本發明屬于化工材料領域，具體涉及一種高抗撕裂型無色透明氟橡膠及其制備方法和用途。
背景技術：
1、相較于硅橡膠而言，氟橡膠具有更好的耐用性、耐候性及耐臟污性能，開發透明化氟橡膠材料能夠更好地滿足智能穿戴設備對外觀、觸感及長期可靠性的多元化使用需求。然而，氟橡膠復合材料難以像聚氨酯、硅橡膠那樣容易實現高透明，其實際應用必須添加吸酸劑、補強劑、硫化體系等多種配合組分才能滿足加工與使用性能。目前市場上的用可穿戴設備的氟橡膠復合材料中添加的補強劑（如炭黑、硅藻土、硅酸鹽、碳酸鹽類、硫酸鹽等）、吸酸劑（如氧化鎂、氧化鈣、氧化鈦、氧化鋅等）、硫化劑等物質均為非透明組分，導致所得氟橡膠復合材料普遍不具備透明外觀；若僅通過精簡配方、少量添加二氧化硅來嘗試提升透光性，則會出現透明度偏低、力學性能不足等問題，難以滿足實際使用要求。
2、中國專利申請cn120554865a公開了一種無色透明的氟橡膠智能穿戴材料，以氟橡膠、硫化劑、促進劑及含氟樹脂微粉為主要原料，通過不同尺度含氟樹脂微粉復配改善分散性，在保證透明性的同時提升了材料的拉伸強度與斷裂伸長率。但含氟樹脂微粉表面能低、化學惰性強、缺乏活性官能團，與氟橡膠基體僅能形成較弱的物理界面結合，難以構建連續有效的填料網絡，致使材料抗撕裂性能較差，在結構復雜、受力多變的高端智能穿戴場景中受限明顯。
3、因此，如何在保證氟橡膠高透明性的前提下，顯著提升其抗撕裂強度，同時兼顧綜合力學性能，已成為當前透明氟橡膠在智能穿戴領域亟待解決的技術難題。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種高抗撕裂型無色透明氟橡膠及其制備方法和用途。
2、本發明提供了一種透明氟橡膠，它的制備方法包括以下步驟：（1）先將氟橡膠生膠塑煉，再加入聚氨酯丙烯酸酯齊聚物混合均勻，然后加入含氟樹脂微粉混合均勻，最后加入橡膠助劑混煉均勻，得混煉膠；（2）混煉膠經開煉、成型、硫化后即得。
3、進一步地，所述橡膠助劑包括硫化劑、促進劑、活性劑、加工助劑中至少一種。
4、進一步地，透明氟橡膠是以包括如下重量份數的原料制得：氟橡膠生膠100份、聚氨酯丙烯酸酯齊聚物1~8份、含氟樹脂微粉15~50份、硫化劑1~5份、促進劑1~5份。
5、進一步地，透明氟橡膠是以包括如下重量份數的原料制得：氟橡膠生膠100份、聚氨酯丙烯酸酯齊聚物2~5份、含氟樹脂微粉15~25份、硫化劑2~4份、促進劑1~2份。
6、進一步地，所述氟橡膠生膠為過氧氟橡膠；所述聚氨酯丙烯酸酯齊聚物的官能度為3~6，60℃下的黏度為500~3500mpa?s；所述含氟樹脂微粉選自聚四氟乙烯微粉、聚三氟氯乙烯微粉、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-乙烯共聚物中任意一種。
7、進一步地，所述聚氨酯丙烯酸酯齊聚物為含氟聚氨酯丙烯酸酯齊聚物。
8、進一步地，所述的硫化劑選自2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基)己炔-3或過氧化二異丙苯中至少一種；所述的促進劑選自三烯丙基異氰脲酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或二乙烯基苯中至少一種。
9、本發明還提供透明氟橡膠的制備方法，包括以下步驟：
10、（1）將氟橡膠生膠塑煉，再加入聚氨酯丙烯酸酯齊聚物混合均勻，然后加入含氟樹脂微粉混合均勻，最后加入橡膠助劑混煉均勻，得混煉膠；
11、（2）混煉膠經開煉、成型、硫化后即得。
12、進一步地，步驟（1）中，所述氟橡膠生膠塑煉的溫度為50~70℃；步驟（2）中，所述硫化前將成型后的混煉膠停放20~30小時；所述硫化的溫度為150~170℃，時間為5~15min。
13、本發明還提供透明氟橡膠在制備智能穿戴設備中的用途。
14、本發明通過添加聚氨酯丙烯酸酯齊聚物并配合先加入聚氨酯丙烯酸酯齊聚物混合均勻，再加入含氟樹脂微粉混合均勻的特定工藝制得了具有高抗撕裂性和高透明度的氟橡膠，且保持優異的硬度、拉伸強度和斷裂伸長率，為透明氟橡膠在智能穿戴領域的應用擴展了范圍。
15、具體地，本發明通過氟橡膠的常規硫化（硫化劑）形成主交聯網絡，而多官能聚氨酯丙烯酸酯通過自由基交聯形成次交聯網絡，兩者實現同步交聯、分子鏈互穿，形成氟橡膠-聚氨酯丙烯酸酯互穿聚合物網絡（ipn），提升了整體網絡強韌性，使交聯密度顯著提升，應力能在雙網絡中均勻分散，避免局部應力集中引發裂紋；且聚氨酯丙烯酸酯的分子鏈含柔性聚氨酯段（軟段）和剛性丙烯酸酯交聯段（硬段），軟段能提升體系韌性和回彈性，裂紋擴展時可通過軟段的拉伸和纏結消耗撕裂能，硬段則能作為物理支點阻擋裂紋延伸，解決純氟橡膠網絡韌性不足的問題。同時，聚氨酯丙烯酸酯是極性聚合物，分子鏈含-nh-、-c=o、-o-等極性基團，可以與氟橡膠和含氟樹脂微粉的表面形成弱偶極相互作用；對聚氨酯丙烯酸酯進行簡單氟改性（接枝短氟碳鏈），還能實現氟-氟相溶，讓聚氨酯丙烯酸酯分子鏈錨固在氟橡膠和氟樹脂微粉表面，成為界面橋接劑，避免受力時界面脫粘形成裂紋源。氟橡膠、硫化劑、多官能聚氨酯丙烯酸酯和含氟樹脂微粉的相互作用，形成強韌性的交聯網絡結構，在保證氟橡膠透明度、硬度、拉伸強度和斷裂伸長率的同時，顯著提升其抗撕裂性能。
16、并且，本發明聚氨酯丙烯酸酯齊聚物和含氟樹脂微粉的加入順序至關重要，實驗證明，調換三官能聚氨酯丙烯酸酯齊聚物和聚四氟乙烯微粉的加入順序，會顯著降低氟橡膠的透光性、抗撕裂性能和其他力學性能。聚氨酯丙烯酸酯齊聚物的官能度也對氟橡膠的抗撕裂性能具有明顯的影響，只有三官能及以上的聚氨酯丙烯酸酯齊聚物才能顯著提高氟橡膠的抗撕裂性能，但官能度過高，超過六官能度后不僅會導致橡膠局部交聯密度過高，使氟橡膠交聯網絡均一性下降，降低其拉伸強度和斷裂伸長率，還會降低氟橡膠的透光性；同時，聚氨酯丙烯酸酯齊聚物的黏度過小和添加量過大也會影響氟橡膠的斷裂伸長率，不利于氟橡膠的綜合性能，黏度過大的聚氨酯丙烯酸酯齊聚物還會降低氟橡膠的透光性。
17、因此，在先加入聚氨酯丙烯酸酯齊聚物混合均勻，再加入含氟樹脂微粉混合均勻的特定工藝下，還需要平衡聚氨酯丙烯酸酯齊聚物的官能度、黏度和添加量，來制得具有高抗撕裂性和高透明度且其他力學性能優異的氟橡膠。
18、顯然，根據本發明的上述內容，按照本領域的普通技術知識和慣用手段，在不脫離本發明上述基本技術思想前提下，還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更。
19、以下通過實施例形式的具體實施方式，對本發明的上述內容再作進一步的詳細說明。但不應將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例。凡基于本發明上述內容所實現的技術均屬于本發明的范圍。
1.一種透明氟橡膠，其特征在于，它的制備方法包括以下步驟：（1）先將氟橡膠生膠塑煉，再加入聚氨酯丙烯酸酯齊聚物混合均勻，然后加入含氟樹脂微粉混合均勻，最后加入橡膠助劑混煉均勻，得混煉膠；（2）混煉膠經開煉、成型、硫化后即得。
2.根據權利要求1所述的透明氟橡膠，其特征在于，所述橡膠助劑包括硫化劑、促進劑、活性劑、加工助劑中至少一種。
3.根據權利要求2所述的透明氟橡膠，其特征在于，它是以包括如下重量份數的原料制得：氟橡膠生膠100份、聚氨酯丙烯酸酯齊聚物1~8份、含氟樹脂微粉15~50份、硫化劑1~5份、促進劑1~5份。
4.根據權利要求3所述的透明氟橡膠，其特征在于，它是以包括如下重量份數的原料制得：氟橡膠生膠100份、聚氨酯丙烯酸酯齊聚物2~5份、含氟樹脂微粉15~25份、硫化劑2~4份、促進劑1~2份。
5.根據權利要求1~4任一項所述的透明氟橡膠，其特征在于，所述氟橡膠生膠為過氧氟橡膠；所述聚氨酯丙烯酸酯齊聚物的官能度為3~6，60℃下的黏度為500~3500mpa?s；所述含氟樹脂微粉選自聚四氟乙烯微粉、聚三氟氯乙烯微粉、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-乙烯共聚物中任意一種。
6.根據權利要求5所述的透明氟橡膠，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯齊聚物為含氟聚氨酯丙烯酸酯齊聚物。
7.根據權利要求2~4任一項所述的透明氟橡膠，其特征在于，所述的硫化劑選自2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基)己炔-3或過氧化二異丙苯中至少一種；所述的促進劑選自三烯丙基異氰脲酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或二乙烯基苯中至少一種。
8.權利要求1~7任一項所述透明氟橡膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述氟橡膠生膠塑煉的溫度為50~70℃；步驟（2）中，所述硫化前將成型后的混煉膠停放20~30小時；所述硫化的溫度為150~170℃，時間為5~15min。
10.權利要求1~7任一項所述的透明氟橡膠在制備智能穿戴設備中的用途。