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1、(10)申请公布号 CN 102985482 A (43)申请公布日 2013.03.20 CN 102985482 A *CN102985482A* (21)申请号 201180034065.2 (22)申请日 2011.07.08 2010-156618 2010.07.09 JP 61/362,850 2010.07.09 US C08L 27/12(2006.01) C08L 79/08(2006.01) C08L 81/08(2006.01) C09J 127/12(2006.01) C09D 127/12(2006.01) (71)申请人 3M 创新有限公司 地址 美国明尼苏达州 。
2、(72)发明人 福士达夫 宫泽晴彦 藤田淳 丰田敦志 威廉M拉曼纳 周世宏 (74)专利代理机构 北京天昊联合知识产权代理 有限公司 11112 代理人 丁业平 金小芳 (54) 发明名称 含氟聚合物共混物及其制品 (57) 摘要 本发明涉及组合物、 制品及其方法, 其中所述 组合物包含 (i) 含氟聚合物和 (ii) 离子液体。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2013.01.09 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2011/043286 2011.07.08 (87)PCT申请的公布数据 WO2012/006487 EN 2012.01.12 (51)Int.。
3、Cl. 权利要求书 1 页 说明书 33 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 33 页 附图 3 页 1/1 页 2 1. 一种组合物, 其包含 (i) 具有第一玻璃化转变温度的含氟聚合物和 (ii) 离子液体, 其中(i)和(ii)的共混物具有单个第二玻璃化转变温度, 所述第二玻璃化转变温度不同于 所述第一玻璃化转变温度。 2. 一种组合物, 其包含 : (i) 相对于所述组合物的重量为 5 重量 % 至 95 重量 % 的含氟聚合物, 并且其中所述含 氟聚合物具有第一溶解度参数, 和 (ii) 相对于所述组合物的重量为 。
4、0.01 重量 % 至 95 重量 % 的离子液体, 其中所述离子 液体具有第二溶解度参数, 并且其中所述第一溶解度参数减所述第二溶解度参数的绝对值 小于或等于 4(cal/cc)1/2。 3. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物, 其中所述含氟聚合物为共聚物。 4. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物, 其中所述离子液体的阴离子包含全氟烷 基。 5. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物, 其中所述离子液体的阳离子部分选 自 N- 乙基 -N - 甲基咪唑N- 甲基 -N- 丙基哌啶N,N,N- 三甲基 -N- 丙基铵、 N- 甲 基 -N,N,N- 三丙基铵、 N,N,N- 三甲基 -。
5、N- 丁基铵、 N,N,N- 三甲基 -N- 甲氧基乙基铵、 N- 甲 基 -N,N,N- 三 ( 甲氧基乙基 ) 铵、 N- 甲基 -N,N,N- 三丁基铵、 N,N,N- 三甲基 -N- 己基铵、 N,N- 二乙基 -N- 甲基 -N-(2- 甲氧基乙基 ) 铵、 1- 丙基 - 四氢噻吩1- 丁基 - 四氢噻吩 缩水甘油基三甲基铵、 N- 乙基 -N- 甲基吗啉N,N,N- 三辛基铵、 N- 甲基 -N,N,N- 三 辛基铵、 N- 甲基 -N,N,N- 三丁基铵、 N,N- 二甲基 -N- 辛基 -N-(2- 羟乙基 ) 铵和它们的组 合。 6. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物,。
6、 其中所述离子液体的阴离子部分选自双 ( 三氟甲磺酰基 ) 亚胺阴离子、 双 ( 五氟乙磺酰基 ) 亚胺阴离子、 双 ( 七氟丙磺酰基 ) 亚胺 阴离子、 双 ( 九氟丁磺酰基 ) 亚胺阴离子、 三氟甲磺酸根、 五氟乙磺酸根、 七氟丙磺酸根、 九 氟丁磺酸根、 三 ( 三氟甲磺酰基 ) 甲基阴离子、 三 ( 五氟乙磺酰基 ) 甲基阴离子、 三 ( 七氟 丙磺酰基 ) 甲基阴离子、 三 ( 九氟丁磺酰基 ) 甲基阴离子和它们的组合。 7. 根据前述权利要求中任一项所述的组合物, 其中当在 23下测量时, 混合在一起的 所述离子液体和所述含氟聚合物的体积电导率大于 110-10西门子 / 米。 8。
7、. 一种制品, 其包含根据前述权利要求中任一项所述的组合物。 9. 根据权利要求 8 所述的制品, 其中所述制品为粘合剂、 软管、 垫圈、 密封件或涂层。 10. 一种方法, 其包括混合 (i) 具有第一玻璃化转变温度的含氟聚合物和 (ii) 离子液 体, 其中 (i) 和 (ii) 的共混物具有单个第二玻璃化转变温度, 所述第二玻璃化转变温度不 同于所述第一玻璃化转变温度。 权 利 要 求 书 CN 102985482 A 2 1/33 页 3 含氟聚合物共混物及其制品 技术领域 0001 描述了一种包含含氟聚合物和离子液体的共混物的组合物。在一个实施例中, 该 组合物用作含氟聚合物基压敏粘。
8、合剂。 背景技术 0002 含氟弹性体例如偏二氟乙烯(VDF)和六氟丙烯(HFP)的共聚物和四氟乙烯(TFE)、 偏二氟乙烯 (VDF) 和六氟丙烯 (HFP) 的三元共聚物已被用于制备密封件, 但其低温柔韧性 不足以用于某些密封应用。 0003 已存在不同的用于提高含氟弹性体的低温性质的方法。 0004 美国专利 No.5,214,106(Carlson 等人) 描述用全氟烷基乙烯基醚例如全氟甲基 乙烯基醚 (CF2=CFOCF3) 替换 VDF/HFP/TFE (偏二氟乙烯 / 六氟丙烯 / 四氟乙烯) 共聚物中的 HFP以提高低温柔韧性。 然而, 这些全氟化醚可能价格高。 美国专利No.。
9、5,268,405 (Ojakaar 等人) 公开了将全氟弹性体与全氟聚醚混合以便提高组合物的低温性质。然而, 当全氟聚醚 与 VDF/HFP/TFE 共聚物 (其玻璃化转变温度为 -22) 混合时, 玻璃化转变温度未提高。 0005 此外, 虽然某些参考文献公开了含氟弹性组合物的改进的低温性质, 但橡 胶 (即, 未固化含氟聚合物)可能在固化后没有保持相同的低温性质。例如, 美国专利 No.4,123,603(Stewart) 公开了一种含氟弹性体, 其具有因增加聚合物中的 VDF 含量 而改进的低温性质。虽然美国专利 No.4,123,603 的实例 1 中的聚合物胶 (VDF/HFP/ 。
10、TFE=60/28/12 重量 %) 的玻璃化转变温度为 -27, 但根据如美国专利 No.5,175,223 (Brinati 等人) 的实例 3 中所示的复制实例, 具有双酚固化的硫化复合聚合物不具有同聚 合物橡胶一样低的玻璃化转变温度。 0006 在另一个应用中, 有机硅基压敏粘合剂被广泛用作具有耐热性的压敏粘合剂。然 而, 在电子电路等特别是精密仪器和生产方法的应用中, 例如在硬盘驱动 (HDD)、 半导体装 置 (如化学气相沉积 (CVD) 装置) 和电极 (如电池和燃料电池) 中, 当使用有机硅基压敏粘合 剂时, 压敏粘合剂中所含的低分子量硅氧烷作为去气释放入大气环境中, 并且由硅。
11、氧烷气 体的氧化产生的二氧化硅有时导致接触不良。 0007 为了避免上述问题, 正在进行尝试热稳定化不产生硅氧烷气体的丙烯酸类压敏粘 合剂的开发, 但根据构成压敏粘合剂的聚合物成分的结构, 丙烯酸类压敏粘合剂的耐热性 通常远远不及硅基压敏粘合剂。 0008 氟基材料 (例如氟橡胶) 被用于例如 O 形环、 密封件、 软管或防滑材料并且在机械 性能、 耐热性、 耐风化性、 耐化学性等方面优良, 但因为低粘附力, 尚未获得具有耐热性并 利用了氟橡胶的特性的压敏粘合剂组合物。为解决这个问题, 日本未经审查的专利公布 No.8-134422 已提出具有耐热性的氟橡胶基压敏粘合剂组合物, 其包含 1) 。
12、能够过氧化物交 联的 100 重量份的氟橡胶聚合物, 2) 催化剂量的过氧化物, 并且 3) 不能过氧化物交联的 30 至 200 重量份的氟橡胶聚合物。 0009 另一方面, 在完全不同于压敏粘合剂的领域中, 正在进行离子液体的开发。 也被称 说 明 书 CN 102985482 A 3 2/33 页 4 为室温熔盐的所述离子液体在常温下为液态, 并且由于其不挥发性或高离子电导率, 主要 在各种电化学装置例如锂二次电池中用作电解质溶液。 近年来, 出于防止装置漏液的目的, 还在研究使用离子液体的胶凝电解质的开发。此外, 日本专利 No.4597899 描述了一种用于 热耗散的胶凝组合物, 其。
13、通过向离子液体添加导热无机填充剂和胶凝剂来获得。 发明内容 0010 期望辨识一种具有低温性质的含氟聚合物组合物, 其可以克服如上所述的某些局 限, 即, 更廉价并且容易使用, 并且提供较低的玻璃化转变温度, 该较低玻璃化转变温度任 选地甚至在所述组合物固化之后仍被保持。 0011 此外, 期望提供具有优良耐热性的压敏粘合剂。 在本发明的一个实施例中, 作为低 粘合材料的含氟聚合物与离子液体组合, 从而该含氟聚合物被增塑并且也将压敏粘合性能 赋予所得组合物。 同时, 组合物可以保持含氟聚合物的耐热特性, 使得可以获得具有良好压 敏粘合特性和耐热性的压敏粘合剂组合物。 0012 在一个方面, 提。
14、供一种组合物, 其包含 (i) 具有第一玻璃化转变温度的含氟聚合 物和 (ii) 离子液体, 其中 (i) 和 (ii) 的共混物具有单个第二玻璃化转变温度, 所述第二玻 璃化转变温度不同于所述第一玻璃化转变温度。 0013 在一个实施例中, 所述含氟聚合物为含氟弹性体或含氟热塑性塑料。 0014 在一个实施例中, 所述含氟聚合物衍生自一种或多种氟化单体例如四氟乙烯、 氟 乙烯、 偏二氟乙烯、 六氟丙烯、 五氟丙烯、 三氟乙烯、 三氟氯乙烯、 全氟甲基乙烯基醚、 全氟丙 基乙烯基醚和它们的组合。 0015 在另一方面, 提供一种固化制品, 其包含 (i) 具有第一玻璃化转变温度的含氟聚 合物和。
15、 (ii) 离子液体, 其中 (i) 和 (ii) 的共混物具有单个第二玻璃化转变温度, 所述第二 玻璃化转变温度不同于所述第一玻璃化转变温度。 0016 在又一方面, 提供一种方法, 其包括混合 (i) 具有第一玻璃化转变温度的含氟聚 合物和 (ii) 离子液体, 其中 (i) 和 (ii) 的共混物具有单个第二玻璃化转变温度, 所述第二 玻璃化转变温度不同于所述第一玻璃化转变温度。 0017 在又一方面, 提供一种压敏粘合剂组合物, 其包括含氟聚合物和离子液体。 0018 在又一方面, 提供一种片材或带材, 其具有包含含氟聚合物和离子液体的层。 0019 上述发明内容并非意图描述每个实施例。
16、。 本发明的一个和多个实施例的细节还在 下面的描述中示出。根据以下 “具体实施方式” 和 “权利要求书” , 本发明的其他特征、 目标 和优点将显而易见。 附图说明 0020 图 1 为实例 28 和比较例 18 和 19 的热重量分析 (TGA) 图表。 0021 图 2 为示出实例 30 和比较例 20 的剥离强度的图表。 0022 图 3 为示出实例 31 和比较例 21 的剥离强度的图表。 具体实施方式 0023 如本文所用, 术语 : 说 明 书 CN 102985482 A 4 3/33 页 5 0024 “一个” 和 “所述” 可交换使用并意指一个或多个 ; 0025 “和 / 。
17、或” 用于表示一个或两个描述的情况都可能发生, 例如 A 和 / 或 B 包括 (A 和 B) 和 (A 或 B) ; 并且 0026 “共聚物” 是指衍生自两个或更多个单体单元的聚合物, 并且包括三元共聚物、 四 元共聚物等。 0027 另外, 本文中由端点描述的范围包括该范围内所包含的所有数值 (如, 1 到 10 包括 1.4、 1.9、 2.33、 5.75、 9.98 等) 。 0028 另外, 本文中 “至少一个” 的表述包括一个及以上的所有数目 (如至少 2 个、 至少 4 个、 至少 6 个、 至少 8 个、 至少 10 个、 至少 25 个、 至少 50 个、 至少 100 。
18、个等等) 。 0029 本发明涉及包含离子液体和含氟聚合物的组合物。离子液体为独特的盐, 其在 约 100或更低温度下呈液态, 具有可忽略的蒸气压, 和高热稳定性。离子液体由阳离子和 阴离子构成并且其熔点大体约 100或更低温度 (即在约 100或更低温度下为液体) , 约 95或更低温度或甚至约80或更低温度。 某些离子液体即便在环境温度下也以熔融状态 存在, 因为它们的熔点低于室温, 并因此它们有时被称为环境温度熔盐。 离子液体的阳离子 和 / 或阴离子空间体积相对大, 并且通常, 这些离子中一者和 / 或两者为有机离子。可以通 过已知方法, 例如, 通过诸如阴离子交换或复分解法的方法或通。
19、过酸 - 碱或中和方法, 合成 离子液体。 0030 本发明的离子液体的阳离子可以为铵离子,离子, 锍离子等等, 包括各种未 定域的杂芳族阳离子, 但并不限于此。铵离子包括选自烷基铵、 咪唑吡啶吡咯烷 吡咯啉吡嗪离子、 嘧啶三唑三嗪喹啉异喹啉吲哚喹 啉哌啶唑啉噻唑啉吗啉哌嗪及其组合的铵离子。离子的例 子包括选自四烷基芳基烷基芳基及其组合的离子。 锍离子的例子 包括选自烷基锍、 芳基锍、 噻吩四氢噻吩及其组合的锍离子。直接键合氮原子、 磷原 子或硫原子的烷基可以是碳数为至少1个、 2个或甚至4个并不多于8个、 10个、 12个、 15个 或甚至 20 个的直链、 支链或环状烷基。烷基可以任选地包。
20、含杂原子, 例如在链中或在链的 末端 (如端 -OH 基) 的 O 和 N 和 S。直接键合氮原子、 磷原子或硫原子的芳基可以是碳数为 至少 5 个、 6 个或甚至 8 个并不多于 12 个、 15 个或甚至 20 个的单环或缩合环状芳基。构成 这种阳离子的结构中的任意部位可以由烷基、 烯基、 炔基、 环烷基、 芳基、 芳烷基 (aralkyl)、 芳烷基 (arylalkyl)、 烷氧基、 芳氧基、 羟基、 羰基、 羧基、 酯基、 酰基、 氨基、 二烷基氨基、 酰胺 基、 亚氨基、 亚胺阴离子基、 硝基、 腈基、 硫醚基、 亚砜基、 砜基、 卤素原子等等进一步取代, 并 且杂原子例如氧原子、。
21、 氮原子、 硫原子和硅原子可以被包含在构成所述阳离子的结构的主 链或环中。 0031 阳离子的具体例子包括 N- 乙基 -N- 甲基咪唑N- 甲基 -N- 丙基哌啶 N,N,N-三甲基-N-丙基铵、 N-甲基-N,N,N-三丙基铵、 N,N,N-三甲基-N-丁基铵、 N,N,N-三 甲基-N-甲氧基乙基铵、 N-甲基-N,N,N-三(甲氧基乙基)铵、 N,N-二甲基-N-丁基-N-甲 氧基乙基铵、 N,N- 二甲基 -N,N- 二丁基铵、 N- 甲基 -N,N- 二丁基 -N- 甲氧基乙基铵、 N- 甲 基 -N,N,N- 三丁基铵、 N,N,N- 三甲基 -N- 己基铵、 N,N- 二乙基 。
22、-N- 甲基 -N-(2- 甲氧基乙 说 明 书 CN 102985482 A 5 4/33 页 6 基 ) 铵、 1- 丙基-四氢噻吩1-丁基 -四氢噻吩1-戊基-四氢噻吩1-己基- 四 氢噻吩缩水甘油基三甲基铵、 N- 乙基丙烯酰基 -N,N,N- 三甲基铵、 N- 乙基 -N- 甲基吗 啉N,N,N- 三辛基铵、 N- 甲基 -N,N,N- 三辛基铵、 N,N- 二甲基 - 正辛基 -N-(2- 羟乙基 ) 铵和它们的组合。 0032 不含有表现出反应性的官能团或部分 (例如, 具有反应活性的不饱和键) 的阳离子 就耐热性来看是有利的, 并且这种阳离子的例子包括 N- 甲基 -N- 丙基。
23、哌啶和 N,N,N- 三 甲基 -N- 丙基铵。有利的是, 构成所述阳离子的基团由氟原子取代, 因为期望与含氟聚合物 有良好的相容性。 0033 本发明的离子液体的阴离子可以为 (例如) 硫酸根 (R-OSO3-)、 磺酸根 (R-SO3-)、 羧 酸根 (R-CO2-)、 磷酸根 (RO)2P(=O)O-)、 由式 BR4-代表的硼酸根例如四氟硼酸根 (BF4-) 和四 烷基硼酸根、 由式 PR6-代表的磷酸根例如六氟磷酸根 (PF6-) 和六烷基磷酸根、 亚胺阴离子 (R2N-)、 甲基阴离子 (R3C-)、 硝酸根离子 (NO3-) 或亚硝酸根离子 (NO2-)。在该式中, 各 R 可 。
24、以独立地为氢原子、 卤素原子 (氟、 氯、 溴、 碘) 、 取代或未取代的烷基、 烯基、 炔基、 环烷基、 芳 基、 芳烷基、 芳烷基、 酰基或磺酰基等等。 杂原子例如氧原子、 氮原子和硫原子可以被包含在 R基的主链或环中, 并且R基的碳原子上的部分或全部氢原子可以被氟原子替代。 在阴离子 中存在多个 R 的情况下, 这些 R 可以相同或不同。因为通常与含氟聚合物有良好的相容 性, 所以有利的是, 阴离子中 R 基的碳原子上的部分或全部氢原子被氟原子取代, 并且有利 的时, 阴离子含有全氟烷基。 0034 含有全氟烷基的阴离子 (其可被有利地使用) 的例子包括双 ( 全氟烷基磺酰基 ) 亚胺阴。
25、离子 (RfSO2)2N-)、 全氟烷基磺酸根 (RfSO3-) 和三 ( 全氟烷基磺酰基 ) 甲基阴离子 (RfSO2)3C-)( 其中 Rf 表示全氟烷基 )。全氟烷基的碳数可以 (例如) 为至少 1 个、 2 个、 3 个 或甚至 4 个到至多 8 个、 10 个、 12 个、 15 个或甚至 20 个。双 ( 全氟烷基磺酰基 ) 亚胺阴离 子的具体例子包括 : 双 ( 三氟甲磺酰基 ) 亚胺阴离子、 双 ( 五氟乙磺酰基 ) 亚胺阴离子、 双 ( 七氟丙磺酰基 ) 亚胺阴离子和双 ( 九氟丁磺酰基 ) 亚胺阴离子。全氟烷基磺酸根的具体 例子包括 : 三氟甲磺酸根、 五氟乙烷磺酸根、 七。
26、氟丙烷磺酸根和九氟丁磺酸根。三 ( 全氟烷 基磺酰基 ) 甲基阴离子的具体例子包括 : 三 ( 三氟甲磺酰基 ) 甲基阴离子、 三 ( 五氟乙磺酰 基 ) 甲基阴离子、 三 ( 七氟丙磺酰基 ) 甲基阴离子、 三 ( 九氟丁磺酰基 ) 甲基阴离子和它们 的组合。 0035 至于由上述阳离子和阴离子构成的离子液体, 可以有利地使用N-甲基-N-丙基哌 啶双 ( 三氟甲磺酰基 ) 亚胺阴离子、 N- 甲基 -N- 丙基哌啶双 ( 三氟甲磺酰基 ) 亚胺 阴离子、 N- 乙基 -N- 甲基咪唑双 ( 三氟甲磺酰基 ) 亚胺阴离子、 N,N,N- 三甲基 -N- 己 基铵双 ( 三氟甲磺酰基 ) 亚胺。
27、阴离子和 N- 甲基 -N,N,N- 三丁基铵双 ( 三氟甲磺酰基 ) 亚 胺阴离子, 因为优良的耐热性和与含氟聚合物良好的相容性。 在需要非着色的使用中, N-甲 基 -N- 丙基哌啶双 ( 三氟甲磺酰基 ) 亚胺阴离子、 N,N,N- 三甲基 -N- 己基铵双 ( 三氟甲 磺酰基 ) 亚胺阴离子和 N- 甲基 -N,N,N- 三丁基铵双 ( 不含芳族环的三氟甲磺酰基亚胺阴 离子是特别合适的) 。 0036 在本发明中, 含氟聚合物与离子液体混合。所述含氟聚合物可以为含氟弹性体或 含氟热塑性塑料。 说 明 书 CN 102985482 A 6 5/33 页 7 0037 含氟聚合物可以衍生自。
28、一种或多种氟化单体, 例如四氟乙烯 (TFE)、 氟乙烯 (VF)、 偏二氟乙烯 (VDF)、 六氟丙烯 (HFP)、 五氟丙烯、 三氟乙烯、 三氟氯乙烯 (CTFE)、 全氟甲基乙 烯基醚 (PMVE)、 全氟丙基乙烯基醚 (PPVE) 和它们的组合。 0038 本领域的技术人员熟知通过添加少量其他可共聚单体 (其可以或可以不含有氟取 代) 如乙烯、 丙烯、 丁烯等等, 在含氟弹性体形成期间来改性含氟弹性体。这些添加的单体 (即共聚单体) 的使用是在本发明的范围内。一般来讲, 这些添加的单体将以小于 25 摩尔 % 的含氟聚合物、 优选地小于 10 摩尔 % 和甚至小于 3 摩尔 % 来使用。
29、。 0039 示例性的含氟聚合物包括 : TFE/ 丙烯共聚物、 TFE/ 丙烯 /VDF 共聚物、 VDF/HFP 共 聚物、 TFE/VDF/HFP 共聚物、 TFE/PMVE 共聚物、 TFE/CF2=CFOC3F7共聚物、 TFE/CF2=CFOCF3/ CF2=CFOC3F7共聚物、 TFE/CF2=C(OC2F5)2共聚物、 TFE/ 乙基乙烯基醚 (EVE) 共聚物、 TFE/ 丁 基乙烯基醚 (BVE) 共聚物、 TFE/EVE/BVE 共聚物、 VDF/CF2=CFOC3F7共聚物、 乙烯 /HFP 共聚 物、 TFE/HFP 共聚物、 CTFE/VDF 共聚物、 TFE/V。
30、DF 共聚物、 TFE/VDF/PMVE/ 乙烯共聚物和 TFE/ VDF/CF2=CFO(CF2)3OCF3共聚物。 0040 在本发明的一个实施例中, 所述含氟聚合物是通常通过聚合一个或多个类型的完 全氟化或部分氟化的单体来获得的含氟弹性体。含氟聚合物可以或可以不被交联。含氟弹 性体的交联可以通常用过氧化物、 多元醇或聚胺来进行, 但并不限于此。 0041 在本发明的另一个实施例中, 所述含氟聚合物是通过聚合一个或多个类型的完全 氟化或部分氟化的单体来获得的含氟热塑性塑料。在这种情况下, 含氟聚合物的特定微结 构允许含氟聚合物的某种程度的结晶度, 从而得到热塑性性质。 一般来讲, 如果使用。
31、含氟热 塑性塑料, 则所述含氟热塑性塑料为共聚物。共聚作用允许与氟基均聚物相比结晶度有所 降低, 这样可有利地用于本发明的组合物。高度结晶聚合物往往表现出与离子液体的相容 性差, 并因此含氟热塑性共聚物就与离子液体的相容性来看是有利的。所述含氟热塑性塑 料可以如针对含氟弹性体所述那样交联。 0042 含氟聚合物可以为化学性不同的含氟热塑性塑料的混合物, 以及, 化学性不同的 含氟弹性体的混合物和含氟热塑性塑料和含氟弹性体的混合物。 0043 在本发明中, 所述含氟聚合物可以在存在链转移剂和 / 或固化部位单体的情况下 聚合以将固化部位引入含氟聚合物。 0044 示例性的链转移剂包括 : 含碘链。
32、转移剂、 含溴链转移剂、 或含氯链转移剂。 例如, 聚 合反应中的合适含碘链转移剂包括式 RIx, 其中 (i)R 为具有 3 至 12 个碳原子的全氟烷基或 含氯全氟烷基 ; 和 (ii)x=1 或 2。含碘链转移剂可为全氟化的碘代化合物。示例性的碘代 全氟化合物包括 : 1,3-二碘全氟丙烷、 1,4-二碘全氟丁烷、 1,6-二碘全氟己烷、 1,8-二碘全 氟辛烷、 1,10- 二碘全氟癸烷、 1,12- 二碘全氟十二烷、 2- 碘 -1,2- 二氯 -l,1,2- 三氟乙烷、 4- 碘 -1,2,4- 三氯全氟丁烷以及它们的混合物。在一些实施例中, 溴来源于式 RBrx的溴化 处理的链转。
33、移剂, 其中(i)R为具有3个至12个碳原子的全氟烷基或含氯全氟烷基 ; 和(ii) x=1 或 2。链转移剂可以为全氟化的溴代化合物。 0045 固化部位单体可以衍生自式 a)CX2=CX(Z) 的一种或多种化合物, 其中 : (i) X 均独立地为 H 或 F ; 和 (ii)Z 为 I、 Br、 Rf-U, 其中 U=I 或 Br 并且 Rf= 任选地含有 O 原 子或 (b)Y(CF2)qY 的全氟化或部分全氟化亚烷基基团, 其中 : (i)Y 为 Br 或 I 或 Cl 并 且 (ii)q=1-6。此外, 可使用非氟化的溴代或碘代烯烃, 例如乙烯基碘化物和烯丙基碘 说 明 书 CN 。
34、102985482 A 7 6/33 页 8 化物。在一些实施例中, 固化部位单体衍生自选自以下的一种或多种化合物 : CH2=CHI、 CF2=CHI、 CF2=CFI、 CH2=CHCH2I、 CF2=CFCF2I、 ICF2CF2CF2CF2I、 CH2=CHCF2CF2I、 CF2=CFCH2CH2I、 CF2=CFCF2CF2I、 CH2=CH(CF2)6CH2CH2I、 CF2=CFOCF2CF2I、 CF2=CFOCF2CF2CF2I、 CF2=CFOCF2CF2CH2I、 CF2=CFCF2OCH2CH2I、 CF2=CFO(CF2)3OCF2CF2I、 CH2=CHBr、 C。
35、F2=CHBr、 CF2=CFBr、 CH2=CHCH2Br、 CF2=CFCF2Br、 CH2=CHCF2CF2Br、 CF2=CFOCF2CF2Br、 CF2=CFCl、 CF2=CFCF2Cl、 和它们的组合。 0046 另外, 也可以利用腈固化部位部分, 其与化合物例如砷、 锑和锡的有机金属化合物 一起可以在热量影响下通过腈的三聚作用促进三嗪环的形成。 0047 来自上述链转移剂和固化部位单体的这种固化部位对用过氧化物、 多元醇和 / 或 聚胺交联剂来固化是有效的。 0048 过氧化物固化剂包括有机或无机过氧化物。有机过氧化物是优选的, 尤其是不会 在动态混合温度下分解的那些。 004。
36、9 通常通过使用有机过氧化物作为交联剂并在需要时使用交联助剂, 例如甘油的 二烯丙基醚、 三烯丙基磷酸、 己二酸二烯丙基酯、 二烯丙基三聚氰胺和异氰尿酸三烯丙酯 (TAIC)、 异氰尿酸三(甲基)烯丙酯(TMAIC)、 氰尿酸三(甲基)烯丙酯、 聚异氰尿酸三烯丙 酯 ( 聚 -TAIC)、 苯二甲基 - 双 ( 异氰尿酸二烯丙酯 )(XBD) 和 N,N- 间亚苯基双马来亚胺 阴离子, 可以执行采用过氧化物的交联。 有机过氧化物的例子包括过氧化苯甲酰、 过氧化二 枯基、 二 - 叔丁基过氧化物、 2,5- 二 - 甲基 -2,5- 二 - 叔丁基过氧己烷、 2,4- 二氯过氧化苯 甲酰、 1,。
37、1- 双 ( 叔丁基过氧 )-3,3,5- 三甲基氯己烷、 叔丁基过氧异丙基碳酸酯 (TBIC)、 叔 丁基过氧2-乙基己基碳酸酯(TBEC)、 叔-戊基过氧2-乙基己基碳酸酯、 叔-己基过氧异丙 基碳酸酯、 碳过氧酸、 O,O-1,3- 丙烷二基 OO,OO- 双 (1, 1- 二甲基乙基 ) 酯、 叔丁基过氧 苯甲酸酯、 叔 - 己基过氧 -2- 乙基己酸酯、 叔丁基过氧 -2- 乙基己酸酯、 二 (4- 甲基苯甲酰 基 ) 过氧化物、 月桂基过氧化物和环己酮过氧化物。其他合适的过氧化物固化剂列于美国 专利 No.5,225,504(Tatsu 等人) 中。所用的过氧化物固化剂的量通常将为。
38、 0.1 至 5 重量 份 /100 份含氟聚合物, 优选地 1 至 3 重量份 /100 份含氟聚合物。其他常规的自由基引发 剂适用于本发明。 0050 通常通过使用多元醇化合物作为交联剂, 交联助剂例如铵盐、盐和亚胺盐, 和二价金属如镁、 钙、 或锌的氢氧化物或氧化物, 执行采用多元醇的交联。多元醇化合物 的例子包括双酚 AF、 双酚 A、 双酚 S、 二羟基二苯甲酮、 对苯二酚、 2,4,6- 三巯基 - 均三嗪、 4,4- 硫代联苯酚和它们的金属盐。 0051 通常通过使用聚胺化合物作为交联剂, 和二价金属如镁、 钙、 或锌的氧化物, 执行 采用聚胺的交联。聚胺化合物或聚胺化合物前体的。
39、例子包括环己烷二胺和其氨基甲酸酯、 4,4- 双 ( 氨基环己基 ) 甲烷和其氨基甲酸酯和 N,N- 双肉桂醛缩 -1,6- 环己烷二胺。 0052 由二价金属的氢氧化物、 氧化物等等构成的这个交联剂、 交联助剂和酸接受剂均 可以按常规的已知量来使用, 并且所用量可以由本领域技术人员恰当确定并同时考虑与含 氟聚合物的可混和性、 交联含氟聚合物的机械强度、 收益性等等。 参与交联的这些成分中每 种的使用量可以为 (例如) 每 100 质量份含氟聚合物约 1 质量份或更多、 约 5 质量份或更多、 约 10 质量份或更多、 或约 15 质量份或更多、 和约 60 质量份或更少、 约 40 质量份或。
40、更少、 约 30 质量份或更少、 或约 20 质量份或更少。参与交联的成分的总量可以 (例如) 为每 100 质 量份含氟聚合物约 1 质量份或更多、 约 5 质量份或更多、 或约 10 质量份或更多、 和约 60 质 说 明 书 CN 102985482 A 8 7/33 页 9 量份或更少、 约 40 质量份或更少、 或约 30 质量份或更少。 0053 通过考虑分子量和含氟聚合物的交联 / 非交联和化学性质例如特别是构成所述 离子液体的阳离子和阴离子的取代基的种类, 含氟聚合物和离子液体的混合比率可以被设 定为各种范围。一般来讲, 基于总计 100 质量份的含氟聚合物和离子液体, 含氟聚。
41、合物的比 率可以为约5质量份或更多、 约10质量份或更多、 约20质量份或更多、 约30质量份或更多、 约 40 质量份或更多、 约 50 质量份或更多、 约 60 质量份或更多、 或约 70 质量份或更多、 和约 95 质量份或更少、 约 90 质量份或更少、 或约 80 质量份或更少。离子液体的比率可以为约 0.01 质量份或更多、 约 1 质量份或更多、 约 10 质量份或更多、 约 25 质量份或更多、 约 40 质 量份或更多、 约 50 质量份或更多、 约 60 质量份或更多、 或约 70 质量份或更多、 和约 95 质量 份或更少、 约 90 质量份或更少、 或约 80 质量份或。
42、更少。 0054 例如, 出于增加强度或赋予功能性的目的, 可以在所述组合物中加入常规辅剂例 如酸受体、 加工助剂或着色剂。 0055 这种填充剂包括 : 有机或无机填充剂例如粘土、 二氧化硅 (SiO2)、 氧化铝、 铁红、 滑石、 硅藻土、 硫酸钡、 硅灰石 (CaSiO3)、 碳酸钙 (CaCO3)、 氟化钙、 二氧化钛、 氧化铁和炭黑 填充剂、 聚四氟乙烯粉末、 导电填充剂、 散热填充剂等等可以被作为任选成分加入所述组合 物。本领域的技术人员能够选择所需量的特定填充剂来实现硫化化合物的所需物理特性。 填充剂成分可以产生能够保持优选弹性和物理张力 (如伸长率和抗张强度值所指示的) 并 同。
43、时保持所需性质例如较低温度 (TR-10) 下的收缩的化合物。 0056 常规的辅剂也可以掺入到本发明的组合物中以提高所得组合物的性质。例如, 可 以采用酸受体以有利于化合物的固化和热稳定性。 适用的酸受体可包括氧化镁、 氧化铅、 氧 化钙、 氢氧化钙、 亚磷酸氢铅、 氧化锌、 碳酸钡、 氢氧化锶、 碳酸钙、 水滑石、 碱性硬脂酸盐、 草 酸镁或它们的组合。优选地, 酸受体可以在约 1 至约 20 份 /100 重量份聚合物的范围内的 量使用。 0057 含有上述含氟聚合物、 离子液体和其他成分的溶液或液态分散体可以使用溶剂例 如酮 (如丙酮、 甲基乙基酮、 甲基异丁基酮) 、 醚 (如二乙醚。
44、、 四氢呋喃) 和酯 (如乙酸乙酯、 乙 酸丁酯) 来制备, 所制备的溶液或液态分散体可以被涂布在基材例如纸张、 纤维、 膜、 片材、 带材、 板材、 管材、 管道、 槽和容器的表面上, 并且可以通过干燥去除溶剂。 以此方式, 可以形 成包含组合物层和基材的制品。 0058 用于混合上述含氟聚合物、 离子液体和其他成分的方法包括 (例如) 使用橡胶双 辊、 压力捏合机或班伯里 (Banbury) 混合器来捏合。如果使用含氟热塑性塑料, 则上述方法 可能需要在高于含氟热塑性塑料的结晶相的熔点的温度下进行以有利于混合。 0059 所述混合物可以随后例如通过挤出或模制被处理和成型, 以形成各种形状的。
45、制 品 , 例如由本发明的组合物构成的片材、 软管、 软管衬里、 O 形环、 垫圈或密封件。然后可以 加热成形制品, 从而固化橡胶组合物并形成固化的弹性体制品。 0060 通常在约 120至 220的温度下, 优选地在约 140至 200的温度下向化合而 成的混合物施压 (即加压固化) , 施压时间为约 1 分钟至约 15 小时, 通常为约 1 至 15 分钟。 通常将约 700 至 20,000kPa, 优选地约 3400 至 6800kPa 的压力用于模制组合物。可将模具 首先用脱模剂涂覆并预烘焙。 0061 模制的硫化橡胶可在约 140-240的温度下, 优选地在约 160-230的温度。
46、下于 说 明 书 CN 102985482 A 9 8/33 页 10 烘箱中进行后固化约 1-24 小时或更长的时间, 这取决于样本的截面厚度。对于厚的部件, 在后固化过程中通常将温度从所述范围的下限逐步提高到所需的最高温度。 所用的最大温 度优选地为约 260, 并且要在这个值下保持约 1 小时或更长时间。 0062 在一个实施例中, 本发明涉及一种包含离子液体与含氟聚合物的可混溶共混物的 组合物。如本文所用, 可混溶共混物是指离子液体和含氟聚合物的共混物为分子级分散体 (其不同于微相分离或分散, 如凝胶) 并且该可混溶共混物将相当于一个成分。换句话讲, 可 混溶共混物将具有单一玻璃化转变。
47、温度 (Tg)。在本发明中, 可混溶共混物的单一 Tg将不同 于含氟聚合物的 Tg。如果离子液体和含氟聚合物的共混物为不能混溶的, 则将观察到两个 Tg并且至少一个 Tg将与含氟聚合物的 Tg相同。 0063 离子液体的这种 Tg效应可以被称为 “增塑剂效应” 。通过增塑作用, 聚合物的玻璃 化转变温度将发生变化并因此可以提高可加工性。 增塑剂必须满足的基本增塑剂要求是相 容性和持久性。增塑剂必须是可与该聚合物混溶的。增塑剂化合物的最重要特性之一为 低挥发性, 以使得该聚合物可以在长寿命期内保持柔性而不变得易碎和损坏, 如 M.P.Scott 等人在化学通讯 (Chemical Communi。
48、cations)(2002) 第 1370 页至第 1371 页所述的。离子 液体的可忽略的蒸气压和卓越的热稳定性使其称为理想的增塑剂。 0064 离子液体和含氟聚合物的可混溶共混物相比于含氟聚合物其自身来说表现出提 高的玻璃化转变温度。玻璃化转变温度 (Tg) 为聚合物从无定形态转变至玻璃态的温度。Tg 可以根据本领域的普通技术人员已知的任何技术测定。例如, 差示扫描量热法 (DSC)、 或使 用动态力学分析仪对通过损耗模量 (G” ) 除以储能模量 (G ) 计算得到的 tan(tan=G” / G )的峰值温度进行测量可以用于确定玻璃化转变温度。 当使用相同测量技术时, 根据本发 明的可。
49、混溶共混物 (含有含氟聚合物和离子液体) 的 Tg将不同于含氟聚合物的 Tg。Tg的差 异是指与离子液体混合的含氟聚合物的 Tg比含氟聚合物其自身的 Tg低超过 3、 5、 7、 10、 15、 20、 25、 30或甚至 40。 0065 在一个实施例中, 含氟聚合物与离子液体的可混溶性可以通过检验这些成分的溶 解度参数来测定。具有类似溶解度参数的材料可以是可混溶的。例如, 含氟弹性体 (VDF/ HFP=78/22 摩尔 %) 的溶解度参数 为 8.7。 (Myers 和 Abu-Isa, 应用聚合物科学杂志 (Journal ofApplied Polymer Science), 第 32 卷, 3515-3539(1986)) 。这种含氟弹性体 (78 摩尔 %VDF/22 摩尔 %HFP) 可混溶于例如酮和乙酸酯的溶剂中。这种溶剂的例子为 4- 甲 基 -2- 戊酮 (MIBK)、 乙酸正丁酯 (BA)、 乙酸乙酯 (EA。