[發(fā)明專利]具有低溶脹趨勢的可固化氟彈性體

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880080911.6
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN111465649A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·蘭齊納
• 申請（專利權(quán)）人: 科德寶兩合公司
• 主分類號: C08L27/16
• 分類號: C08L27/16
• 代理公司: 北京市君合律師事務(wù)所 11517
• 代理人: 顧云峰;吳龍瑛

本發(fā)明涉及具有低溶脹趨勢的可固化的氟彈性體組合物，其包含：A)可固化的氟彈性體；B)固化體系；和C)基于氟彈性體和含氮聚合物的總重量，0.1重量％至30重量％的含氮聚合物，所述含氮聚合物選自聚酰胺、聚酰亞胺及其混合物和/或共聚物；其中所述含氮聚合物是平均粒徑在0.15至70μm范圍內(nèi)的顆粒形式和/或平均纖維直徑在0.15至70μm范圍內(nèi)的纖維形式。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有低溶脹趨勢的可固化的氟彈性體。

背景技術(shù)

含氟彈性體(FKM)具有出色的物理和化學(xué)特性，例如高耐熱性、耐油性和耐化學(xué)性，因此被廣泛用作密封材料。氟彈性體的例子包括含有偏二氟乙烯(VF2)單體和至少一種其他可共聚的含氟單體的共聚物，含氟單體例如是六氟丙烯(HFP)、四氟乙烯(TFE)、三氟氯乙烯(CTFE)、氟乙烯(VF)和氟乙烯醚，例如全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)。PAVE的具體實(shí)例包括全氟(甲基乙烯基醚)、全氟(乙基乙烯基醚)和全氟(丙基乙烯基醚)。

為了改善其機(jī)械性能，例如抗拉強(qiáng)度或伸長率，使彈性體固化，即，使之硫化或交聯(lián)。在氟彈性體的情況下，這通常是通過將未固化的聚合物(即氟彈性體橡膠)與多官能固化劑混合并加熱所得混合物來實(shí)現(xiàn)的。其中發(fā)生固化劑與沿著聚合物結(jié)構(gòu)或側(cè)鏈的活性位點(diǎn)的化學(xué)反應(yīng)，由此獲得具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的交聯(lián)的聚合物組合物。

氟彈性體的常用固化劑包括自由基產(chǎn)生劑，例如有機(jī)過氧化物，與多功能交聯(lián)凝結(jié)劑(Vernetzungskoagenz)的組合。典型地，將金屬氧化物添加到該組合物中以改善固化反應(yīng)(即，固化強(qiáng)度和固化速率兩者)。然而，使用金屬氧化物的缺點(diǎn)在于，當(dāng)長時(shí)間或在較高溫度下有機(jī)酸或酸性介質(zhì)與烴類添加劑(燃料，油)接觸時(shí)，在此過程中得到的固化的氟彈性體具有很高的體積溶脹度(例如20-200體積％)，這可能導(dǎo)致密封失效。通過從組合物中排除金屬氧化物，可以防止或至少最小化這種溶脹。然而，這導(dǎo)致彈性體的高溫特性，特別是高溫下的拉伸強(qiáng)度的劣化。此外，從組合物中排除金屬氧化物的氟彈性體材料顯示出明顯增加的成形污染趨勢，這被認(rèn)為是惡化的加工性能。

WO 2014088919(A1)描述了一種可固化的氟彈性體組合物，其包含：A)可過氧化固化的氟彈性體；和B)有機(jī)過氧化物；C)多功能助劑；D)基于氟彈性體和聚酰胺的總重量，0.5重量％至30重量％的聚酰胺。氟彈性體組合物的制備包括以下步驟：A)提供可過氧化固化的氟彈性體；B)提供具有熔融溫度或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰胺；C)在高于聚酰胺的熔融溫度或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(以較高者為準(zhǔn))的溫度下將可過氧化固化的氟彈性體與聚酰胺混合；D)冷卻聚合物混合物，以固化聚酰胺；以及E)在低于聚酰胺的熔融溫度或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(以較低者為準(zhǔn))的溫度下，將過氧化物固化劑和多功能助劑加入聚合物共混物中。

通過所述的制備方法，將聚酰胺以熔融形式摻入到氟彈性體中。由此氟彈性體組合物作為聚合物共混物存在，也就是說，聚酰胺以分子分布或微觀分散的方式存在于氟彈性體中。在實(shí)際測試中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，即使在不存在金屬氧化物的情況下，這種氟彈性體組合物也能很好地固化，因此實(shí)現(xiàn)其很小的溶脹趨勢和良好的耐熱性。然而，這些組合物的缺點(diǎn)是它們顯示出不令人滿意的壓縮永久變形。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種氟彈性體組合物，該組合物除了具有低溶脹趨勢和良好的耐熱性之外，還顯示出良好的壓縮永久變形。

該目的通過包含以下成分的可固化的氟彈性體組合物來實(shí)現(xiàn)：

A)優(yōu)選可自由基固化的氟彈性體；

B)固化體系；和

C)在各種情況下，基于含氟彈性體和含氮聚合物的總重量，0.1重量％至30重量％的含氮聚合物，所述含氮聚合物選自：聚酰胺、聚酰亞胺、它們的混合物和/或共聚物，其中含氮聚合物以平均粒徑在0.15至70μm范圍內(nèi)的顆粒形式和/或平均纖維直徑在0.15至70μm范圍內(nèi)的纖維形式存在。