3的氟橡胶组合物的原料配方
对实施例1～4和对比例1～3获得的橡胶制品进行性能检测，结果如表2所示。
表2为实施例1～4和对比例1～3获得的橡胶制品的性能测试结果
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种橡胶制品，包括相互粘合在一起的氟橡胶层和硅橡胶层，所述氟橡胶层采用氟橡胶组合物制成，其特征在于：所述氟橡胶组合物的原料包括橡胶组分、交联剂和过氧化物引发剂，所述橡胶组分为四丙氟橡胶与乙丙橡胶的混合物，其中，所述交联剂为含乙烯基的聚丁二烯且所述交联剂与橡胶组分的质量比为0.03~0.05：1，所述四丙氟橡胶占所述橡胶组分总重量的至少50%；
所述过氧化物引发剂与橡胶组分的质量比为0.01~0.03：1；
所述过氧化物引发剂为二（叔丁基过氧化异丙基）苯、过氧化二异丙苯中的一种或几种的组合；
所述橡胶制品是通过使氟橡胶层和硅橡胶层贴合在一起，然后进行加热共硫化使所述氟橡胶层和硅橡胶层粘合形成化学键交联的固定。
2.根据权利要求1所述的橡胶制品，其特征在于：所述交联剂为液体聚丁二烯。
3.根据权利要求1所述的橡胶制品，其特征在于：所述四丙氟橡胶占所述橡胶组分总重量的50~65%。
4.根据权利要求1所述的橡胶制品，其特征在于：按重量份计，所述氟橡胶组合物的原料包括100份橡胶组分、20~50份填料、1~3份过氧化物引发剂及3~5份交联剂。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的橡胶制品，其特征在于：所述硅橡胶层采用含过氧化物硫化剂的固体混炼胶制成。
6.一种如权利要求1~5中任一项所述的橡胶制品的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括使氟橡胶层和硅橡胶层贴合在一起，然后进行加热共硫化使所述氟橡胶层和硅橡胶层粘合形成化学键交联的固定。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述加热共硫化的硫化条件为硫化压力3~5MPa、硫化温度165~185℃、时间10~25min。
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