多羥基可固化含氟彈性體組合物的製作方法
2023-12-03 10:28:36 2
專利名稱：多羥基可固化含氟彈性體組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及多羥基可固化含氟彈性體組合物，所述組合物包含i)含氟彈性體，ii)多羥基固化劑，iii)固化促進劑和iV)氧化鑭(III)。
背景技術：
具有優異的耐熱性、耐油性和耐化學品性的含氟彈性體被廣泛應用於密封材料、容器和軟管。含氟彈性體的例子包括共聚物，所述共聚物包含偏二氟乙烯(VF2)的單元和至少一種其它可共聚的含氟單體如六氟丙烯(HFP)、四氟乙烯(TFE)、三氟氯乙烯(CTFE)、氟乙烯(VF)和氟代乙烯基醚如全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)的單元。PAVE的具體例子包括全氟(甲基乙烯基醚)、全氟(乙基乙烯基醚)和全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)。為了完全顯現如拉伸強度、伸長率和壓縮形變的物理特性，彈性體必須被固化即硫化或交聯。就含氟彈性體來講，這一般通過以下步驟來實現:將未固化的聚合物(即含氟彈性體膠)與多官能的固化劑混合，並且加熱所得混合物，從而促進固化劑與沿聚合物主鏈或側鏈的活性部位的化學反應。由這些化學反應產生的鏈間連接基致使具有三維網絡結構的交聯聚合物組合物的形成。通常用於含氟彈性體的固化劑包括雙官能親核反應物如多羥基化合物。然而，多羥基固化的含氟彈性體製品可表現出不可接受的高體積溶脹，例如50-200體積％ ;當密封件長時間或在升高的溫度下暴露於某些化學品諸如酸時，所述高體積溶脹可導緻密封失效。
發明內容
在一個方面，本發明提供可固化含氟彈性體組合物，所述組合物包含:A)多羥基可固化含氟彈性體；B)多羥基固化劑；C)固化促進劑；和D)每一百重量份含氟彈性體11至60重量份氧化鑭。
具體實施例方式本發明涉及多羥基可固化含氟彈性體組合物；當固化時，其具有在酸中降低的體積溶脹。當長時間和/或在升高的溫度下暴露於酸時，此類氟橡膠製品具有令人驚奇的低體積溶脹，即小於10體積％， 優選小於5體積％。所述固化的含氟彈性體組合物具有多種最終用途，包括化學品傳送及分配軟管和機動車空氣管理系統軟管以及其中曲軸箱和廢氣再循環(EGR)蒸氣產生酸性環境的管材。所述機動車應用包括渦輪增壓的空氣軟管、曲軸箱強制通風(PCV)管材和EGR傳感器軟管和管材。固化的氟橡膠製品包括但不限於密封件、墊圈、O形環、管材、多層軟管、閥門填料和振動膜的酸性蒸氣或流體接觸層。適用於本發明的含氟彈性體是多羥基可固化的那些。所謂「多羥基可固化的」是指已知與多羥基固化劑如雙酚AF交聯的含氟彈性體。此類含氟彈性體包括沿著彈性體聚合物主鏈具有多個碳-碳雙鍵的那些，以及包含易於脫氟化氫的部位的含氟彈性體。後一種含氟彈性體包括但不限於包含相鄰的偏二氟乙烯(VF2)和六氟丙烯(HFP)共聚單元的那些，以及包含相鄰的VF2 (或四氟乙烯)和氟化共聚單體的共聚單元的含氟彈性體，所述氟化共聚單體具有酸性氫原子，如2-氫五氟丙烯；1-氫五氟丙烯；三氟乙烯；2，3，3，3_四氟丙烯；或3，3，3_三氟丙烯。優選的含氟彈性體包括i)偏二氟乙烯與六氟丙烯以及任選的四氟乙烯(TFE)的共聚物；ii)偏二氟乙烯與全氟(烷基乙烯基醚)如全氟(甲基乙烯基醚)、2_氫五氟乙烯以及任選的四氟乙烯的共聚物；iii)四氟乙烯與丙烯和3，3，3-三氟丙烯的共聚物；iv)四氟乙烯、全氟(甲基乙烯基)醚和六氟-2-(五氟苯氧基)-1-(三氟乙烯氧基)丙烷的共聚物；以及V)乙烯與四氟乙烯、全氟(甲基乙烯基)醚和3，3，3-三氟丙烯的共聚物。除了含氟彈性體以外，本發明的可固化組合物包含多羥基固化體系，意指多羥基固化劑、硫化(或固化)促進劑以及氧化鑭(III)化合物。後者既擔當交聯性反應期間的酸受體以有利於含氟彈性體的脫氟化氫，又擔當酸清除劑以便清除任何酸性物質，諸如在固化反應期間或由於固化的含氟彈性體製品暴露於酸性流體或蒸氣產生的那些。可固化組合物包含每100重量份含氟彈性體0.4至4重量份(優選I至2.5份)，即0.4-4phr (優選1-2.5phr)的多羥基固化劑(或其衍生物)。典型的多羥基交聯劑包括二羥基、三羥基和四羥基苯、萘和蒽，以及下式的雙酚
權利要求
1.可固化含氟彈性體組合物，包含: A)多羥基可固化含氟彈性體； B)多羥基固化劑； C)固化促進劑；和 D)每一百重量份含氟彈性體11至60重量份氧化鑭。
2.根據權利要求1所述的可固化含氟彈性體組合物，其中所述氧化鑭的含量為每一百重量份含氟彈性體15至40重量份。
3.根據權利要求1所述的可固化含氟彈性體組合物，其中所述含氟彈性體選自以下的共聚單元:i)偏二氟乙烯與六氟丙烯；ii)偏二氟乙烯與六氟丙烯和四氟乙烯；iii)偏二氟乙烯與全氟(甲基乙烯基醚)和2-氫五氟丙烯；iv)偏二氟乙烯與全氟(甲基乙烯基醚)、2_氫五氟丙烯和四氟乙烯；V)四氟乙烯與丙烯和3，3，3-三氟丙烯；vi)四氟乙烯、全氟(甲基乙烯基醚)和六氟-2-(五氟苯氧基)-1-(三氟乙烯氧基)丙烷；和vii)乙烯與四氟乙烯、全氟(甲基乙烯基醚)和3，3，3-三氟丙烯。
4.根據權利要求1所述的可固化含氟彈性體組合物，其中所述多羥基固化劑選自i)二羥基_、三羥基-和四羥基-苯 、-萘和-蒽； )下式的雙酚
5.根據權利要求1所述的可固化含氟彈性體組合物，其中所述固化促進劑選自季銨鹽、叔鋶鹽和季情鹽。
6.從權利要求1所述的組合物獲得的固化的含氟彈性體製品。
7.根據權利要求6所述的固化的含氟彈性體製品，如通過ASTMD471-96測定的，在50°C下暴露於37%鹽酸70小時後，所述製品具有小於10體積％的體積溶脹。
全文摘要
本發明公開了可固化組合物，所述組合物包含多羥基可固化含氟彈性體、多羥基固化劑、固化促進劑和每一百重量份含氟彈性體11至60重量份氧化鑭(III)。由其製得的固化的製品抵抗在酸中的體積溶脹。
文檔編號C08L27/12GK103249774SQ201180058983
公開日2013年8月14日 申請日期2011年11月17日 優先權日2010年12月7日
發明者C.S.格蘭特 申請人:納幕爾杜邦公司