[发明专利](全)氟弹性体组合物

说明书

技术领域

本发明涉及包括某些全氟聚合物颗粒的(全)氟弹性体组合物、涉及用于制造它们的一种方法、并且涉及它们用于制造固化的物品的用途。

背景技术

固化的(全)氟弹性体是具有优异的耐热性和耐化学性的材料，它们总体上被用于制造多种技术物品，如密封部件类、管类、油封圈类和O形环类，其中必须在从低到高温的很宽的工作温度范围内确保密封性、机械特性以及对多种物质(如矿物油类、液压流体类、溶剂或具有不同性质的化学试剂)的耐受性。

对于具有改进的密封性结合改进的机械性能(即断裂应力、模量以及断裂伸长率)的(全)氟弹性体存在着一种持续需求。

用于获得这类结果的方法之一是使用分散在该(全)氟弹性体基质中的填充剂。然而，当所使用的填充剂是炭黑时，特别是在高浓度下使用时，观察到了密封性和断裂伸长率的下降，而不是断裂应力以及模量(换言之，该材料的刚性)的改进。使用多种聚合物填充剂(特别是基于热塑性聚合物、基于四氟乙烯(TFE))已经使之有可能部分地克服这类缺点。

因此，US 6395834(AUSIMONT S.P.A.)28.05.2002、US 6310142(AUSIMONT S.P.A.)30.10.2001以及US 6822050(AUSIMONT S.P.A.)23.11.2004披露了包括一种氟弹性体基质的组合物，在该基质中结合了具有从10到100nm的平均粒度的四氟乙烯(TFE)的一种均聚物或共聚物的颗粒，。

US 6310141(DYNEON)30.10.2001披露了胶乳共混的或核-壳式组合物，这些组合物包括一种氟弹性体以及一种氟塑料并且具有至少100℃的熔点，总体上具有1-30g/10min的MFI(在372℃/5kg下)具体而言，实例3披露了一种组合物，该组合物包括一种氟弹性体和一种TFE/PAVE氟塑性体并且具有2.2g/10min MFI(在372℃/5kg下)。

US 6734254(3M INNOVATIVE PROPERTIES)11.05.2004披露了共可固化的胶乳共混的组合物，该组合物包括过氧化物-可固化的氟弹性体以及氟塑性体(包括碘和/或溴)，所述氟塑料具有不大于5g/10min的MFI和/或大于100nm的平均粒度。传授了超过100nm的平均粒度作为一个重要的特征以获得本发明的优点。

尽管如此，对于甚至更多的要求和极端的应用，仍然感觉到了对于另外的改进的机械性能，特别是在100％伸长率下计算的模量(它代表在橡胶正常操作期间其真实模量)，而不影响密封和密封性性能的一种需要。

本申请人已经发现有利地是有可能通过提供(全)氟弹性体组合物而满足这些需要，这些(全)氟弹性体组合物包括如下详述的明确定义的聚合物的填充剂。

发明的披露内容

因此本发明的一个目的是一种(全)氟弹性体组合物，包括至少一种(全)氟弹性体[(全)氟弹性体(A)]基质，该基质具有至少一种全氟聚合物[聚合物(F)]的颗粒，该全氟聚合物具有的熔体流动指数(MFI)在372℃在一个5Kg的荷载下根据ASTM D1238标准测量是小于10g/10min，所述颗粒具有小于100nm的平均粒度。。

本申请人已经出乎意料地发现，只有恰当地选择同时具有高的分子量(即，如以上详述的，小于10g/10min的MFI)及纳米尺寸(即，小于100nm的平均粒度(APS))的全氟聚合物才能有利地提供其(全)氟弹性体组合物的机械特性方面的显著改进，如值得注意地通过增大的100％伸长率时的模量以及断裂比(break ratio)时的弹性模量/伸长率，而不对压缩变形、更概括地说对密封特性产生不利影响。

对于本发明的目的，术语“(全)氟弹性体”[弹性体(A)]旨在表示一种作为基础组分用于获得真正弹性体的氟聚合物树脂，所述氟聚合物树脂包括多于10wt％、优选大于30％wt的如下重复单元，这些重复单元衍生自包括至少一个氟原子的至少一种烯键式不饱和单体(在下文中称为(全)氟化单体)。

真正的弹性体由美国材料与试验协会(ASTM)、特殊技术通报、第184标准定义为一类材料，该材料在室温下能被拉伸到其固有长度的两倍，并且一旦在张力下将其保持5分钟后释放它们，该材料同时恢复到其初始长度的10％之内。

合适的(全)氟化单体的非限制性例子值得注意的是：

-C₂-C₈氟-和/或全氟烯烃类，例如四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、五氟丙烯、以及六氟异丁烯；