[发明专利]一种高韧性高模量氟树脂反应性材料组合物

说明书

本发明公开了一种高韧性高模量氟树脂反应性材料组合物，包括：聚合度不低于500的有机氟聚合物100质量份；无机纳米粒子1～50质量份；不饱和羧酸金属盐组合物0.1～70质量份；微纳米活性金属和/或非金属粉末1～100质量份；有机过氧化物及活性剂组合物0.2～15质量份。固化后的氟树脂材料具有与PTFE/A1反应性材料相比拟的反应特性，更好的可压缩性和缓冲特性。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高韧性高模量氟树脂反应性材料组合物。

背景技术

以聚四氟乙烯/铝(PTFE/AL)为代表的反应性材料是一种高速冲击条件下可反应的材料、可为航天器提供防护、也可增大毁伤效应、破坏各种器材，其毁伤性明显优于同尺寸的钢破片，其化学潜能是动能的12.4倍。PTFE具有高模量、耐高温(200℃～400℃)的特点，具有在高速冲击条件下或高温500℃～600℃易于同Al等活性金属粉末发生反应的特点。以PTFE/Al为基的反应性材料在成型中最大的问题之一在于需要预先压制并在～400℃下烧结成型，材料制备较为困难、安全性不良，这限制了其成型尺寸、成型质量(内部容易生成空洞)、生产效率，也不利于其成型为复杂形状和大尺寸制品。另一方面，PTFE/AL反应性材料虽然有一定伸长率、但是压缩模量大(＞1GPa)、可压缩性差且高韧性不足、在冲击条件下易于破碎，限制了其在需要压缩和快速冲击条件下的使用范围，并且吸收机械能的能力较差，难以满足精密仪器仪表缓冲减震和振动隔离的使用要求。因此很有必要研发新型的易于成型的高韧性高模量有机氟聚合物/活性(非)金属粉末反应性材料成型技术。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高韧性高模量氟树脂反应性材料组合物，该组合物在100℃～200℃和必要的压力条件下交联固化，得到所需形状的具有优良耐高低温(-50℃～300℃)特性的高韧性有机氟聚合物/活性金属粉末组合物材料，在快速冲击条件和200℃～400℃下具有可压缩性和热稳定性，在高速冲击或更高温度(500℃-600℃)及压力下具有可反应性，能够释放所蕴含的化学潜能。

发明人为达到上述目的进行深入研究的结果发现，通过配合了聚合度不低于500的有机氟聚合物的组合物、比表面积(BET法)为不低于5m²/g的二氧化硅、炭黑或矿物填料、不饱和羧酸金属盐组合物、活性金属和非金属粉末、有效量固化剂的组合物，在高温和必要的压力下交联或硫化固化，可得到一种压缩模量0.1GPa～0.7GPa的耐高低温的、在高速冲击和更高温条件下具有可反应性的高韧性高模量氟树脂/活性金属(非金属)材料。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种高韧性高模量氟树脂反应性材料组合物，包括：

所述A组分为至少10％质量份的23型氟橡胶、G型氟橡胶、四丙氟橡胶、氟硅橡胶中的至少一种和聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯三氟氯乙烯共聚物、乙烯四氟乙烯共聚物中的至少一种。

A组分有机氟聚合物的具体特征为：聚合度不低于500的有机氟聚合物。由23型氟橡胶、26型氟橡胶、246型氟橡胶、四丙氟橡胶、氟硅橡胶中的至少一种和聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯三氟氯乙烯共聚物、乙烯四氟乙烯共聚物中的至少一种构成，其中有机氟弹性体不少于10％。所述有机氟弹性体为23型氟橡胶、26型氟橡胶、246型氟橡胶、四丙氟橡胶、氟硅橡胶中的至少一种。