[发明专利]一种耐低温氟橡胶及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种耐低温氟橡胶及其制备方法，所述的耐低温氟橡胶，以偏氟乙烯、六氟丙烯、全氟烷基乙烯基醚为共聚单体，以主链含溴和侧链含溴烯烃混合物为硫化点单体，以全氟碘代烷为链转移剂，通过悬浮聚合制备，橡胶分子链两端、主链及侧链均含有可硫化基团，其玻璃化转变温度低至‑30～‑35℃，低温脆性温度小于‑40℃，在改善氟醚橡胶低温性同时，还具有优异的机械强度和压缩永久变形性能。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种耐低温氟橡胶及其制备方法。

背景技术

氟橡胶因其耐高温、耐介质/耐老化等优异的综合性能而受到广泛的研究和应用，成为不可替代的密封材料。但是传统氟橡胶的低温性能差，其保持弹性的下限使用温度仅有-15℃。随着宇航工业和国防技术的不断发展，对氟橡胶低温性能的研究日益增加，而高端全氟醚橡胶虽然具有较优异耐低温性能，但合成难度大，生产成本极高。

目前，我国氟橡胶的产品主要是传统的26和246氟橡胶，产量高、规模大，在传统26和246氟橡胶基础上，进行耐共聚改性，提高传统氟橡胶的耐低温性能，是开发耐低温氟橡胶的有效途径。而共聚单体的引入往往损伤氟橡胶的机械性能及氟橡胶的后期硫化性能。因此如何平衡各种性能，获得一种具有优异的低温性同时还具有优异的机械强度和压缩永久变形性能的氟橡胶成为本领域的技术难题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的空白之处，提供了一种耐低温氟橡胶及其制备方法，所述的耐低温氟橡胶，以偏氟乙烯、六氟丙烯、全氟烷基乙烯基醚为共聚单体，以主链含溴和侧链含溴烯烃混合物为硫化点单体，以全氟碘代烷为链转移剂，通过悬浮聚合制备，橡胶分子链两端、主链及侧链均含有可硫化基团，其玻璃化转变温度低至-30～-35℃，低温脆性温度小于-40℃，在改善氟醚橡胶低温性同时，还具有优异的机械强度和压缩永久变形性能。

本发明的创新之处在于：橡胶分子链两端、主链及侧链均含有可硫化基团，为了实现这一目的，发明人以偏氟乙烯、六氟丙烯、全氟烷基乙烯基醚为共聚单体，以主链含溴和侧链含溴烯烃混合物为硫化点单体，以全氟碘代烷为链转移剂，通过悬浮聚合制备获得了耐低温氟橡胶。

本发明的具体技术方案是：

一种耐低温氟橡胶，其原料组成按物质的量计算如下：

偏氟乙烯单体35～80摩尔份，六氟丙烯20～55摩尔份，全氟烷基乙烯基醚1-15摩尔份；含硫化点单体占与共聚单体混合物的摩尔比例0.01～0.2：1；

其中所述的全氟烷基乙烯基醚为全氟甲基乙烯基醚或全氟乙基乙烯基醚或全氟正丙基乙烯基醚；

所述含硫化点单体为主链含溴单体和侧链含溴单体的混合物，混合物摩尔比例为1:0.5～2；

所述的主链含溴单体包括溴乙烯、三氟溴乙烯、2-溴-1,1-二氟乙烯、2-溴-3,3,3-三氟丙烯中的一种或多种；

所述的侧链含溴单体包括3-溴-3,3-二氟丙烯、4-溴-3,3,4,4-四氟丁烯、4-溴-1,1,2-三氟-1-丁烯、1-溴-2-氯-1,1,2-三氟-3-丁烯、溴甲基乙烯基醚、2-溴全氟(乙基乙烯基醚)醚、3-溴全氟(丙基乙烯基)醚中的一种或多种；

在提供了上述原料的基础上，发明人进一步提供了所述耐低温氟橡胶的制备方法，其具体合成步骤包括：

(1)在反应容器中加入水和有机溶剂的混合溶剂，混合溶剂体积占反应容器体积的50～80％，并加入pH值调节剂，乳化剂，pH值控制6-9，向反应容器中通入包含共聚单体和硫化点单体的单体混合物，使反应器的压力为1.5～2.5MPa，温度为70～90℃，然后加入引发剂开始引发聚合反应，聚合过程中保持温度稳定，波动不超过±2.5℃；