[发明专利]耐低温含氟弹性体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐低温含氟弹性体及其制备方法，它包括如下步骤：(a)提供通式为CH₂＝CH(CH₂)mOSiRR’(CH₂)nCF₃的含氟含硅单体在水中的分散体，所述分散体可任选地含有表面活性剂；(b)加入偏氟乙烯和一种或多种共聚单体的混合单体，所述共聚单体选自可与偏氟乙烯进行自由基共聚合反应的乙烯基化合物，并且乙烯基上至少连接有一个氟原子、含氟烷基或含氟烷氧基；(c)可选地加入硫化点单体；(d)加入引发剂以引发聚合反应，可选地加入链转移剂，得到氟弹性体。还公开了用该方法制得的氟弹性体。

技术领域

本发明涉及一种耐低温含氟弹性体及其制备方法，属于低温材料技术领域。

背景技术

氟弹性体是一种性能优异的合成橡胶，氟弹性体经配合、加工、硫化制成的制品具有卓越的耐介质性(能耐受各种燃油、合成油、润滑油、化学品)以及高温耐热性，可采用注射、挤出、模压等成型方法将其制成各种0形圈、密封件、隔膜、垫圈、胶片、阀片、软管、胶辊等各种橡胶制品。氟弹性体的主要品种有偏氟乙烯、六氟丙烯二元共聚氟弹性体和偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯三元共聚氟弹性体。然而氟弹性体(特别是偏氟乙烯含量较低的氟弹性体)的玻璃化温度较高，耐低温性能较差，所以必须通过各种方法来降低氟弹性体的玻璃化温度，改善其耐低温性能。

现有技术描述了许多方法来降低氟弹性体的玻璃化温度，从而改善其耐低温性能。第一种方法是改变氟弹性体的共聚物组成，通过提高共聚物中的偏氟乙烯含量来降低共聚物的玻璃化温度，因为偏氟乙烯均聚物——聚偏氟乙烯的玻璃化温度为-35℃。

例如，美国专利US 4,123,603公开了一种偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯的三元共聚氟弹性体，共聚物组成为偏氟乙烯占57～61％(重量)、四氟乙烯占10～14％(重量)、六氟丙烯占27～31％(重量)，所得样品的平均玻璃化温度为－24.8℃。当氟弹性体的重量百分组成为偏氟乙烯占59％(重量)、四氟乙烯占12％(重量)、六氟丙烯占29％(重量)时，换算得到的摩尔共聚组成为偏氟乙烯占74.6％(摩尔)、四氟乙烯占9.7％(摩尔)、六氟丙烯占15.7％(摩尔)。

中国专利CN 1,054,778公开了一种偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯的三元共聚氟弹性体，共聚物组成为偏氟乙烯占60.5～64％(重量)、四氟乙烯占5～8％(重量)、六氟丙烯占30～33％(重量)，所得样品的玻璃化温度小于等于－25℃。当氟弹性体的重量百分组成为偏氟乙烯占62％(重量)、四氟乙烯占6.5％(重量)、六氟丙烯占31.5％(重量)时，换算得到的摩尔共聚组成为偏氟乙烯占77.9％(摩尔)、四氟乙烯占5.2％(摩尔)、六氟丙烯占16.9％(摩尔)。

该第一种方法通过提高氟弹性体中的偏氟乙烯摩尔含量来降低氟弹性体的玻璃化温度，但仍然无法将氟弹性体的玻璃化温度降至-30℃以下。

第二种方法是将含氟单体与低温改性单体共聚，通过与含醚键的含氟单体进行共聚以降低氟弹性体的玻璃化温度。例如，中国专利CN 1,215,117公开了一种偏氟乙烯、含氟单体CF₂＝CF(CF₂)mORf的二元共聚氟弹性体，以含氟单体CF₂＝CF(CF₂)mORf取代六氟丙烯从而降低了氟弹性体的玻璃化温度。

中国专利CN 1,665,852公开了一种偏氟乙烯、四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚的三元共聚氟弹性体，以全氟甲基乙烯基醚取代六氟丙烯从而降低了氟弹性体的玻璃化温度。然而低温改性单体的合成路线都较为复杂，合成单体所需成本比较高昂，因而会导致氟弹性体的使用成本大幅提高。

因此，仍需要开发具有低玻璃化温度的氟弹性体。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐低温含氟弹性体及其制备方法，以解决现有技术中所存在的上述问题。