一种全氟醚橡胶密封件的制作方法

本发明属于橡胶材料，具体涉及一种全氟醚橡胶密封件。

背景技术：

1、目前光电行业涉及设备多数运行环境较为恶劣，比如在高温条件、氮气环境下运行，其中氮气会在高温条件下反应为氨气，氨气分解后显碱性。这种环境下o型普通橡胶密封圈难以满足设备密封效果。长期处于高温、碱性的环境会对橡胶分子主链构成侵蚀，造成橡胶性能劣化，导致密封失效。

2、材料性能是密封制品性能好坏的决定性因素，在运行中处于强腐蚀性介质、湿热和高磨损的严酷环境中，由于环境恶劣，所用材料必须能承受化学、高温、高湿和机械的长期负荷，其性能有着特殊的要求。因为一旦密封失效，不仅会大幅增加后续维修成本，还可能导致致命的灾难。因此如何提高密封件的耐腐蚀性能十分必要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种全氟醚橡胶密封件，以解决密封件耐腐蚀性能较差的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种全氟醚橡胶密封件，包括如下重量份原料：全氟醚橡胶100份、改性氧化石墨烯1～5份、交联剂1～5份、填料6～9份、吸酸剂1～5份、促进剂1～2份；所述改性石墨烯为硅烷偶联剂接枝离子液体修饰的氧化石墨烯；所述硅烷偶联剂接枝离子液体为端氨基咪唑类不饱和离子液体和环氧基硅烷偶联剂发生环氧开环反应后得到。全氟醚橡胶分子链中所有的氢原子都被氟原子取代，是一种完全不含c-h键的橡胶。因此全氟醚橡胶相比于其他氟橡胶具有更加优异的化学稳定性，能够在更加苛刻的介质环境中使用。所以本发明中以全氟醚橡胶作为基础胶料。

4、进一步地，所述改性石墨烯通过如下步骤制备：

5、将硅烷偶联剂接枝离子液体加入体积分数80％的乙醇水溶液中，调节体系为酸性，然后加入质量分数为1％的氧化石墨烯乙醇分散液，升温至70℃反应2h，反应结束后依次用乙醇、水洗涤，干燥，得到改性石墨烯。硅烷偶联剂接枝离子液体进行功能化修饰可带来更多的反应活性位点。

6、进一步地，硅烷偶联剂接枝离子液体、乙醇水溶液和氧化石墨烯乙醇分散液的用量比为3～6g：100g：100g。

7、进一步地，硅烷偶联剂接枝离子液体通过如下步骤制备：

8、将烯基咪唑单体和溴乙胺氢溴酸盐加入乙醇中混合，加热回流反应24h，经重结晶、干燥、醇洗得到端氨基咪唑类不饱和离子液体；

9、将端氨基咪唑类不饱和离子液体加入乙醇中搅拌溶解，加入环氧基硅烷偶联剂搅拌分散，设置温度为40～45℃，搅拌反应24h，得到硅烷偶联剂接枝离子液体。

10、进一步地，烯基咪唑单体和溴乙胺氢溴酸盐的用量摩尔比为1.125：1；溴乙胺氢溴酸盐和环氧基硅烷偶联剂的用量摩尔比为1：1。

11、进一步地，所述烯基咪唑单体为乙烯基咪唑和n-烯丙基咪唑中的一种。

12、进一步地，所述交联剂为2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷；

13、填料为炭黑n990、炭黑n774、炭黑n550中的至少一种；

14、所述吸酸剂为氧化锌；

15、促进剂为三烯丙基异氰脲酸酯。

16、进一步地，全氟醚橡胶密封件通过如下步骤制备：

17、按照重量份计，称量原料，将全氟醚橡胶进行塑炼，再将改性氧化石墨烯、交联剂、填料、吸酸剂和促进剂投入密炼机中混炼5～8min；排胶至开炼机压片冷却，得到混炼胶；将混炼胶放入模具中，经过一段硫化、二段硫化取出后自然冷却。

18、进一步地，一段硫化，硫化条件为160℃/13mpa×(20～25)min。

19、进一步地，二段硫化，硫化条件为220℃×24h。

20、本发明的有益效果：

21、本发明制备了一种全氟醚橡胶密封件，将硅烷偶联剂接枝离子液体修饰的氧化石墨烯作为改性氧化石墨烯加入全氟醚橡胶密封件的制备过程中，在保证全氟醚橡胶密封件稳定硬度和拉伸强度情况下，具有良好耐介质性能。

22、本发明中以端氨基咪唑类不饱和离子液体和环氧基硅烷偶联剂发生环氧开环反应制备的改性氧化石墨烯，将离子液体固载在氧化石墨烯上，提高氧化石墨烯的分散性，提升全氟醚橡胶密封件样品的力学性能(例如拉伸强度)；改性氧化石墨烯的中不仅引入了离子液体，还通过离子液体引入了可以参与交联的双键，还可以通过离子-π作用和π-π作用将石墨烯与橡胶基材进行“锚固”，进而充分发挥氧化石墨烯在橡胶基材中提升力学性能和充当阻隔介质的作用。

1.一种全氟醚橡胶密封件，其特征在于，包括如下重量份原料：全氟醚橡胶100份、改性氧化石墨烯1～5份、交联剂1～5份、填料6～9份、吸酸剂1～5份、促进剂1～2份；所述改性石墨烯为硅烷偶联剂接枝离子液体修饰的氧化石墨烯；所述硅烷偶联剂接枝离子液体为端氨基咪唑类不饱和离子液体和环氧基硅烷偶联剂反应后得到。

2.根据权利要求1所述的一种全氟醚橡胶密封件，其特征在于，所述改性石墨烯通过如下步骤制备：

3.根据权利要求2所述的一种全氟醚橡胶密封件，其特征在于，硅烷偶联剂接枝离子液体、乙醇水溶液和氧化石墨烯乙醇分散液的用量比为3～6g：100g：100g。

4.根据权利要求1所述的一种全氟醚橡胶密封件，其特征在于，所述硅烷偶联剂接枝离子液体通过如下步骤制备：

5.根据权利要求4所述的一种全氟醚橡胶密封件，其特征在于，烯基咪唑单体和溴乙胺氢溴酸盐的用量摩尔比为1.125：1；溴乙胺氢溴酸盐和环氧基硅烷偶联剂的用量摩尔比为1：1。

6.根据权利要求4所述的一种全氟醚橡胶密封件，其特征在于，所述烯基咪唑单体为乙烯基咪唑和n-烯丙基咪唑中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种全氟醚橡胶密封件，其特征在于，所述交联剂为2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷；

8.根据权利要求1所述的一种全氟醚橡胶密封件，其特征在于，通过如下步骤制备：

9.根据权利要求8所述的一种全氟醚橡胶密封件，其特征在于，一段硫化，硫化条件为160℃/13mpa×(20～25)min。

10.根据权利要求8所述的一种全氟醚橡胶密封件，其特征在于，二段硫化，硫化条件为220℃×24h。