含氟弹性体、具有该含氟弹性体的树脂组合物及制备方法与流程

文档序号:12104249阅读:473来源:国知局

本发明涉及一种耐极低温含氟弹性体及其组合物。更具体地说,本发明涉及一种填料的表面改性方法,使其与耐极低温含氟弹性体的相容性增加,以提高其交联性能。用本发明方法可容易地提高所述含氟弹性体组合物的交联性能,所得制品具有耐低温性优异、压缩永久变形率低、物理机械性能优异等特点。



背景技术:

含氟弹性体是指主链或侧链上的碳原子接有电负性极强的氟原子的一种合成弹性体。由于C-F键能很大,而且氟原子的共价半径相当于C-C键长的一半,因此氟原子可以把C-C主链很好地屏蔽,使其具有超强稳定性。这一特性使氟弹性体有其他弹性体无法比拟的优异性能,如耐油、耐化学药品性,良好的物理机械性能以及耐候性、电绝缘性和抗辐射性。因此含氟弹性体在航空、航天、汽车、石油等苛刻环境中有广泛应用,是国防尖端工业中无法替代的关键材料。

然而含氟弹性体也有自身不足的地方,即低温性能欠佳。1986年1月28日“挑战者”号航天飞机升空73秒后爆炸,直接原因就是助推器尾部外壳连接间的两个氟橡胶密封圈在低温下失效,使用温度比橡胶允许使用温度低约6℃,而引起的恶性事故。同样的原因,美国国家航空航天局发射“Endea Nour”号航天飞机推迟2周的时间。随着汽车、航空、航天等工业的飞速发展,对氟橡胶的需求量不断增加,对氟橡胶的性能,特别是耐低温性能提出了更高的要求。

近年来,为改善含氟弹性体的耐低温性,国内外尝试了多种方法。这些方法可分为两种:一种是将氟橡胶和其他耐低温优良的橡胶共混并用;一种是通过共聚手段,改变分子链的低温柔顺性,在氟橡胶分子主链或侧链上引入耐低温的特性基团。

目前国外的研究趋势主要是通过改变共聚方法,在氟橡胶主链上或侧链上引入特性基团来改善低温柔顺性。杜邦(Dupont)公司最先研制的耐低温氟橡胶Viton GLT是偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚(PMVE)和4-溴-3,3,4,4-四氟-1-丁烯(BTFB)的四元共聚物,其中BTFB是交联点单体。通过改变共聚组成,得到不同氟含量的共聚物,从而使其具有不同的耐介质性能和耐低温性能。相比普通氟橡胶,其具有更好的低温柔顺性,又兼顾了优异的物理机械性能和加工性能。

专利US 4418186公开全氟(烷基乙烯基醚)、偏氟乙烯和第三单体在过硫酸铵引发剂下,乳化剂存在的情况下的聚合方法。得到的聚合物乳液经冷冻,洗涤干燥,得到氟醚橡胶,其玻璃化温度为-21~-36℃。

专利WO0149758A1公开了全氟(甲基乙烯基醚)或者全氟(丙基乙烯基醚)和偏氟乙烯通过自由基聚合得到的氟醚橡胶,其引发剂为过氧化物,得到的弹性体的玻璃化温度为-44℃。

专利US20030670086、EP2002073926319、US20020138069公开了一种氟橡胶的弹性体,其共聚的单元为乙烯、四氟乙烯以及全氟醚,具有优异的低温性能,脆性温度-25~-30℃。

专利US20010009759、EP2001090529616公开了一种氟橡胶的弹性体,其共聚的单元为偏氟乙烯以及全氟乙烯基醚,具有优异的低温性能,脆性温度-30~-33℃。

专利US2004236028、US20040800893公开了一种氟橡胶的弹性体,其共聚结构为-[CF2CFH-O-Rf-CF2CH2O]n-,具有优异的低温性能,脆性温度-35℃左右。

专利US20010956681、US20010956681公开了一种氟橡胶的弹性体,其共聚的单元为偏氟乙烯、四氟乙烯以及全氟烷基烯烃基醚和2-氢五氟丙烯。具有优异的低温性能,脆性温度-35~-40℃。

专利WO2000US32674公开了一种氟橡胶的弹性体,其共聚的单元为偏氟乙烯、四氟乙烯、全氟烷基烯烃基醚、2-氢五氟丙烯以及碘元素。具有优异的低温性能,脆性温度-45℃左右。

专利US73324396A公开了一种氟橡胶的弹性体,其共聚的单元为偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯以及全氟烷基乙烯基醚。具有优异的低温性能,脆性温度-40~-45℃。

诸如此类专利,虽经全氟烷基烯烃基醚共聚改性后低温性能得到改善,但全氟烷基烯烃基聚醚等单体需采用电解方法制备,单价极为昂贵且产量有限。

通过和其他橡胶并用来改善氟橡胶耐低温性能的研究也在进行。CN200910311651.1公开了氟橡胶与氟醚橡胶共混制耐低温燃油胶管内胶层配方;CN200920164820.9公开了氟橡胶与丁基橡胶复合胶布及使用该复合胶布制作的防护服;CN200810219534.8公开了一种氟橡胶与硅橡胶共混物及其制备方法。该发明涉及一种氟橡胶与硅橡胶共混物及其制备方法。以重量百分比计,氟橡胶与硅橡胶共混物组成如下:氟橡胶12~50%、硅橡胶12~50%、增容剂2.5~10%、吸酸剂2.5~10%、补强填充剂12~35%、结构控制剂0.5~7%、硫化剂0.5~3%和交联助剂;CN201110253701.2公开了一种成本低而性能良好的橡胶复合材料及其制备方法,该复合材料其是由下列原料混配制成:氟橡胶60-70份(重量,下同)、丁苯橡胶30~40份、丁腈橡胶10~15份。此外还有通过加入增塑剂来提高氟橡胶的耐低温性。

无论是添加增塑剂还是和其他橡胶并用来提高氟橡胶的耐低温性,均有自身局限性。提高增塑剂会导致氟橡胶制品的压缩永久变形增大,还会导致氟橡胶耐高温及耐油脂性能降低;采用与其他橡胶共混,使得制品的局部体现的是其他橡胶的性能,耐油和耐溶剂性能均会下降。

因此,本领域仍需要开发一种耐极低温度的含氟弹性体,该含氟弹性体主链引入含耐低温基团的单体,此单体原料易制,共聚可控,并且还具有物理机械性能优异,压缩永久变形低且易于加工等优点。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种含氟弹性体、具有含氟弹性体的树脂组合物以及制备方法,以解决现有技术中所存在的上述问题。

一种含氟弹性体,其包括按摩尔百分数计的如下共聚单体:

含有偏氟乙烯的混合单体: 55~99%;

含氟含硅单体: 1~40%;

硫化点单体: 0~5%。

作为优选方案,所述氟代烯烃选自四氟乙烯、偏氟乙烯、六氟丙烯、可与偏氟乙烯进行自由基共聚合反应的乙烯基化合物中的至少一种,且所述可与偏氟乙烯进行自由基共聚合反应的乙烯基化合物中的乙烯基上连接有氟原子、含氟烷基和含氟烷氧基中的至少一种。

作为进一步优选方案,所述氟代烯烃包括可与偏氟乙烯进行自由基共聚合反应的乙烯基化合物以及四氟乙烯、偏氟乙烯、六氟丙烯中的至少一种。

连接在乙烯基上的含氟烷基可以是C1-C8含氟烷基,较好C1-C4含氟烷基,例如氟甲基、二氟甲基、全氟甲基、1-氟乙基、2-氟乙基、全氟乙基、1-氟丙基、1,1-二氟丙基、1,1,1-三氟丙基、全氟丙基。

连接在乙烯基上的含氟烷氧基可以是C1-C12含氟烷氧基,较好C1-C6含氟烷氧基,例如氟甲氧基、二氟甲氧基、全氟甲氧基、1-氟乙氧基、2-氟乙氧基、全氟乙氧基、1-氟丙氧基、1,1-二氟丙氧基、全氟丙氧基。

在本发明的一个较好实例中,所述共聚单体是乙烯基上至少连接有一个氟原子、含氟烷基或含氟烷氧基的C2-6烯烃或C3-11全氟烷基乙烯基醚。

在本发明的一个较好实例中,所述共聚单体选自氟乙烯、三氟乙烯(TrFE)、三氟氯乙烯(CTFE)、四氟乙烯(TFE)、3,3,3-三氟丙烯、全氟乙基乙烯、全氟丁基乙烯、六氟丙烯(HFP)、全氟烷基乙烯基醚:如全氟甲基乙烯基醚(PMVE)、全氟乙基乙烯基醚(PEVE)、全氟丙基乙烯基醚(PPVE)、全氟(3-丁烯乙烯基醚)、全氟(2,2-二甲基-1,3-间二氧杂环戊烯)(PDD)、4-三氟甲氧基-2,2,5-三氟-1,3-间二氧杂环戊烯(TTD)或其二种或多种的混合物。

作为优选方案,所述含氟含硅单体的分子通式为[CH3(CH2)n]2-Si[(CH2)mCF3)]-O(CH2)pCH=CH2,其中,n、m、p均为不大于6的整数。

所述含氟含硅单体可先由通式为HClSiRR’的氯硅烷与通式为CH2=CH(CH2)n-2CF3的乙烯基化合物反应,R、R’为甲基、乙基、甲氧基或乙氧基,R与R’可以相同也可以不同,n=2~4,生成通式为ClSi RR’(CH2)nCF3的氯硅烷,R、R’为甲基、乙基、甲氧基或乙氧基,R与R’可以相同也可以不同,n=2~4;所述通式为ClSi RR’(CH2)nCF3的氯硅烷与通式为CH2=CH(CH2)mOH的化合物反应,m=1或2,R、R’为甲基、乙基、甲氧基或乙氧基,R与R’可以相同也可以不同,n=2~4,生成通式为CH2=CH(CH2)mOSiRR’(CH2)nCF3的含氟含硅单体,m=1或2,R、R’为甲基、乙基、甲氧基或乙氧基,R与R’可以相同也可以不同,n=2~4。

优选地,所述含氟含硅单体选自二甲氧基烯丙氧基(3,3,3-三氟丙基)硅烷、甲基甲氧基烯丙氧基(3,3,3-三氟丙基)硅烷、二甲基烯丙氧基(3,3,3-三氟丙基)硅烷、二甲氧基烯丙氧基(4,4,4-三氟正丁基)硅烷、甲基甲氧基烯丙氧基(4,4,4-三氟正丁基)硅烷、二甲基烯丙氧基(4,4,4-三氟正丁基)硅烷、二乙氧基烯丙氧基(3,3,3-三氟丙基)硅烷、乙基乙氧基烯丙氧基(3,3,3-三氟丙基)硅烷、二乙基烯丙氧基(3,3,3-三氟丙基)硅烷、二乙氧基烯丙氧基(4,4,4-三氟正丁基)硅烷、乙基乙氧基烯丙氧基(4,4,4-三氟正丁基)硅烷、二乙基烯丙氧基(4,4,4-三氟正丁基)硅烷中的至少一种。

作为优选方案,所述硫化点单体的分子通式为CX2=CX(Z),其中,X为H或F,Z为Br、I、Cl、或RfU,U为Br、I、Cl、CN、或-CX=CX2,Rf的通式为-(OCF2CF(CF3))nO(CF2)m-,n=0~3,m=1~8。

作为优选方案,所述硫化点单体选自2-溴-1,1-二氟乙烯、2-碘-1,1-二氟乙烯、三氟溴乙烯、三氟碘乙烯、4-溴-3,3,4,4-四氟-1-丁烯、4-碘-3,3,4,4-四氟-1-丁烯、4-溴-1,1,2-三氟-1-丁烯、4-碘-1,1,2-三氟-1-丁烯、6-溴-全氟丁基乙烯、6-碘-全氟丁基乙烯、8-溴-全氟己基乙烯、8-碘-全氟己基乙烯、1,2-二乙烯基全氟乙烷、1,4-二乙烯基全氟丁烷、1,6-二乙烯基全氟己烷、1,8-二乙烯基全氟辛烷、全氟(2-溴乙基乙烯基醚)、全氟(2-碘乙基乙烯基醚)、2-乙烯基全氟乙基乙烯基醚、2-(2-溴乙基)全氟乙基乙烯基醚、2-(2-碘乙基)全氟乙基乙烯基醚、2-腈基全氟乙基乙烯基醚、3-腈基全氟正丙基乙烯基醚、4-腈基全氟正丁基乙烯基醚、全氟(2-乙腈基丙氧基乙烯基醚)、全氟(2-丙腈基丙氧基乙烯基醚)、全氟(2-正丁腈基丙氧基乙烯基醚)中的至少一种。

一种如前述的含氟弹性体的制备方法,包括乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合中的一种。优选为乳液聚合,因为乳液聚合可容易地调节分子量和共聚物组成。

其包括如下步骤:将含氟含硅单体分散于水中后,加入含有偏氟乙烯的混合单体;

加入引发剂,可选择地加入链转移剂,进行聚合反应,得到所述的含氟弹性体。

为了提高所述含氟含硅单体在水中的分散性,还可任选地向分散体系中加入分散剂。分散剂的加入量无特别的限制,只要能提高单体的分散性并且不会对随后的聚合反应或者形成的聚合物产生不利影响即可。

同样,分散剂的类型也无特别的限制,只要它能提高单体的分散性并且不会对随后的聚合反应或形成的聚合物产生不利影响即可。

优选地,所述分散剂一般采用含氟表面活性剂,其非限定性例子有:XRfCOOM,其中X是氟原子或氢原子或氯原子,Rf是C3-C11的含氟烷基或含氟烷氧基,M是氢离子或碱金属离子或铵离子或取代铵离子或聚醚链段,例如C7F15COOK;或者通式为RfC6H4SO3M的取代苯磺酸、苯磺酸盐或苯磺酸酯,其中Rf是C3-C12的含氟烷基或含氟烷氧基,M是氢离子或碱金属离子或铵离子或取代铵离子或聚醚链段,例如C6F13C6H4SO3K。

优选地,按100重量份所述氟弹性体计,分散剂的加入量为0.01~4重量份。

为了提高单体分散液的稳定性,还可任选地向分散液中加入稳定剂。在本发明的一个较好实例中,使用含氟聚醚作为分散液的稳定剂。稳定剂的加入量无特别的限制,只要能稳定分散液并对随后的聚合反应和生成的含氟弹性体无不良影响即可。本领域的普通技术人员在阅读了本发明公开的内容后,结合其专业知识可容易地确定适当的稳定剂的加入量。

适用于本发明的聚合温度无特别的限制,优选地,所述聚合温度为20~110℃,优选为30~100℃。

本发明两种方法的聚合压力无特别的限制,优选地,所述聚合压力为0.5~6.0MPa,优选为0.5~4.0MPa。

适用于本发明方法的引发剂无特别的限制,它可以是本领域常用的聚合引发剂。所述引发剂一般为水溶性过氧化物,其例子包括:过硫酸盐,如过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾;氧化-还原引发体系,其中氧化剂可以是过硫酸盐,如过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾;水溶性有机过氧化物,如过氧化氢、叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、对甲基异丙苯过氧化氢、叔丁基异丙苯过氧化氢;还原剂可以是亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、硫代硫酸盐、甲醛次硫酸盐、亚铁盐等。

按100重量份所述氟弹性体计,用于聚合氟弹性体的引发剂的加入量可以是0.005~2重量份。

本发明方法可选择地加入链转移剂。

适用于本发明方法的链转移剂可以是任何能延续氟弹性体共聚合反应的化合物,其说明性的例子包括:醇类,如甲醇、异丙醇;醚类,如二甲醚、二乙醚、二正丙基醚、甲基叔丁基醚;酮类,如丙酮、甲乙酮;酯类,如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸叔丁酯、三氟乙酸甲酯、三氟乙酸乙酯、三氟乙酸正丙酯、三氟乙酸异丙酯、三氟乙酸正丁酯、三氟乙酸异丁酯、三氟乙酸叔丁酯、全氟丙酸甲酯、全氟丙酸乙酯、全氟丙酸正丙酯、全氟丙酸异丙酯、全氟丙酸正丁酯、全氟丙酸异丁酯、全氟丙酸叔丁酯、丙二酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯;含卤烷烃,如三氯甲烷、四氯化碳、三氯一氟甲烷、二氯二氟甲烷、一氯二氟甲烷、1-一氯一氟-2-一氯二氟乙烷、溴甲烷、碘甲烷、二溴甲烷、二碘甲烷、1,2-二溴-2,2-二氟乙烷、1,2-二碘-2,2-二氟乙烷、1,2-二溴四氟乙烷、1,2-二碘四氟乙烷、1,4-二溴八氟丁烷、1,4-二碘八氟丁烷;脂肪族烷烃,如甲基环戊烷、甲基环己烷等;溴化物、碘化物,如溴化锂、溴化钠、溴化钾、碘化锂、碘化钠、碘化钾。

按100重量份所述氟弹性体计,链转移剂的加入量可以是0.001~20重量份。

本发明中制备的含氟弹性体的门尼粘度需达到20~200[ML(1+10),121℃,下同],优选为20~150,更优选为30~100,最优选为30~80。所述门尼粘度是分子量的一个指标,门尼粘度越大,分子量越高,门尼粘度越小,分子量越低。在上述门尼粘度范围内,所述含氟弹性体具有良好的加工性能和交联性能。

一种含有前述含氟弹性体的树脂组合物,其包括按重量百分数计的如下组分:

含有上述组分的本树脂组合物具有优异的物理机械性能、耐低温性能和耐压缩变形性能。

作为优选方案,所述可硫化组分包括交联剂和交联助剂中的至少一种。

作为优选方案,所述填料的表面处理方法为:

将所述填料与含氟酰基过氧化物混合后,在0~200℃下进行反应。

所述含氟酰基过氧化物选自含氟聚醚基酰基过氧化物,其中含氟聚醚基的通式为X(CF2)aO(CF2O)b(CF2CF2O)c(CF2CF(CF3)O)d(CF2CFClO)e(CF2)f(CF(CF3))g,X为H、Cl或F,a、b、c、d、e、f、g=0~10;所述含氟酰基过氧化物也可选自全氟烷基酰基过氧化物,如全氟乙酰过氧化物、全氟丙酰过氧化物、全氟丁酰过氧化物、全氟己酰过氧化物、全氟庚酰过氧化物、全氟辛酰过氧化物、全氟环己基酰基过氧化物。

填料经表面处理后,微观结构发生改变,可提高其与含氟弹性体的相容性,减少填料的使用量,因此胶含量相应提高,其经硫化后的物理机械性能、耐压变性能显著增强。

填料表面处理程度可通过粒径、比表面积来表征。本发明的实例中,填料经表面处理后,其平均粒径由原来的20μm下降到5μm,比表面积由原来的55g/m2增加到146g/m2

优选地,所述交联剂为有机过氧化物,选自过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、1,3-二(叔丁基过异丙基)苯、过氧化叔丁基枯基、氢过氧化枯稀、氢过氧化二异丙苯、过苯甲酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-二苯甲酰基过氧己烷、过氧化二叔丁基、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧己烷中的至少一种。优选为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化叔丁基枯基、2,5-二甲基-2,5-二苯甲酰基过氧己烷、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧己烷、过苯甲酸叔丁酯、过氧化二叔丁基中的之少一种。更优选为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、1,3-二(叔丁基过异丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧己烷、过苯甲酸叔丁酯中的至少一种。

作为优选方案,所述交联助剂为不饱和多官能化合物,它能有效提高交联效率。适用的不饱和多官能化合物选自氰脲酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯低聚物、异氰脲酸三甲代烯丙酯、1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5-三嗪、偏苯三酸三烯丙酯、间苯二胺双马来酰亚胺、对苯二甲酸二炔丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、包含乙烯基的聚硅氧烷低聚物中的至少一种,所述含有乙烯基的聚硅氧烷低聚物例如聚甲基乙烯基硅氧烷和聚甲基苯基乙烯基硅氧烷。

按本发明可交联组合物中100质量份可交联含氟弹性体计,所述交联助剂的含量为1~10质量份,较好为1~7质量份,最好为1~5质量份。在此范围内,可制得拉伸强度和断裂伸长率达到极佳平衡的交联橡胶。

按本发明可交联组合物中100质量份含氟弹性体计,所经表面处理后的填料用量为1~20质量份,较好为5~20质量份,更好为5~15质量份。

本发明可交联组合物的制备方法无特别的限制,可以是本发明任意的方法。在本发明的一个实例中,本发明可交联组合物的制备方法包括将以下组分混合均匀:含氟弹性体、交联剂、交联助剂、填料。可以用常规的混合装置进行混合,例如开炼机、捏合机或密炼机。对混合的工作条件没有特别限制,通常在约30~80℃下混合约5~20分钟。

本发明可交联组合物可在压力下加热交联。加热温度通常为80~260℃,优选为100~200℃。加热时间通常没有限制,但根据交联剂为有机过氧化物的种类,加热时间通常为1分钟~2小时,优选为5分钟~1小时。

将加热后得到的交联产物进行二次交联,这样可以有效改进物理性能。例如,可以在100~300℃、优选为150~250℃下进行约2~30小时的二次加热处理。

按所述可交联组合物中100质量份含氟弹性体计,所述交联剂的含量优选为0.1~10质量份,较好为0.3~5质量份,更好为0.5~3质量份。在此范围内,可制得拉伸强度和断裂伸长率达到极佳平衡的交联橡胶。

一种如前述的树脂组合物的制备方法,其包括如下步骤:

将含氟弹性体进行塑炼后,于60~140℃下加入经过表面处理的填料;

混合均匀,在不超过100℃下加入交联剂和交联助剂,混匀后造粒,出料。

与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

使用含氟含硅烯醚单体共聚改性后,含氟弹性体经交联后已具备了优异的耐低温性能。本发明方法中炭黑经表面处理后,和未经表面处理相比,由于其与橡胶相容性提高,用量降低,变相提高胶含量。因此经硫化后,橡胶的物理机械性能明显提高,脆性温度进一步降低,则其耐低温性能更加优异,压缩永久变形也相应减小。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明中的各项指标检测方法分别为:

1、填料粒径测试

将炭黑置于激光粒度仪下,分别测试表面处理前后的平均粒径并对比。

2、填料比表面积测试

按照GB/T3780.5-2008,分别测定表面处理前后炭黑的比表面积并对比。

3、物机械理性能测试

按照GB-528-1998的标准,测试含氟弹性体组合物交联后的物理机械性能。

4、物机械理性能测试

按照GB-528-1998的标准,测试含氟弹性体组合物交联后的物理机械性能。

5、低温性能测试

按照《GB-T15256-1994硫化橡胶低温脆性的测定多试样法》的标准,测试含氟弹性体组合物交联后的脆性温度。

6、耐压变性能测试

按照《GB1683-81硫化橡胶恒定形变压缩永久变形的测定方法》的标准,测试含氟弹性体组合物交联后的压缩永久变形率。

7、用F19NMR、HNMR测定氟弹性体的共聚组成,溶剂为氘代丙酮。

8、按ASTM D3418标准测定氟弹性体的玻璃化温度Tg。升温速率为10℃/分钟。

9、按ASTM D1329标准测定氟弹性体的低温回缩温度TR10。

实施例1

本实施例涉及一种含氟弹性体的制备方法,具体包括如下步骤:

在10升立式反应釜中,加入4358克去离子水、70克全氟辛酸钠及其同系混合物、108克磷酸氢二钾、2642克二甲基烯丙氧基(3,3,3-三氟丙基)硅烷。闭合反应釜,抽真空并用氮气置换,直至反应釜内氧含量小于等于10ppm。然后开始以800rpm的速率进行搅拌,将反应釜内部温度升至50℃,补充共聚混合单体至反应釜内绝对压力达到1.5MPa,所述共聚混合单体摩尔配比为偏氟乙烯占55%、六氟丙烯占45%。加入18克过硫酸钠、10克亚硫酸氢钠、14克丙二酸二乙酯,开始聚合反应。通过补加共聚混合单体使反应釜内绝对压力维持在1.5MPa,所述补加的共聚混合单体摩尔配比为偏氟乙烯占78%、六氟丙烯占22%。当反应釜内乳液固含量达到20%时,结束聚合反应。

经F19NMR测定,所得氟弹性体的摩尔共聚组成为VDF:HFP:二甲基烯丙氧基(3,3,3-三氟丙基)硅烷=54.7%:15.4%:29.9%。

测定得到的氟弹性体的性能,结果列于表1。

实施例2

本实施例涉及一种含氟弹性体的制备方法,具体包括如下步骤:

在10升立式反应釜中,加入4358克去离子水、70克全氟辛酸钠及其同系混合物、108克磷酸氢二钾、2642克二甲基烯丙氧基(3,3,3-三氟丙基)硅烷。闭合反应釜,抽真空并用氮气置换,直至反应釜内氧含量小于等于10ppm。然后开始以800rpm的速率进行搅拌,将反应釜内部温度升至50℃,补充共聚混合单体至反应釜内绝对压力达到1.5MPa,所述共聚混合单体摩尔配比为偏氟乙烯占55%、六氟丙烯占45%。加入18克过硫酸钠、10克亚硫酸氢钠、9.5克二碘甲烷,开始聚合反应。通过补加共聚混合单体使反应釜内绝对压力维持在1.5MPa,所述补加的共聚混合单体摩尔配比为偏氟乙烯占77%、六氟丙烯占22%、2-碘-1,1-二氟乙烯占1%。当反应釜内乳液固含量达到20%时,结束聚合反应。

经F19NMR测定,所得氟弹性体的摩尔共聚组成为VDF:HFP:二甲基烯丙氧基(3,3,3-三氟丙基)硅烷:2-碘-1,1-二氟乙烯占=54.6%:15.1%:29.6%:0.7%。

测定得到的氟弹性体的性能,结果列于表1。

对比例1

本对比例涉及一种含氟弹性体的制备方法,具体包括如下步骤:

在10升立式反应釜中,加入7000克去离子水、70克全氟辛酸钠及其同系混合物、108克磷酸氢二钾。闭合反应釜,抽真空并用氮气置换,直至反应釜内氧含量小于等于10ppm。然后开始以800rpm的速率进行搅拌,将反应釜内部温度升至50℃,补充共聚混合单体至反应釜内绝对压力达到1.5MPa,所述共聚混合单体摩尔配比为偏氟乙烯占55%、六氟丙烯占45%。加入18克过硫酸钠、10克亚硫酸氢钠、14克丙二酸二乙酯,开始聚合反应。通过补加共聚混合单体使反应釜内绝对压力维持在1.5MPa,所述补加的共聚混合单体摩尔配比为偏氟乙烯占78%、六氟丙烯占22%。当反应釜内乳液固含量达到20%时,结束聚合反应。

经F19NMR测定,所得氟弹性体的摩尔共聚组成为VDF:HFP=77.6%:22.4%。

测定得到的氟弹性体的性能,结果列于表1。

表1

实施例3

本实施例涉及一种含有含氟弹性体的树脂组合物的制备方法,具体包括如下步骤:

将100份含氟弹性体(偏二氟乙烯/六氟丙烯/含氟含硅烯醚单体/硫化点单体共聚物,门尼粘度60,下同),置于密炼机(ML5L,佰弘机械,下同),当温度达到70℃时,加入20份经表面处理后的炭黑。通过变频电机调节密炼机转子转速、压力,调节冷却水进出管道阀门开启度,使密炼室温度保持在80℃。15分钟后,加入1份2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧己烷和5份TAIC,温度控制在低于100℃。总密炼时间大于20分钟。

按上述方法制得可交联的含氟弹性体组合物、硫化并按照上述各测试标准,测试含氟弹性体的物理机械性能、耐低温性能、耐压变性能,结果如下表2所示。

实施例4

本实施例涉及一种含有含氟弹性体的树脂组合物的制备方法,具体包括如下步骤:

将100份含氟弹性体置于密炼机,当温度达到70℃时,加入15份经表面处理后的炭黑。通过变频电机调节密炼机转子转速、压力,调节冷却水进出管道阀门开启度,使密炼室温度保持在80℃。15分钟后,加入1份2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧己烷和5份TAIC,温度控制在低于100℃。总密炼时间大于20分钟。

按上述方法制得可交联的含氟弹性体组合物、硫化并按照上述各测试标准,测试含氟弹性体的物理机械性能、耐低温性能、耐压变性能,结果如下表2所示。

实施例5

本实施例涉及一种含有含氟弹性体的树脂组合物的制备方法,具体包括如下步骤:

将100份含氟弹性体置于密炼机,当温度达到70℃时,加入10份经表面处理后的炭黑。通过变频电机调节密炼机转子转速、压力,调节冷却水进出管道阀门开启度,使密炼室温度保持在80℃。15分钟后,加入1份2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧己烷和5份TAIC,温度控制在低于100℃。总密炼时间大于20分钟。

按上述方法制得可交联的含氟弹性体组合物、硫化并按照上述各测试标准,测试含氟弹性体的物理机械性能、耐低温性能、耐压变性能,结果如下表2所示。

比较例2

本对比例涉及一种含有含氟弹性体的树脂组合物的制备方法,具体包括如下步骤:

将100份含氟弹性体置于密炼机,当温度达到70℃时,加入20份未经表面处理后的炭黑。通过变频电机调节密炼机转子转速、压力,调节冷却水进出管道阀门开启度,使密炼室温度保持在80℃。15分钟后,加入1份2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧己烷和5份TAIC,温度控制在低于100℃。总密炼时间大于20分钟。

按上述方法制得可交联的含氟弹性体组合物、硫化并按照上述各测试标准,测试含氟弹性体的物理机械性能、耐低温性能、耐压变性能,结果如下表2所示。

比较例3

本对比例涉及一种含有含氟弹性体的树脂组合物的制备方法,具体包括如下步骤:

将100份含氟弹性体置于密炼机,当温度达到70℃时,加入15份未经表面处理后的炭黑。通过变频电机调节密炼机转子转速、压力,调节冷却水进出管道阀门开启度,使密炼室温度保持在80℃。15分钟后,加入1份2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧己烷和5份TAIC,温度控制在低于100℃。总密炼时间大于20分钟。

按上述方法制得可交联的含氟弹性体组合物、硫化并按照上述各测试标准,测试含氟弹性体的物理机械性能、耐低温性能、耐压变性能,结果如下表2所示。

比较例4

本对比例涉及一种含有含氟弹性体的树脂组合物的制备方法,具体包括如下步骤:

将100份含氟弹性体置于密炼机,当温度达到70℃时,加入10份未经表面处理后的炭黑。通过变频电机调节密炼机转子转速、压力,调节冷却水进出管道阀门开启度,使密炼室温度保持在80℃。15分钟后,加入1份2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧己烷和5份TAIC,温度控制在低于100℃。总密炼时间大于20分钟。

按上述方法制得可交联的含氟弹性体组合物、硫化并按照上述各测试标准,测试含氟弹性体的物理机械性能、耐低温性能、耐压变性能,结果如下表2所示。

表2

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。

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