[发明专利]耐极注溶剂和碱的含氟弹性件

说明书

本发明涉及新的含氟弹性体，该弹性体耐极性溶剂和碱，高温下加压变形率小，玻璃化转变温度（Tg）低，加工性能好。

本领域周知，在需要高温和耐化学品的场合，含氟弹性体有多种用途。这类用途的例子之一是制备用于甲基叔丁基醚（MTBE）的生产的密封元件，特别是O形环。该用途要求其加压变形率特别是高温下的加压变形率低，55℃下在MTBE中70小时的溶胀率小于20%（体积变化百分数）。

为了达到这个目的，通常使用由四氟乙烯（TFE）和全氟烷基乙烯基醚（PAVE）构成的全氟化聚合物，例如美国专利4，948，853所公开的那些。这些产品尽管耐溶剂性能很好，但耐热性能差。此外它们的Tg值高，因而加工困难。

欧洲专利申请EP-131，308所公开的含氟弹性体也有同样的问题。它们是由TFE、全氟烷基乙烯基醚和1，1-二氟乙烯（VDF）构成的三元共聚物，后一种间单体的用量不多于2%（摩尔）。VDF单元起离子硫化点的作用，所述离子交联通过含多羟基化醚（作用促进剂）的交联体系进行。按照该专利申请，为了不损失抗氧性能和耐溶剂性能，VDF的用量必须不超过2%（摩尔）。

最后欧洲专利申请EP-219，065介绍了TFE与0.1-5%（摩尔）的HFP和12-50%（摩尔）的下式长链全氟乙烯基醚共聚得到的全氟弹性体，

其中R_f＝C_i-C₆全氟烷基;X＝-F，-CF₃;m＝1-5。使用少量HFP的目的的是改进加压变化率和机械性能。但是，它们是很贵的产品，因为工业规模全成长链全氟乙烯基醚是很复杂的。

本申请人无意中发现了新的含氟弹性体，所述弹性体由TFE和全氟乙烯基醚构成，并含有10-22%（摩尔）VDF，该弹性体耐极性溶剂，耐碱，加压变形率以及高温加压变形率小，Tg低，加工性能好。特别是，该含氟弹性体在MTBE可55℃下70小时的溶胀率小于20%，因而它们特别适用于制备用于MTBE生产的密封元件。

本发明的目的是提供主要由下述组分组成的含氟弹性体：

（a）33-75%（摩尔）四氟乙烯（TFE）;

（b）15-45%（摩尔）全氟乙烯基醚（PVE）;

（c）10-22%（摩尔）1，1-二氟乙烯（VDF）。

全氟乙烯基醚（PVE）用下式表示：

其中R_f是C₁-C₆、优选的是C₁-C₄的全氟烷基，或者是含1个或多个醚基的C₂-C₉全氟烷基。

其中具体可以使用的例子有：全氟甲基乙烯基醚、全氟乙基乙烯基醚、全氟丙基乙烯基醚、全氟（2-正丙氧基丙基乙烯基醚）、全氟（3-甲氧基丙基乙烯基醚）、全氟（2-甲氧基乙基乙烯基醚）、全氟（3，6，9-三氧杂-5，8-二甲基十二-1-烯）、全氟（5-甲基-3，6-二氧杂-壬-1-烯）等，大体上是美国专利US-3，291，843介绍的全氟烷氧基烷基乙烯基醚。特别优选全氟甲基乙烯基醚和全氟丙基乙烯基醚。

不同PVE的混合物可以存在于本发明的含氟弹性体中。

特别优选的含氟弹性主要由下述组分构成：

（a）40-60%（摩尔）TFE;

（b）20-40%（摩尔）PVE;

（c）12-20%（摩尔）VDF。

值得指出的是，尽管由于使用了VDF而存在氢化基团，本发明含氟弹性体仍然很耐化学品[在MTBE中的膨胀率小于20%（体积）]并且很耐碱（特别是NaOH）。除耐化学品外，本发明含氟弹性体的Tg值低（通常低于-10℃）加工性能好，特别是脱模性能好。

本发明含氟弹性体的制备可以按下述方法进行：在自由基引发剂（例如碱金属或铵的过硫酸盐、过磷酸盐、过硼酸盐或过碳酸盐）存在下，按本领域周知的方法，在水乳液中将单体共聚，其中自由基引发剂可以与亚铁、一价铜、银或其它容易氧化的金属盐结合使用。在反应介质中、还存在着表面活性剂、例如：（全）氟烷基或（全）氟聚氧化烯羧酸酯或磺酸酯（例如全氟辛酸铵），或本领域已知的其它表面活性剂。