[发明专利]一种可用过氧化物硫化的含氟弹性体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可用过氧化物硫化的含氟弹性体及其制备方法。所述制备方法为：在反应器中加入水，抽空处理，使其含氧量不大于30ppm；升温至反应环境温度达到60～100℃；向反应器中加入共聚单体至反应器内压力达到1～5Mpa，再分别加入乳化剂、以及自由基引发剂、链转移剂引发聚合反应；在反应过程中持续补加共聚单体，使其反应器内压力维持在1～5Mpa，直至达到目标投放量，停止反应，得到弹性体乳液；将所述弹性体乳液进行凝聚，洗涤，干燥即得可用过氧化物硫化的含氟弹性体；所获得氟橡胶，具有优异的流动性能，可采用挤出、注射成型工艺进行加工。硫化后产品具有高强度、低永久压缩变形、优异的耐热空气老化等性能。

技术领域

本发明涉及氟化工技术领域，具体涉及一种可用过氧化物硫化的含氟弹性体及其制备方法。

背景技术

含氟弹性体以其优异的耐热性、耐油性和耐化学品性被广泛用于密封材料、容器以及软管。常见的可过氧化物硫化的含氟弹性体主要包括以偏氟乙烯为主要的共聚合弹体和以四氟乙烯为主要共聚合单体两大类。如偏氟乙烯(VDF)、全氟丙烯(HFP)、四氟乙烯(TFE)、含溴烯烃共聚弹性体。

为了获得广大需求的必须的物理性能，所得含氟弹性体必须经过交联才能使用。其硫化体系为有机过氧化物和多官能不饱和活性助剂的混合物。而其交联位为氟弹性体上“C-I”或“C-Br”键的“I”或“Br”原子。

据国内外专利及文献报道，主要用于过氧化物硫化的氟橡胶的硫化点单体主要为含溴烯烃、含碘烯烃、非共轭二烯烃、含氰基烯烃等，聚合过程中向氟弹性体分子链上引入溴、碘原子、“C＝C”双键、或者-CN在过氧化物硫化过程中起到交联点作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用过氧化物硫化的含氟弹性体及其制备方法。所述制备方法采用偏氟乙烯(VDF)、四氟乙烯(TFE)、全氟丙烯(HFP)、全氟烷基乙烯基醚(PAVE)、全氟烷氧基烷基乙烯基醚(MVE)为主要共聚单体，采用碘代全氟烯烃为硫化点单体，采用碘代烷烃为链转移剂。在一定的温度和压力条件下，通过乳液聚合反应得到氟橡胶乳液，该乳液经凝聚、洗涤、干燥后得到可用过氧化物硫化体系硫化的含氟弹性体。

具体包括如下步骤：

1)在反应器中加入水，对反应器进行抽空处理，使其含氧量不大于30ppm；升温至反应环境温度达到60～100℃；

2)向反应器中加入除硫化点单体外的共聚单体至反应器内，使其压力达到1～5Mpa，再分别加入硫化点单体、乳化剂，以及自由基引发剂、链转移剂引发聚合反应；

3)在反应过程中持续补加除硫化点单体外的共聚单体，使其反应器内压力维持在1～5Mpa，直至达到目标投放量，停止反应，得到弹性体乳液；

4)将所述弹性体乳液进行凝聚，洗涤，干燥即得可用过氧化物硫化的含氟弹性体。

其中，所述共聚单体由偏氟乙烯，以及选自六氟丙烯、四氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚、全氟烷氧基乙烯基醚中的一种或多种，以及硫化点单体组成；

所述共聚单元具体为：

(A)第一共聚单体偏氟乙烯(VDF)；

(B)至少一种不同于偏氟乙烯的第二含氟单体，如六氟丙烯(HFP)、四氟乙烯(TFE)、全氟烷基乙烯基醚(PAVE)、全氟烷氧基乙烯基醚(MVE)等；

(C)硫化点单体为硫化点单体为碘代全氟烯烃(CSM)。

本发明采用碘代全氟烯烃为硫化点单体，含碘链转移剂R_fI_X(R_f为1～6全氟烷基，X＝1～3)进行共聚向含氟弹性体分子链中间及端位上引入“I”硫化点，在硫化过程中，起到交联点作用。其中，在制备过程中，硫化点单体是一次性全部加入，不同于其他共聚单体的加入时间和方式。