[发明专利]含氟弹性体

说明书

相关申请的交叉引用

本申请依据35 U.S.C. § 119(e)要求2012年9月18日提交的美国临时专利申请61/702,621号的优先权，其公开内容经此引用全文并入本文。

技术领域

本发明涉及具有非常低的玻璃化转变温度(Tg)的含氟弹性体及其制备工艺。

背景技术

含氟弹性体是一种氟碳基合成橡胶。含氟弹性体具有优异的耐热、耐油、耐溶剂和耐化学品性，特别是与非氟化弹性体相比的时候。目前，应用最广泛的含氟弹性体是偏二氟乙烯(VDF)与至少一种其它的氟化共聚单体的共聚物，这种氟化共聚单体例如四氟乙烯(TFE)和六氟丙烯(HFP)。除了这些公知的含氟弹性体之外，还为有特殊要求的应用开发了其它含氟弹性体。例如，开发了能耐长时间暴露于高达280℃温度的基于TFE与全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE)的共聚物的含氟弹性体。另一种特殊用途的含氟弹性体是基于TFE与丙烯的共聚物的含氟弹性体，其具有高汽阻和优异的加工性。

这些含氟弹性体具有许多所需要的性质，并且特别适用于要求耐受非常高温度的应用。然而，它们在低温下的适用性受到其通常具有的较高的玻璃化转变温度(Tg)限制。高Tg通常被认为是含氟弹性体在低温下不可弯曲的指征。当温度降至具体的含氟弹性体的Tg以下时，该含氟弹性体变硬或变碎，并变成非弹性体的。具有低玻璃化转变温度的含氟弹性体能够在低温下保持弹性体性质。

美国专利4,513,128号公开了包含四氟乙烯/全氟(甲基乙烯基醚)共聚物的含氟弹性体。当该含氟弹性体包含3-50 mol%下式的共聚全氟乙烯基聚醚(PVPE)时，其具有在-15℃到-100℃范围的低Tg：CF₂=CFO[CF₂CF(CF₃)O]_n R_f¹，其中R_f¹为C_1-12的全氟烷基，且n为3-30的整数。四氟乙烯趋向于不稳定和分解成C和CF₄，且在与空气接触时易于形成爆炸性的过氧化物，而全氟乙烯基聚醚(PVPE)单体极其昂贵。

因此，仍然需要开发包含相对低成本且无害的单体，但仍具有低玻璃化转变温度的新型含氟弹性体。本发明满足了这一需要。

发明内容

本发明提供了包含共聚物的含氟弹性体，该共聚物包含a)选自2,3,3,3-四氟丙烯、1,3,3,3-四氟丙烯和1-氯-3,3,3-三氟丙烯中的一种或多种的氟代烯烃单体，和b)烯键式不饱和共聚单体；其中该含氟弹性体具有约-60℃到约53℃的玻璃化转变温度(Tg)。

本发明还提供了主要由共聚物组成的含氟弹性体，该共聚物包含a)选自2,3,3,3-四氟丙烯、1,3,3,3-四氟丙烯和1-氯-3,3,3-三氟丙烯中的一种或多种的氟代烯烃单体，和b)烯键式不饱和共聚单体；其中该含氟弹性体具有约-60℃到约53℃的玻璃化转变温度(Tg)。

在本发明的某些实施方式中，所述烯键式不饱和共聚单体选自乙烯、丙烯、丁烯、环戊烯、环庚烯、环辛烯和六氟丙烯中的一种或多种。

在本发明的其它实施方式中，所有所述烯键式不饱和共聚单体的总含量为所述共聚物的所有单体的约30mol%到约95mol%。

在本发明的其它实施方式中，所有所述氟代烯烃单体与所有所述烯键式不饱和共聚单体的总摩尔比为约1:0.8到约1:4.3。

在本发明的其它实施方式中，所述共聚物包含硫化点单体（curing site monomer）。

在本发明的其它实施方式中，所述硫化点单体选自含碘化合物、含溴化合物和含碘溴化合物中的一种或多种。

在本发明的其它实施方式中，所有所述硫化点单体的总含量为所述共聚物的所有单体的约0.02mol%到约2mol%。

在本发明的其它实施方式中，所述含碘化合物选自八氟-1,4-二碘丁烷、二碘甲烷、1,2-二碘乙烷、1,3-二碘正丙烷、1,3-二碘全氟丙烷、1,3-二碘-2-氯全氟丙烷、1,4-二碘全氟丁烷、1,6-二碘全氟己烷、1,8-二碘全氟辛烷、1,12-二碘全氟十二烷和1,16-二碘全氟十六烷中的一种或多种。