[发明专利]多羟基可固化含氟弹性体组合物

说明书

技术领域

本发明涉及多羟基可固化含氟弹性体组合物，所述组合物包含i)含氟弹性体，ii)多羟基固化剂，iii)固化促进剂和iv)氧化镧(III)。

背景技术

具有优异的耐热性、耐油性和耐化学品性的含氟弹性体被广泛应用于密封材料、容器和软管。含氟弹性体的例子包括共聚物，所述共聚物包含偏二氟乙烯(VF₂)的单元和至少一种其它可共聚的含氟单体如六氟丙烯(HFP)、四氟乙烯(TFE)、三氟氯乙烯(CTFE)、氟乙烯(VF)和氟代乙烯基醚如全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)的单元。PAVE的具体例子包括全氟(甲基乙烯基醚)、全氟(乙基乙烯基醚)和全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)。

为了完全显现如拉伸强度、伸长率和压缩形变的物理特性，弹性体必须被固化即硫化或交联。就含氟弹性体来讲，这一般通过以下步骤来实现：将未固化的聚合物(即含氟弹性体胶)与多官能的固化剂混合，并且加热所得混合物，从而促进固化剂与沿聚合物主链或侧链的活性部位的化学反应。由这些化学反应产生的链间连接基致使具有三维网络结构的交联聚合物组合物的形成。通常用于含氟弹性体的固化剂包括双官能亲核反应物如多羟基化合物。

然而，多羟基固化的含氟弹性体制品可表现出不可接受的高体积溶胀，例如50-200体积％；当密封件长时间或在升高的温度下暴露于某些化学品诸如酸时，所述高体积溶胀可导致密封失效。

发明内容

在一个方面，本发明提供可固化含氟弹性体组合物，所述组合物包含：

A)多羟基可固化含氟弹性体；

B)多羟基固化剂；

C)固化促进剂；和

D)每一百重量份含氟弹性体11至60重量份氧化镧。

具体实施方式

本发明涉及多羟基可固化含氟弹性体组合物；当固化时，其具有在酸中降低的体积溶胀。当长时间和/或在升高的温度下暴露于酸时，此类氟橡胶制品具有令人惊奇的低体积溶胀，即小于10体积％，优选小于5体积％。所述固化的含氟弹性体组合物具有多种最终用途，包括化学品传送及分配软管和机动车空气管理系统软管以及其中曲轴箱和废气再循环(EGR)蒸气产生酸性环境的管材。所述机动车应用包括涡轮增压的空气软管、曲轴箱强制通风(PCV)管材和EGR传感器软管和管材。固化的氟橡胶制品包括但不限于密封件、垫圈、O形环、管材、多层软管、阀门填料和振动膜的酸性蒸气或流体接触层。

适用于本发明的含氟弹性体是多羟基可固化的那些。所谓“多羟基可固化的”是指已知与多羟基固化剂如双酚AF交联的含氟弹性体。此类含氟弹性体包括沿着弹性体聚合物主链具有多个碳-碳双键的那些，以及包含易于脱氟化氢的部位的含氟弹性体。后一种含氟弹性体包括但不限于包含相邻的偏二氟乙烯(VF₂)和六氟丙烯(HFP)共聚单元的那些，以及包含相邻的VF₂(或四氟乙烯)和氟化共聚单体的共聚单元的含氟弹性体，所述氟化共聚单体具有酸性氢原子，如2-氢五氟丙烯；1-氢五氟丙烯；三氟乙烯；2，3，3，3-四氟丙烯；或3，3，3-三氟丙烯。优选的含氟弹性体包括i)偏二氟乙烯与六氟丙烯以及任选的四氟乙烯(TFE)的共聚物；ii)偏二氟乙烯与全氟(烷基乙烯基醚)如全氟(甲基乙烯基醚)、2-氢五氟乙烯以及任选的四氟乙烯的共聚物；iii)四氟乙烯与丙烯和3，3，3-三氟丙烯的共聚物；iv)四氟乙烯、全氟(甲基乙烯基)醚和六氟-2-(五氟苯氧基)-1-(三氟乙烯氧基)丙烷的共聚物；以及v)乙烯与四氟乙烯、全氟(甲基乙烯基)醚和3，3，3-三氟丙烯的共聚物。

除了含氟弹性体以外，本发明的可固化组合物包含多羟基固化体系，意指多羟基固化剂、硫化(或固化)促进剂以及氧化镧(III)化合物。后者既担当交联性反应期间的酸受体以有利于含氟弹性体的脱氟化氢，又担当酸清除剂以便清除任何酸性物质，诸如在固化反应期间或由于固化的含氟弹性体制品暴露于酸性流体或蒸气产生的那些。

可固化组合物包含每100重量份含氟弹性体0.4至4重量份(优选1至2.5份)，即0.4-4phr(优选1-2.5phr)的多羟基固化剂(或其衍生物)。典型的多羟基交联剂包括二羟基、三羟基和四羟基苯、萘和蒽，以及下式的双酚