部分氟化的弹性体及其制备和使用方法_3

文档序号:9438088阅读:来源:国知局
二締丙醋)狂抓)和N,N'-间亚苯基双马来亚胺 阴离子,可W执行使用过氧化物的交联。有机过氧化物的示例包括过氧化苯甲酯、二枯基过 氧化物、二-叔下基过氧化物、2, 5-二-甲基-2, 5-二-叔下基过氧己烧、2, 4-二氯过氧化 苯甲酯、1,1-双(叔下基过氧)-3, 3, 5-S甲基氯己烧、叔下基过氧异丙基碳酸醋(TBIC)、 叔下基过氧2-乙基己基碳酸醋灯邸C)、叔-戊基过氧2-乙基己基碳酸醋、叔-己基过氧异 丙基碳酸醋、碳过氧酸、0,0' -1,3-丙烷二基00,00' -双(1,1-二甲基乙基)醋、叔下基过 氧苯甲酸醋、叔-己基过氧-2-乙基己酸醋、叔下基过氧-2-乙基己酸醋、二(4-甲基苯甲 酷基)过氧化物、月桂基过氧化物和过氧化环己酬。其它合适的过氧化物固化剂在美国专 利5, 225, 504CTatsu等人)中列出。所用的过氧化物固化剂的量通常将为0. 1至5重量份 每100份含氣聚合物,优选地为1至3重量份每100份含氣聚合物。其它常规的自由基引 发剂适合与本公开一起使用。
[0047] 通常通过使用多元醇化合物作为交联剂,交联助剂诸如锭盐、鑽;盐和亚胺盐,和 二价金属诸如儀、巧、或锋的氨氧化物或氧化物,来执行使用多元醇的交联。多元醇化合物 的示例包括双酪AF、双酪A、双酪S、二径基二苯甲酬、对苯二酪、2, 4, 6-S琉基-均S嗦、 4, 4' -硫代二苯酪W及它们的金属盐。
[0048] 通常通过使用聚胺化合物作为交联剂,和二价金属诸如儀、巧、或锋的氧化物,来 执行使用聚胺的交联。聚胺化合物或聚胺化合物前体的示例包括六亚甲基二胺及其氨基甲 酸醋、4, 4'-双(氨基环己基)甲烧及其氨基甲酸醋和N,N'-双肉桂醒缩-1,6-六亚甲基二 胺。
[0049]由二价金属的氨氧化物、氧化物等构成的该交联剂、交联助剂和酸接受剂各自可 W按常规的已知量来使用,并且所用量可W通过本领域技术人员在考虑与含氣聚合物的可 混溶性、交联含氣聚合物的机械强度、收益性等等的情况下适当地确定。参与交联的运些组 分中的每种的使用量可W为(例如)每100质量份含氣聚合物约1质量份或更多、约5质量 份或更多、约10质量份或更多、或约15质量份或更多、和约60质量份或更少、约40质量份 或更少、约30质量份或更少、或约20质量份或更少。参与交联的组分的总量可W(例如) 为每100质量份含氣聚合物约1质量份或更多、约5质量份或更多、或约10质量份或更多、 和约60质量份或更少、约40质量份或更少、或约30质量份或更少。
[0050] 在本公开中,组合物中存在少量的离子液体(即,基于部分氣化的聚合物和离子 液体的总重量少于10重量%、8重量%、6重量%、5重量%、3重量%、2重量%或甚至1重 量%的离子液体)。然而,必须使用足够量的离子液体(例如,基于部分氣化的聚合物和离 子液体的总重量大于0. 0005重量%的离子液体),W便相比于当不存在离子液体时,在本 公开的组合物中得到一些改善(无论是相对于加工还是最终产品特性)。
[0051] 在一个实施例中,基于离子液体和部分氣化的聚合物的总重量,离子液体的量大 于0. 010重量%、0. 020重量%、0. 050重量%、0. 070重量%、0. 10重量%、0. 20重量%或甚 至0. 50重量%并且小于1. 0重量%、0. 90重量%、0. 80重量%或甚至0. 60重量%。
[0052] 在另一个实施例中,基于离子液体和部分氣化的聚合物的总重量,离子液体的量 大于1. 0重量%、2. 0重量%或甚至4. 0重量%并且小于10. 0重量%、9. 0重量%、8. 0重 量%或甚至6. 0重量%。
[0053] 本公开设及包含离子液体与部分氣化的聚合物的可混溶共混物的组合物。如本文 所用,可混溶共混物表示离子液体和部分氣化的聚合物的共混物为分子级分散体(其不同 于微相分离或分散,例如凝胶)并且该可混溶共混物将相当于一种组分。换句话讲,可混溶 共混物将具有单一玻璃化转变溫度(Tg)。在本公开中,可混溶共混物的单一Tg将与部分氣 化的聚合物的Tg基本上相同。如果离子液体和含氣聚合物的共混物为不可混溶的,那么将 观察到两个Tg并且运两个Tg中的至少一个将与含氣聚合物的Tg相同。
[0054]玻璃化转变溫度(Tg)为聚合物从无定形态转变至玻璃态时的溫度。Tg可W根据 本领域的普通技术人员已知的任何技术进行测定。例如,差示扫描量热法值SC)或确定使 用动态力学分析仪对通过损耗模量(G")除W储能模量佑')计算的tan5(tan5 =G"/ G')的峰值溫度可W用于确定玻璃化转变溫度。当使用相同的测量技术时,根据本公开的 可混溶共混物(包括部分氣化的聚合物(无论是固化还是未固化)和离子液体)的Tg将 与部分氣化的聚合物(无论是固化还是未固化)的Tg基本上相同。换句话讲,当把离子液 体添加到部分氣化的聚合物时,与离子液体共混的部分氣化的聚合物的TgW小于:TC、2°C、 rc或甚至0°C而不同于部分氣化的聚合物自身的Tg。
[00巧]已经发现,通过将少量的离子液体添加到部分氣化的聚合物,包含弹性体胶的组 合物可具有除别的W外改善的固化速度、较低的口尼粘度和/或改善的压缩形变。
[0056] 离子液体被称为离子导电液体。参见例如MasayoshiWatan油e和Tomoo,固态离 子学,第86卷-第88卷(1996)第353页-第356页。在一个实施例中,因为对部分氣化 的聚合物使用少量(例如,少于10重量%)的离子液体,所W离子液体基本上不改变部分 氣化的聚合物的离子特性。如本文所用,尽管添加少量的离子液体可W改变含氣聚合物胶 的电导率,但基本上改变意味着将离子液体添加到部分氣化的聚合物既不使部分氣化的聚 合物从非导电材料(即,小于108S/cm)变成半导电材料(即,在108S/cm和l〇iS/cm之间) 或导电材料(即,大于l〇iS/cm),也不使部分氣化的聚合物从半导电材料变成导电材料。
[0057] 在本公开的一个实施例中,组合物为非导电的意味着所述组合物具有小于约 1X10ss/cm、1X10 9s/cm或甚至 1X10i°S/cm的电导率。
[0058] 离子液体的用量和其对于所得组合物的影响可根据所用的离子液体、所采用的部 分氣化的聚合物组合物和固化体系而改变。例如,在一个实施例中,当使用少量的离子液体 时,压缩形变增大。在另一个实施例中,当使用少量的离子液体时,压缩形变的压缩形变不 变或稍微降低,但固化时间缩短。在另一个实施例中,当使用少量的离子液体时,n尼粘度 降低。
[0059] 尽管不想受理论的限制,但据信在一个实施例中,离子液体,其可具有对于聚合物 和固化剂的溶解度,可改善该组合物的均匀性,并且因此改善例如固化速度和/或压缩形 变。
[0060] 当制造商丢弃溶剂时,由于花费和/或环境方面的原因,在一个实施例中,可W用 离子液体取代传统的挥发性溶剂(诸如乙醇或甲醇),当将固体固化剂渗入到聚合物中时, 离子液体已被用于使固体固化剂溶解或分散。
[006。在一个实施例中,当在23°C下W2. 4rpm(每分钟转数)漉社1小时时,固体固化 剂(或固化剂)在离子液体中可溶(即无色透明或混浊的)。在一个实施例中,当在40°C下W2. 4巧m漉社16小时时,固体固化剂(或固化剂)在离子液体中可溶(即无色透明或 混浊的)。
[0062] 例如,出于增强强度或赋予功能性的目的,可W将常规辅助剂诸如例如酸受体、加 工助剂或着色剂添加到所述组合物。
[0063]此类填料包括:有机或无机填料,诸如粘±、二氧化娃(Si〇2)、氧化侣、铁红、滑石、 娃藻±、硫酸领、娃灰石(CaSi化)、碳酸巧(CaC〇3)、氣化巧、氧化铁、氧化铁和炭黑填料、聚 四氣乙締粉末、PFACTFE/全氣乙締基酸共聚物)粉末、导电填料、散热填料等可被作为任选 组分添加到所述组合物。本领域技术人员能够选择所需量的特定填料来实现硫化化合物的 期望物理特性。填料组分可W产生能够保持优选弹性和物理张力(如由伸长率和抗拉强度 值所指示的)并同时保持期望特性诸如在较低溫度(TR-10)下的回缩的化合物。
[0064]在一个实施例中,组合物包含少于约40重量%、30重量%、20重量%、15重量%或 甚至10重量%的无机填料。
[0065] 也可将常规的辅助剂渗入到本公开的组合物中W增强所得组合物的特性。例如, 可W采用酸受体W促进化合物的固化稳定性和热稳定性。合适的酸受体可包括氧化儀、氧 化铅、氧化巧、氨氧化巧、亚憐酸氨铅、氧化锋、碳酸领、氨氧化锁、碳酸巧、水滑石、碱性硬脂 酸盐、草酸儀或它们的组合。酸受体优选W在每100重量份聚合物约1份至约20份的范围 内的量使用。
[0066] 包含上述部分氣化的弹性体胶、离子液体和其它组分的溶液或液态分散体可W使 用溶剂诸如酬(例如丙酬、甲基乙基酬、甲基异下基酬)、酸(例如二乙酸、四氨巧喃)和醋 (例如乙酸乙醋、乙酸下醋)来制备,所制备的溶液或液态分散体可W涂覆在基材诸如纸、 纤维、膜、片材、带材、板材、管材、管道、槽和容器的表面上,并且可W通过干燥去除溶剂。运 样,可W形成包含组合物层和基材的制品。
[0067] 用于混合上述部分氣化的弹性体胶、离子液体和其它组分的方法包括(例如)使 用橡胶双漉、压力捏合机或班伯里密炼机来捏合。
[0068] 所述混合物可W然后诸如通过挤出或模制进行处理和成型,W形成各种形状的制 品,诸如由本公开的组合物构成的片材、软管、软管衬里、0形环、垫圈或密封件。然后可W 加热成型制品W固化凝胶组合物并形成固化的弹性体制品。
[0069] 通常在约120°C-220°C的溫度下,优选地在约140°C-200°C的溫度下对混配混合 物施压(即加压固化)约1分钟至约15小时,通常为约1分钟至15分钟的时间。在模制 组合物时,通常使用约700kPa-20,OOOkPa,优选地约3400kPa-6800k化的压力。首先可W用 脱模剂涂覆模具并进行预烘干。
[0070] 模制的硫化橡胶可W在约140°C-240°C的溫度下,优选地在约160°C-230°C的溫 度下于烘箱中进行后固化约1小时-24小时或更长的时间,运取决于样本的横截面厚度。对 于厚的部件,在后固化期间,通常将溫度从所述范围的下限逐步升
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