制备可固化全氟弹性体组合物的方法技术

通过1)将含水的全氟弹性体分散体与具有＜100nm平均粒度的胶态二氧化硅溶胶混合，2)将所述全氟弹性体组合物与所述含水分散体分离，并且3)将所述组合物与固化剂混合，制得非炭黑填充的全氟弹性体组合物，所述组合物包含a)全氟弹性体，b)0.1-30phr的具有＜100nm平均粒度的胶态二氧化硅填料，和c)固化剂。固化的组合物令人惊奇地具有比包含亲水性二氧化硅的类似化合物更好的压缩永久变形。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及制备全氟弹性体组合物的方法，所述组合物包含a)全氟弹性体，b)固化剂，和c)具有小于100nm平均粒度的胶态二氧化硅。专利技术背景全氟弹性体已在商业上获得巨大成功，并且用于其中遭遇恶劣环境的许多应用中，特别是暴露于高温下以及存在腐蚀性化学品的那些最终用途。这些聚合物常用于飞机发动机密封件、钻油井设备、半导体晶片制造工艺以及在高温下使用的工业设备的密封元件中。为了获得适宜的物理特性，全氟弹性体组合物通常包含填料如炭黑或白色填料如二氧化硅、氧化铝、硫酸钡和二氧化钛。用于制造电子元件例如半导体装置的制备中使用的密封元件必须满足非常严格的性能要求。具体地，密封件经常暴露于反应性等离子、腐蚀性清洗气以及通常至高约300℃的高温，这些造成物理特性迅速劣化。此外，弹性体的降解可释放填料、金属以及可污染半导体芯片的其它碎屑。其它人已尝试通过采用具有＜100nm平均原生粒度的填料，使来自填料的污染最小化。参见例如US 2005/0070637A1、US 2005/0004298A1、US6,803,402B2和US 7,495,046B2。然而，这些纳米尺寸的初级颗粒填料在所述全氟弹性体组合物内趋于以链束形式存在或趋于附聚成直径大于100nm的团块。因此，对物理特性和减少污染的有益效果小于预期的。期望具有可固化的非炭黑填充的全氟弹性体组合物，所述组合物制得具有良好物理特性包括抗压缩永久变形性能的固化制品，并且当暴露于恶劣环境如反应性等离子时产生的污染碎屑量减少。专利技术概述本专利技术涉及可固化的全氟弹性体组合物，当所述组合物固化时，其具有良好的物理特性，尤其是良好的(即较低的)压缩永久变形，并且当其暴露于恶劣环境如反应性等离子时产生的污染碎屑量减少。因此，本专利技术的一个方面为制备可固化全氟弹性体组合物的方法，所述方法包括：A.将全氟弹性体含水分散体与具有＜100nm平均粒度的胶态二氧化硅溶胶混合以形成含水的全氟弹性体组合物；B.将所述全氟弹性体组合物与所述含水组合物分离；以及C.将所述全氟弹性体组合物与固化剂混合以形成可固化全氟弹性体组合物，所述组合物包含全氟弹性体、0.1至30重量份具有＜100nm平均粒度的胶态二氧化硅溶胶/每一百重量份全氟弹性体、以及0.1至7重量份的固化剂/每一百重量份全氟弹性体。本专利技术的另一方面为由上述方法制得的可固化全氟弹性体组合物。本专利技术的另一方面为由上述方法制得的固化的全氟弹性体制品。专利技术详述本专利技术组合物基于弹性体全氟聚合物(下文为“全氟弹性体”)，即固化时表现出弹性体特征的基本上完全氟化的含氟聚合物。全氟弹性体包含固化位点，所述固化位点使得所述聚合物可通常与全氟弹性体一起使用的固化剂交联，例如，所述固化剂包括但不限于双(氨基苯酚)、有机过氧化物、分解产生氨的化合物、有机锡化合物等。本专利技术的组合物基本上不含炭黑，即它们包含小于5phr(重量份/每一百重量份橡胶，即全氟弹性体)，优选小于0.1phr，最优选0phr的炭黑。全氟弹性体为聚合物组合物，其具有至少两个主要全氟化单体的共聚单元。一般来讲，一个主要共聚单体为全氟烯烃，而另一个为全氟(乙烯基醚)。代表性的全氟化烯烃包括四氟乙烯(TFE)和六氟丙烯(HFP)。适宜的全氟化乙烯基醚为下式的那些CF2＝CFO(RfO)n(Rf″O)mRf    (I)其中Rf和Rf″为不同的具有2-6个碳原子的直链或支化全氟亚烷基，m和n独立地为0-10，并且Rf为具有1-6个碳原子的全氟烷基。优选的全氟(乙烯基醚)类包括下式的组合物CF2＝CFO(CF2CFXO)nRf  (II)其中X为F或CF3，n为0-5，并且Rf为1-6个碳原子的全氟烷基。最优选的全氟(乙烯基醚)类包括那些醚，其中n为0或1并且Rf包含1-3个碳原子。此类全氟化醚的实例包括全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE)和全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)。其它有用的单体包括下式的化合物CF2＝CFO[(CF2)mCF2CFZO]nRf  (III)其中Rf为具有1-6个碳原子的全氟烷基，m＝0或1，n＝0-5，并且Z＝F或CF3。该类的优选成员是其中Rf为C3F7，m＝0并且n＝1的那些。附加的全氟(乙烯基醚)单体包括下式的化合物CF2＝CFO[(CF2CFCF3O)n(CF2CF2CF2O)m(CF2)p]CxF2x+1  (IV)其中m和n独立地＝1-10，p＝0-3，并且x＝1-5。该类的优选成员包括其中n＝0-1，m＝0-1，并且x＝1的化合物。有用的全氟(乙烯基醚)的另一个实例包括CF2＝CFOCF2CF(CF3)O(CF2O)mCnF2n+1  (V)其中n＝1-5，m＝1-3，并且其中优选地，n＝1。还可使用全氟(乙烯基醚)的混合物。优选的全氟弹性体由作为主要单体单元的四氟乙烯和至少一个全氟(乙烯基醚)构成。在此类共聚物中，共聚的全氟化醚单元构成所述聚合物中总单体单元的约15摩尔％至65摩尔％(优选25摩尔％至60摩尔％)。全氟弹性体还包含至少一个固化位点单体的共聚单元，其量一般为0.1-5摩尔％。范围优选介于0.3-1.5摩尔％之间。虽然可存在多于一种的固化位点单体，但是最通常使用一种固化位点单体，并且它包含至少一个腈取代基。适宜的固化位点单体包括含腈氟化烯烃和含腈氟化乙烯基醚。有用的含腈固化位点单体包括具有以下所示的式的那些。CF2＝CF-O(CF2)n-CN  (VI)其中n＝2-12，优选2-6；CF2＝CF-O[CF2-CF(CF3)-O]n-CF2-CFCF3-CN  (VII)其中n＝0-4，优选0-2；和CF2＝CF-[OCF2CF(CF3)]x-O-(CF2)n-CN  (VIII)其中x＝1-2，并且n＝1-4。式(VIII)的那些是优选的。尤其优选的固化位点单体是具有腈基和三氟乙烯基醚基的全氟化聚醚。最优选的固化位点单体是CF2＝CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CN  (IX)即全氟(8-氰基-5-甲基-3，6-二氧杂-1-辛烯)或8-CNVE。可用于本专利技术全氟弹性体中的其它固化位点单体包括由式R1CH＝CR2R3表示的烯烃，其中R1和R2独立地选自氢和氟，并且R3独立地选自氢、氟、烷基和全氟烷基。全氟烷基可包含至多约12个碳原子。然而，优选至多4个碳原子的全氟烷基。此外，固化位点单体优选地具有不超过三个氢原子。此类烯烃的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.25 US 12/823,2281.制备可固化全氟弹性体组合物的方法，包括：
A.将全氟弹性体含水分散体与具有＜100nm平均粒度的胶态二氧化
硅溶胶混合以形成含水的全氟弹性体组合物；
B.将所述全氟弹性体组合物与所述含水组合物分离；以及
C.将所述全氟弹性体组合物与固化剂混合以形成可固化全氟弹性体
组合物，所述组合物包含全氟弹性体、0.1至30重量份具有
＜100nm平均粒度的胶态二氧化硅溶胶/每一百重量份全氟弹性
体、以及0.1至7重量份的固化剂/每一百重量份全氟弹性体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述胶态二氧化硅溶胶以5至15
重量份/每一百重量份全氟弹性体的含量存在。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述固化剂为双(氨基苯酚)AF。
4.由制备可固化全氟弹性体组合物的方法制得的可固化全氟弹性体组
合物，所述方法包括：
A.将全氟弹性体含水分散体与具有＜100nm平均粒度的胶态二氧化
硅溶胶混合以形成含水的全氟弹性体组合物；
B.将所述全氟弹性体组合物与所述含水组合物分离；以及
C.将所述全氟弹性体组合物与固化剂混合以形成可固化氟弹性体组
合物，所述组合物包含全氟弹性体、0.1至30重量份具有＜100nm
平...

【专利技术属性】
技术研发人员：CJ比什，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：
国别省市：