[发明专利]以过氧化物硫化的氟弹性体为基础的可硫化组合物

说明书

本发明涉及使用包含至少一端为溴或碘原子的偏氟乙烯（即1.1-二氟乙烯）调聚物和共调聚物，作为以过氧化物或以过氧化物与离子型混合的硫化体系硫化的氟弹性体组合物的添加剂。

氟弹性组合物中必须添加配合剂，因为胶料的压出性差，会出现粘膜现象以及由此而带来的污染。

用现有技术制备的氟弹性体组合物，通常采用下述典型材料作为产品的增塑剂与润滑剂：植物腊、低分子量聚乙烯、复合硬脂酸盐、聚酯、十八烷基胺等。

现有技术的加工配合剂，在某些情况下会引起干扰过氧化物硫化体系的一些问题以及出现模压件表面质量欠佳的一些问题。此外，对氟弹性体的特殊情况，为了使它们具有良好的耐热性和耐化学试剂和溶剂的性能，在从200℃到250℃温度下进行10小时到30小时的“热稳定化”处理（后硫化）是十分必要的。在这一过程中，普通的增塑剂（聚乙二醇、硬酯酸盐、有机磷酸酯、油酸酯、邻苯二甲酸酯等）可能挥发和/或分解，从而导致最终产品的力学性能相当严重的损坏;尤其表现在：

-硬度过于增加

-压缩永久变形性变坏

-弹性特性降低（低的延伸率和高的模量值）

-差的耐热性，这就限制了产品在温度大于180℃的严酷使用条件下的应用。

总之，在加工过程中得到的益处与最终产品中存在的不可接受的缺点相互关连。

其结果就要将增塑剂或润滑剂的使用限制在低量（1～2份/百份橡胶），这样虽然不会明显地影响硫化制品的最终性能。但是从另一方面而言，就不能足以满足上述要求。

尤其明显的是全氟硅油的使用，使硬度降低4～5点;然而，由于两种聚合物系统的互不相容，表现出要将这种油混进氟弹性体内是有其困难的。此外，还可以观察到降低了硫化速率以及压缩永久变形和耐热性能的变坏。

众所周知使用低分子量的偏氟乙烯的含氟共聚物，甚至与上述的增塑剂一起使用，将赋于胶料在混炼和成型阶段中具有较低的门尼粘度值和较好的流变特性（见杜邦的氟橡胶VITON^（R））。

然而，这种类型的增塑剂仅适用于具有离子型硫化机理的硫化体系，在存在有促进剂的情况下，硫化剂使用二胺或双酚型的衍生物（美国专利3，712，877，3M公司）。

采用这种硫化体系，低分子量的增塑剂聚合物在硫化过程中被结合到氟弹性体中。

相反，如果用过氧化物体系硫化的氟弹性体，即使用相同的增塑剂（型号：VITOM^（R）LM）也不会形成化学结合。由此引起对酸、对蒸气、对热和在极性溶剂中以及对SF-型调配润滑油（例如BPOlex）的稳定性下降。而这些特征正是用过氧化物硫化的氟弹性体的典型要求。（^＊）（见WITONdatasheetVT240LM（R₁））。

业已惊奇地发现，采用具有下述通式的调聚物和共调聚物作为添加剂：

（Ⅰ）R〔（CH₂CF₂）n（C₃F₆）m（C₂F₄）p（C₂F₃Cl）q〕X

式中X是溴或碘;带有n，m，p，q指数的链节是沿调聚物链任意分布的;R是一线性或枝化的C₁-C₂₀烷基，其中也可能含卤素原子甚至酯或醚基团，这里：

n＝从1到30的整数;

m＝从0到10的整数;

p和q是从0到20范围内的整数。作为添加剂，其用量为每100份重量的橡胶加0.5至10份（p.h.r.），最佳值为1～3p.h.r，上述添加剂最佳平均分子量应在600至2500范围。所获得的胶料与以往的工艺配方虽然具有相同的配方和组份（橡胶、交链剂、酸性接受体），然而却显示出较好的工艺性，并明显地观察到降低了的或最小的扭矩，压出性（伽弗（GarVey）试验）以及弹性力学性能和硫化后的制作与金属衬底相粘连的问题均获得了明显的改善。

采用适当量的本发明的添加剂，不会明显地干扰硫化体系，实际上根据ASTMD2084标准、用孟山都振荡盘式流变仪进行的硫化试验表明：对硫化速度和硫化产率均无任何明显的影响。