[发明专利]具有低玻璃化转变温度的包含三嗪的含氟聚醚弹性体

说明书

技术领域

本发明涉及具有低玻璃化转变温度并适于用作弹性体的包含三嗪的含氟聚醚聚合物、包含其的组合物、其前体组合物以及其制备方法和包含其的制品。

背景技术

由于含氟弹性体的弹性体性质以及对热和化学物质（尤其是燃料蒸气）的抵抗力，其被广泛用作汽车或飞机制造工业中的密封件和软管的材料。在许多此类应用中，需要含氟弹性体在宽的温度范围内保持其弹性体性质，从而保证其密封性能。具体地讲，当通常用于飞机、船舶或机动车中时，期望含氟弹性体在低于-50℃或甚至低于-70℃的温度下也保持其弹性体性质。需要性能更优越的材料，因此，需要具有极低玻璃化转变温度(Tg)的含氟弹性体。在低温应用（类似液化气体的制备和储存）领域中特别需要具有低玻璃化转变温度的材料。

许多各种不同的包含四氟乙烯共聚物或偏二氟乙烯共聚物的含氟弹性体是已知的并可商购获得（compare A van Cleef,in Modern Fluoropolymers,John Scheirs ed.,John Wiley & Sons,1997,pages597-613（“比较A van Cleef”，《现代含氟聚合物》，John Scheirs编辑，约翰·威利父子出版社，1997年，第597-613页））。

具有高耐化学性和耐温性以及良好的机械性能的含氟弹性体组合物可以通过固化包含偏二氟乙烯和/或四氟乙烯与全氟乙烯醚和固化部位单体的共聚物的体系来制备。通常，可以使用此类体系获得约-30℃的玻璃化转变温度，如例如欧洲专利No.1 829 905B1中所描述。然而，全氟乙烯基醚的制备成本相当高。

因此，一直需要提供具有低玻璃化转变温度的含氟弹性体，使得其能够在低温应用中用作密封件。因此，一直以来，需要提供玻璃化转变温度低于-60℃、优选地低于-80℃或甚至更低的含氟聚合物。有利地，材料为弹性体。有利地，此类材料能够以低成本制备。

令人惊讶的是，现已发现具有极低玻璃化转变温度以及使其适于用作弹性体的机械性能的含氟聚合物能够在形成包含三嗪基团的键的过程中通过用固化剂固化腈官能化低分子量含氟聚醚来制备。虽然全氟聚醚在含氟聚合物工业中一直以来是已知的，但由于其往往为液体的事实，它们一直被广泛地用作润滑剂或液体密封剂。在美国专利No.5,693,748中设想，除了可将全氟聚醚基聚三嗪在已知的应用中用作润滑剂外，还可将其用作制备弹性体的原料。使用氨作为固化催化剂固化带有侧腈基的含氟聚醚聚三嗪。据报道，所得的聚合物具有在-45℃范围内的Tg。然而，据报道，当带有侧腈基的聚合物单元的分子量为每个腈基小于约25,000克/摩尔时，固化聚合物易碎。据报道，此类材料不适于用作弹性体。

发明内容

因此，以下提供了一种可固化组合物，其包含：

a)含氟聚醚，该含氟聚醚的分子量为从约400克/摩尔最高至约20,000克/摩尔并包含选自(-(CF₂)₄O-)、(-(CF₂)₂O-)、(-CF₂O-)或其组合的部分且还在末端位置或邻近末端位置的位置处包含至少一个腈基；

b)一种或多种固化剂，该固化剂选自非氟化化合物，所述非氟化化合物包含一个或多个连接到共同残基的官能团，所述残基包含至少三个碳原子，其中所述官能团选自伯胺、仲胺以及加热处理时生成伯胺或仲胺的官能团，

其中该组合物可以被固化以生成具有三嗪环结构的基团。

在另一方面，提供了一种包含固化的含氟聚醚基聚合物的组合物，该固化的含氟聚醚基聚合物包含含氟聚醚片段，该含氟聚醚片段的分子量为从约400克/摩尔最高至约20,000克/摩尔并含有多个选自(-(CF₂)₄O-)、(-(CF₂)₂O-)、(-CF₂O-)或其组合且被具有三嗪环结构的基团隔开的部分，其中该组合物的玻璃化转变温度为至少-60℃。

在另一方面，提供了一种制备如下组合物的方法，所述组合物包含固化的含氟聚醚基聚合物并且玻璃化转变温度低于-60℃，所述固化的含氟聚醚基聚合物包含具有三嗪环结构的基团，所述方法包括：

i)提供可固化组合物，所述可固化组合物包含：