具有焦烧安全性的含氟聚合物组合物制造技术

本发明专利技术提供包含含氟聚合物和固化催化剂的组合物，其中所述含氟聚合物具有衍生自含氮固化部位单体的共聚单元，所述固化催化剂衍生自脒和ｐＫａ值为约－１至约４的酸。本发明专利技术还提供制备包含可固化或固化的含氟聚合物组合物的含氟聚合物和含氟聚合物制品的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有含脒固化剂化合物的含氟聚合物组合物、抗焦烧的可固化组合物和制备抗焦烧的含氟聚合物组合物的方法。
技术介绍
含氟聚合物包括(例如)交联的氟弹性体、可固化氟弹性体胶和半结晶性氟塑料。氟弹性体通常耐受高温和苛刻的化学环境。因此它们特别适合在暴露于高温和/或腐蚀性化学品的系统中用作密封件、垫圈和模制部件。这种部件应用于汽车工业、化学处理工业、半导体工业、航空航天工业和石油工业等中。氟弹性体往往包含在固化催化剂的存在下促进固化的固化部位组分。具体固化催化剂的选择往往取决于氟弹性体中所包含的固化部位组分的类型。常规的固化催化剂在加工过程中往往缺乏所需的流变控制水平。通常选择固化催化剂以确保在氟弹性体的热加工期间适当固化。固化催化剂如果选择不当的话，可能会在热加工期间过快地引发交联，从而增大组合物的粘度，由此可能对氟弹性体产生不利的影响。粘度增加会导致加工设备中的氟弹性体发生不利的焦烧。选择弱引发强度的固化催化剂可以防止焦烧，但由于交联不充分，因此可能不利地影响后续的模制及物理性能(例如模制品的压縮形变)。
技术实现思路
一方面，本专利技术涉及包含具有共聚单元的含氟聚合物和固化催化剂的组合物，所述共聚单元衍生自含氮固化部位单体，所述固化催化剂衍生自单脒和pKa值为约-1至约4的酸。该组合物在常规的热加工过程中基本上是焦烧安全的。焦烧安全是氟弹性体行业中所使用的术语，其是指化合物5可以在整个制品形成过程中于常规的温度范围内进行热加工，同时保持其 交联成所需成品的能力。另一方面，本专利技术涉及改善可固化组合物的抗焦烧性的方法。通过将衍生自单脒、双脒、三脒或四脒和pKa值为约-1至约4的酸的固化催化剂 与含氟聚合物组合物混合，可增强可固化组合物的抗焦烧性。含氟聚合物 组合物包含衍生自含氮固化部位单体的共聚单元。在另一个方面，制备含氟聚合物组合物的方法包括形成包含具有共 聚单元的含氟聚合物与固化催化剂的组合物的混合物，使混合物成形，固 化成形的混合物，以及可任选地使固化的混合物热老化；该共聚单元衍生 自含氮固化部位单体，该固化催化剂衍生自单脒、双脒、三脒或四脒，以及pKa值为约-1至约4的酸。本专利技术还提供包含可固化或固化的组合物的制品，例如薄片、薄膜、 软管、垫圈和0形环。本专利技术对于在高温下具有良好的物理特性和低压縮 形变、同时对可见光是半透明或甚至是透明的制品是特别理想的。本专利技术的组合物保留了使用含氮固化部位单体(如，含腈基固化部位单 体)的优点，例如高温性能特性。同时，该组合物具有改善的特性，例如抗 焦烧性。下面的具体实施方式描述了本专利技术实施例的细节。在具体实施方式和 所附权利要求书中本专利技术的其它特征、目标和优点将是显而易见的。具体实施例方式本专利技术的组合物包含具有衍生自含氮固化部位单体的共聚单元的含氟 聚合物和固化催化剂。固化催化剂衍生自单脒和pKa值为约-1至约4的 酸。该新的组合物在常规的热加工过程中基本上是焦烧安全的。橡胶的焦烧性质根据本质而被定义为过早的交联。当在加工过程中未 固化的化合物交联时就出现焦烧，因此会干扰成形操作，并且明显破坏所 制造的最终制品。具体材料的焦烧特性往往由"焦烧时间"来限定，所述 焦烧时间表示在特定温度下开始硫化的时间，即，表示在任何给定温度下 可供加工材料的时间。往往采用ASTM标准D 1646中所描述的门尼 (Mooney)粘度测试来确定复合橡胶的焦烧特性。此外，化合物在给定温度下的过程中焦烧所需的时间最通常是采用门尼测试的ts值来测量的。t5 值是门尼值增加五点所需的时间。由于在橡胶加工时需要"焦烧时间"超 过加工过程的最大热历程和累积时间，因此具有较长"焦烧时间"(即，较 大ts)的化合物是理想的。被视为"焦烧安全的"或"抗焦烧的"化合物是 在给定温度下的整个成形过程中都可以使用并且仍然能够交联成实用制品 的化合物。限定"焦烧安全的"化合物的对应的t5值可以随过程的不同而 不同，以及随材料的不同而不同。因此本领域普通技术人员能够选择具体 的加工条件、材料以及材料的量，从而获得所需的焦烧安全的化合物。由于含氟聚合物具有相对高的粘度和高的比重，因此其加工温度通常 高于其它橡胶材料的正常加工温度。典型的加工温度范围是约5(TC至高达约150°C，标称为100°C。对于本专利技术，若要可固化含氟聚合物化合物被视为是"焦烧安全的"，通常它应该在该加工温度范围中具有足够长的t5值。最优选的是，在8(TC至ll(TC下ts值大于10分钟可被视为是"焦烧安全的"。本专利技术可适用于提高可固化组合物的焦烧安全特性。理想的焦烧安全 性组合物是通过产生固化催化剂与含氟聚合物组合物的混合物来获得的，所述固化催化剂衍生自单脒、双脒、三脒或四脒，以及pKa值为约-l至 约4的酸。含氟聚合物组合物包含衍生自含氮固化部位单体的共聚单元。优选可以这样混合得到固化催化剂首先将脒成分和酸形成盐，随后使该盐与含氟聚合物组合物混合。或者，可以使酸和脒化合物与含氟聚合物原 位混合，这仍然会提供能够产生焦烧安全性组合物的固化催化剂。 固化催化剂本专利技术的固化催化剂是脒化合物与具有特定pKa特性的酸的组合。特 定的固化催化剂与含氟聚合物的组合可以使组合物的热加工性得到改善， 其中所述含氟聚合物具有衍生自含氮固化部位单体的共聚单元。固化催化剂可以包含单脒、双脒、三脒、或四脒，或者它们中任意一 者的盐。此外，可以使用一种以上的脒和/或脒盐的组合。优选使用的是单 脒，最优选使用全氟化单脒。在另一个实施例中，脒包括具有通式X-Y(-Zh的化合物。在此化学式 中，X是化学式I表示的部分-7<formula>formula see original document page 8</formula>(I)其中每个R独立地为H、可任选地取代的烷基、烯基、芳基、烷芳基或烯 基芳基，Y是化学键或连接基团，Z是H或根据化学式I的部分，其可以与 X相同或不同，n是l至3的整数。此外，含脒的固化剂可以包含XYZn材料 的盐，或者可以单独地或作为混合物提供XYZ。材料的盐的前体。"烷基"是指具有1至约15个碳原子的直链或支链的脂族烃基，在一 些实施例中其具有1至约10个碳原子。"支链的"是指一个或多个诸如甲 基、乙基或丙基之类的低级垸基连接于直链的垸基链上。"低级烷基"是 指可以为直链或支链的链中具有1至约6个碳原子。烷基可以被一个或多 个卤素原子、环烷基或环烯基所取代。"烯基"是指包含碳-碳双键且链中具有2至约15个碳原子的直链或 支链的脂族烃基。优选烯基的链中具有2至约10个碳原子，更优选链中具 有2至约6个碳原子。"低级烯基"是指可以为直链或支链的链中具有2 至约4个碳原子。烯基可以被一个或多个卤素原子、环垸基或环烯基所取 代。"环烷基"是指具有约3至约12个碳原子的非芳族单环或多环体系。 示例的环烷基环包括环戊基、环己基和环庚基。环垸基可以被一个或多个 卤素原子、亚甲基、垸基、环垸基、杂环基、芳垸基、杂芳烷基、芳基或 杂芳基所取代。"杂"是指取代一个或多个碳原子的氧、氮或硫。"环烯基"是指包含碳-碳双键且具有约3至约10个碳原子的非芳族 单环或多环体系。环烯基可以被一个或多个卤素原子、或亚甲基、烷基、 环垸基、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可固化组合物，该可固化组合物包含：　（ａ）固化催化剂，其衍生自单脒和ｐＫａ值为约－１至约４的酸；和　（ｂ）含氟聚合物，其包含衍生自含氮固化部位单体的共聚单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾里克W阿代尔，沃尔那MA格鲁塔特，米格尔A格拉，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]