[发明专利]包含聚酰胺和含氟弹性体的复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及含氟弹性体-聚酰胺复合材料、制备它们的方法以及含它们的成型制品。

背景技术

含氟弹性体为橡胶样材料，在暴露于燃料的制品中广泛用作密封件或密封部件，因为它们对这些化合物具有高的耐化学性。

在其中密封制品得承受机械力的应用中，例如作为机动车辆的零件的部件时或是出于安全原因，例如作为燃料贮存装置的部件时，可将含氟弹性体部件固定到金属件。这样的复合材料包含含氟弹性体以提供柔性即密封件以及金属以提供刚性部件。然而，金属件将增加复合材料的重量。这可能是一缺点，特别是在运输行业中，其中重量将增加燃料消耗和/或运输成本。

因此，需要提供金属件的替代品作为刚性部件。由于其机械性能，聚酰胺是替代金属的合适候选者。可商购获得具有非常高的温度稳定性（如由非常高的热挠曲温度（HDT）值所表达）的聚酰胺等级。替代材料需要与含氟弹性体形成强结合。

美国专利第5,656,121号中描述，含氟聚合物与其他热塑性树脂的复合材料可通过使用含低分子量二胺化合物的涂层来在部件之间产生强结合而制备。然而，出于经济原因，可能希望通过结合弹性和刚性组分直接形成复合材料而无需粘合剂或结合添加剂如结合层和底漆，以避免额外的加工步骤和材料成本。

美国专利第6,162,385号中描述了在含氟弹性体与聚酰胺聚合物之间具有强且直接的结合的复合材料。实例部分中使用的含氟弹性体为商品名VITON A、VITON B651C和DAI EL G651C的市售含氟弹性体。这些聚合物是可双酚固化的，并且根据供应商的信息，-18℃、-16℃和-13℃时具有温度回缩（TR-10）。

上述文献未提及耐久性和特别是含氟弹性体与聚酰胺之间的结合的热稳定性。然而，热稳定的结合是高度需要的，特别是对于其中复合材料可能受热的应用而言，热可以来自机械力如摩擦或燃料燃烧或来自两者。

发明内容

令人惊奇地，本发明人已发现，通过使用具有低温度回缩（TR-10）的过氧化物含氟聚合物，在含氟聚合物与聚酰胺之间可以形成强的直接结合。这些材料之间的结合还表现出改进的抗热老化性。还已发现，通使用这样的含氟聚合物，可与高载量的增强材料（例如，至多50重量%的增强材料载量）形成抗热老化的强结合。这样可通过增加较便宜的增强材料的量并减少昂贵的多的聚酰胺树脂的量而显著节约成本。

因此，下面提供了一种复合材料，其包含直接结合到第二组分的第一组分：所述第一组分包含过氧化物固化的含氟弹性体，其具有根据ASTM D1329测得的-19℃或更低的温度回缩TR-10；所述第二组分包含聚酰胺树脂，其具有根据ASTM D648测得的在0.45MPa的载荷下至少130℃的热挠曲温度（HDT）。

在另一方面，提供了一种包含上述复合材料的成型制品。

在又一方面，提供了一种制备复合材料的方法，所述方法包括：

i)提供

a)第一组分，所述第一组分包含具有

-19℃或更低的TR10可过氧化物固化的含氟弹性体，并还包含至少一种过氧化物固化剂；

b)第二组分，所述第二组分包含聚酰胺树脂，其具有根据ASTM D648测得的在0.45MPa的载荷下至少130℃的热挠曲温度（HDT），

ii)通过使所述第一组分与所述第二组分接触并固化含氟弹性体使第一和第二组分之间形成直接结合。

在又另一方面，提供了具有根据ASTM D1329测得的-19℃或更低的温度回缩TR-10的可过氧化物固化的含氟弹性体用于提高在作为含氟弹性体的第一组分与作为聚酰胺树脂的第二组分之间的结合的热稳定性的用途，所述聚酰胺树脂具有根据ASTM D648测得的在0.45MPa的载荷下至少130℃的热挠曲温度（HDT）。

具体实施方式

在详细解释本公开内容的任何实施例前，应当理解，本公开内容的应用并不限于下面描述中给出的构造与组件布置方式的细节。本发明可具有其他实施例，并且能够以多种方式实践或实施。另外还应理解，本文中所用的用语和术语的目的是为了进行说明，不应被认为是限制性的。