[发明专利]可固化的含氟弹性体组合物和由其制得的热空气软管

说明书

技术领域

本发明涉及可固化的含氟弹性体组合物，其包含过氧化物可固化的含氟弹性体；具有25-130m²/g氮吸附比表面积(N2SA)和50-140mL/100g邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收度的炭黑；和具有至少一个碳-碳双键和至少一个酯基的增塑剂。

背景技术

由于日益严格的排放法规，具有涡轮增压发动机的车辆的比例不断提高。涡轮增压发动机中的空气管道所暴露于的温度也在不断提高。含氟弹性体通常用于高温空气管道。

涡轮增压器软管在运转中受到高温下的重复性振动。因此，用于所述软管的橡胶对于动态疲劳和高温应具有充分的耐性。动态疲劳性能通常通过室温和高温下的断裂伸长率(Eb)进行估测。Eb越大，则耐疲劳性越好。Eb在静态热老化期间倾向于降低。因此，在室温下的高初始Eb对于确保在高温下的充分性能是有利的。

通过采用较低的交联密度和/或较低的填料强化制备在室温下具有至少350％的高Eb的氟橡胶是可能的。然而，通过常规手段获得高温下的必要Eb是困难的。橡胶在高温下的物理特性通常由内能的分量(即，能弹性)决定，而非熵弹性所决定。内能大部分可归因于填料组分。

炭黑是橡胶制剂中使用的典型增强填料。较低表面积的炭黑(例如，MT，N990)通常用于含氟弹性体制剂并且该强化效果通常是低的。这导致含氟弹性体化合物在高温下不良的Eb性能。高度强化的炭黑(例如HAF，N330)改善高温断裂伸长率。然而，包含高度强化的炭黑的含氟弹性体组合物的门尼粘度通常过高，而不易于挤出为软管。

已知增塑剂降低弹性体组合物的门尼粘度。然而，用于橡胶工业的大多数增塑剂在含氟弹性体固化温度下以及在使用涡轮增压器软管的温度下短效。

期望具有可固化的含氟弹性体组合物，所述组合物产生具有良好高温Eb的固化的制品，并且具有足够低的门尼粘度以易于将所述组合物加工成软管。

发明内容

本发明的一个方面提供可固化的含氟弹性体组合物，其包含：

A)过氧化物可固化的含氟弹性体；

B)每100重量份含氟弹性体的8至25重量份炭黑，所述炭黑具有25-130m²/g的氮吸附比表面积和50-140mL/100g的邻苯二甲酸二丁酯吸收度；

C)每100重量份含氟弹性体0.1至8重量份的增塑剂，所述增塑剂具有至少一个碳-碳双键和至少一个酯基；

D)每100重量份含氟弹性体0.25至2重量份的有机过氧化物；和

E)每100重量份含氟弹性体0.3至1.3重量份的多功能助剂。

本发明的另一个方面为由上述含氟弹性体组合物制成的热空气软管。

具体实施方式

本发明涉及可固化的含氟弹性体组合物以及由其制得的热空气软管。所谓“含氟弹性体”是指无定形弹性体的含氟聚合物。所述含氟聚合物包含至少53重量％的氟，优选63至72重量％的氟。可用于本发明组合物中的含氟弹性体包含以所述含氟弹性体的重量计介于25和70重量％之间的偏二氟乙烯(VF₂)的共聚单元。该含氟弹性体中的剩余单元包含一种或多种不同于所述VF₂的附加共聚单体，其选自含氟烯烃、含氟乙烯基醚、烯烃以及它们的混合物。

与所述VF₂共聚的含氟烯烃包括但不限于：六氟丙烯(HFP)、四氟乙烯(TFE)、1，2，3，3,3-五氟丙烯(1-HPFP)、三氟氯乙烯(CTFE)和氟乙烯。

与VF₂共聚的含氟乙烯基醚包括但不限于全氟(烷基乙烯基)醚。适于用作单体的全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)包括具有下式的醚

CF₂＝CFO(R_f′O)_n(R_f″O)_mR_f   (I)

其中R_f′和R_f″是不同的具有2-6个碳原子的直链或支化的全氟亚烷基，m和n独立地为0-10，并且R_f为具有1-6个碳原子的全氟烷基。

一类优选的全氟(烷基乙烯基醚)包括具有下式的组合物

CF₂＝CFO(CF₂CFXO)_nR_f   (II)