[发明专利]氟弹性体组合物

说明书

本发明涉及一种包括良好分散的碳化物填料的氟弹性体组合物、其制造方法、以及其用于制造固化制品的用途，该方法包括：(i)提供至少一种具有小于100nm的平均粒径的非金属碳化物的颗粒的水性分散体；(ii)提供氟弹性体的水性胶乳；(iii)混合所述分散体和所述胶乳；以及(iv)凝结。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年3月24日提交的欧洲申请号16162365.7的优先权，出于所有目的将所述申请的全部内容通过援引方式并入本申请。

技术领域

本发明涉及包括良好分散的碳化物填料的氟弹性体组合物，其制造方法，以及其用于制造固化制品的用途。

背景技术

固化的(全)氟弹性体是具有优异的耐热性和耐化学性特征的材料，它们总体上被用于制造多种技术制品，如密封部件、管、油密封件和O-环，其中必须在从高到非常低的温度的宽的工作温度范围内确保密封性、机械特性以及对多种物质(如矿物油、液压流体、溶剂或不同性质的化学试剂)的耐受性。

通常，将增强填料掺入氟弹性体化合物中以改进机械特性和硬度。

对于某些先进应用，特别是在半导体制造领域，对改进的机械特性的要求与填料抵抗苛刻条件(例如重复的等离子体暴露)的要求和极其严格的纯度要求(包括基本上不存在自由和/或可浸出的金属化合物)相结合。所有这些要求实质上限制了可用于这些条件的可用增强材料的范围。

在另一方面，包含碳化物化合物、以及更具体地碳化硅的氟弹性体化合物在本领域中是已知的。

值得注意地，ZHIJUN,SHUAI等人，Preparation and mechanical properties ofmicro-and nano-sized SiC/fluoroelastomer composites.Journal of WuhanUniversity of Technology-Mater.Sci.Ed.[微米级和纳米级SiC/氟弹性体复合材料的制备及机械特性，武汉理工大学学报-材料科学版]，2013年8月，第28卷，第4期，第658-663页，披露了通过机械混合方法制备的微米级和纳米级SiC/氟弹性体(FKM)复合材料。复合材料的拉伸特性随着微米级和纳米级SiC含量(最高达约20phr)的增加而增加，这些性能主要归因于SEM图像所表征的分散的微米级和纳米级SiC颗粒。

类似地，US 7214423披露了某些组合物，这些组合物包含氟聚合物，至少一种填料，以及单独或组合的钛酸盐、锆酸盐或铝酸盐偶联剂。该填料针对其硬度和导热率(导热率应比基础弹性体大几倍)进行选择，其中Al₂O₃、CuO、ZnO、SiC或氮化铝是示例性实施例。

此外，碳化硅材料供应商的网站(在2016年3月访问，http://www.nanomakers.co/#！elastomeres/c24g7)解释了：可以通过添加纳米SiC填料来改进全氟弹性体和氟弹性体的耐热性和广泛的化学相容性的出色特征，提到了使用特定材料(SiCNM 99)用于半导体密封件中弹性体。

然而，因为(全)氟弹性体基体的固有非极性特性，难以仅通过机械技术将碳化物化合物如SiC掺入该氟弹性体基体中。在另一方面，众所周知的是，可以通过实现其中所用填料的最佳分布来优化对氟弹性体的机械性能的改善的贡献。

进一步，此外，所述碳化物是高度磨蚀性化合物，这样使得通过常用技术将它们掺入氟弹性体可固化的化合物中会这样：实质上使用于传递剪切能量以实现混合的所有金属部件会遭受磨损。结果，产生金属污染，这因此使得如此获得的化合物不适合用于半导体应用。