【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及橡膠材料，尤其涉及一種全氟醚氟橡膠及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、全氟醚氟橡膠主要采用四氟乙烯(tfe)與全氟烷基乙烯基醚(pave)為主要共聚單體，通常還包含全氟含溴、碘、氰基化合物等硫化點單體進行在共聚而成。全氟醚氟橡膠硫化后的產(chǎn)品具備優(yōu)異的耐高溫性能及耐介質(zhì)性能。備受石油化工、半導(dǎo)體工業(yè)等行業(yè)青睞。通用全氟醚橡膠的tg約為-8℃～0℃。但是目前制備的全氟醚氟橡膠的耐高溫性能不佳，或是制備過程中聚合的時間過長，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本專利技術(shù)的一個目的在于提出一種全氟醚氟橡膠及其制備方法和應(yīng)用。
2、本專利技術(shù)的一個方面，本專利技術(shù)提出了一種全氟醚氟橡膠。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，所述全氟醚氟橡膠為a-b-a嵌段形態(tài)；
3、a嵌段由四氟乙烯和全氟丙基乙烯基醚（ppve）聚合而成，所述四氟乙烯和所述全氟丙基乙烯基醚的摩爾比為（65~80）：（20~35）；
4、b嵌段由四氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚聚合而成，所述四氟乙烯和所述全氟甲基乙烯基醚（pmve）的摩爾比為（35~55）：（65~45）；
5、所述全氟醚氟橡膠中的所述b嵌段的質(zhì)量分數(shù)為50%~80%。
6、根據(jù)本專利技術(shù)上述實施例的全氟醚氟橡膠，通過a嵌段、b嵌段的單體的選擇，a嵌段、b嵌段中各單體的摩爾比的優(yōu)化，以及a嵌段、b嵌段的質(zhì)量分數(shù)的優(yōu)化，可以顯著提高全氟醚氟橡
7、本專利技術(shù)的一些實施例中，所述全氟醚氟橡膠a-b-a嵌段中的兩個所述a嵌段的質(zhì)量分數(shù)分別獨立地為10%~25%。專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，控制全氟醚氟橡膠a-b-a嵌段中的兩個所述a嵌段的質(zhì)量分數(shù)分別獨立地在上述范圍內(nèi)，可以提高全氟醚氟橡膠的耐高溫性能。
8、本專利技術(shù)的一些實施例中，所述a嵌段接枝硫化點單體。通過在a嵌段接枝硫化點單體，可以提高全氟醚氟橡膠的耐高溫性能。
9、本專利技術(shù)的一些實施例中，所述b嵌段接枝硫化點單體。通過在b嵌段接枝硫化點單體，可以提高全氟醚氟橡膠的耐高溫性能。
10、本專利技術(shù)的一些實施例中，所述a嵌段接枝的所述硫化點單體的質(zhì)量占所述a嵌段質(zhì)量的8‰~20‰。通過控制a嵌段接枝的硫化點單體的質(zhì)量占比在上述范圍內(nèi)，可以提高全氟醚氟橡膠的耐高溫性能。
11、本專利技術(shù)的一些實施例中，所述b嵌段接枝的所述硫化點單體的質(zhì)量占所述b嵌段質(zhì)量的5‰~12‰。通過控制b嵌段接枝的硫化點單體的質(zhì)量占比在上述范圍內(nèi)，可以提高全氟醚氟橡膠的耐高溫性能。
12、本專利技術(shù)的一些實施例中，所述硫化點單體包括含氰基化合物硫化點單體。選擇含氰基化合物硫化點單體，將其接入至聚合物中，使全氟醚氟橡膠可采用三嗪硫化體系進行交聯(lián)硫化，此硫化點單體為全氟醚類含氰基的硫化點單體，一定程度上有利于提高了耐高溫全氟醚氟橡膠的加工性能。
13、本專利技術(shù)的一些實施例中，所述含氰基化合物硫化點單體包括cf2=cfo(cf2)ncf(cf3)ocf2cf2cn，n=1，2或3；cf2=cfo(cf2)cf(cf3)nocf2cf2cn，n=1，2或3；cf2=cfo(cf2)cf(cf3)o(cf2)ncn，n=1，2，3，4或5，中的一種。
14、本專利技術(shù)的第二個方面，本專利技術(shù)提出了一種制備上述全氟醚氟橡膠的方法。根據(jù)本專利技術(shù)的實施例，該方法包括：
15、（1）將四氟乙烯和全氟丙基乙烯基醚在水中發(fā)生第一聚合反應(yīng)，得到a嵌段聚合物。
16、本專利技術(shù)的一些實施例中，第一聚合反應(yīng)的溫度為60℃~105℃，壓力為2.8mpa~3.5mpa。專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，第一聚合反應(yīng)的溫度和壓力控制在上述范圍內(nèi)，可以有效地將四氟乙烯和全氟丙基乙烯基醚交替分布聚合物鏈段上，使聚合物既有良好的加工柔性，又有良好的耐熱性能。
17、本專利技術(shù)的一些實施例中，向水中還加入硫化點單體。具體地，將四氟乙烯、全氟丙基乙烯基醚和硫化點單體在水中發(fā)生第一聚合反應(yīng)，得到接枝有硫化點單體的a嵌段聚合物。
18、本專利技術(shù)的一些實施例中，向水中還加入乳化劑、引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑后進行第一聚合反應(yīng)。
19、本專利技術(shù)的一些實施例中，所述乳化劑與所述水的質(zhì)量比為（0.01~5）：100。
20、本專利技術(shù)的一些實施例中，所述乳化劑包括全氟辛酸銨鹽、全氟辛酸鈉鹽和全氟辛酸鉀鹽中的至少一種。
21、本專利技術(shù)的一些實施例中，所述引發(fā)劑與所述水的質(zhì)量比為（0.01~8）：100。
22、本專利技術(shù)的一些實施例中，所述引發(fā)劑包括過硫酸銨、過硫酸鉀和高錳酸鉀中的至少一種。
23、本專利技術(shù)的一些實施例中，所述鏈轉(zhuǎn)移劑的質(zhì)量與所述a嵌段和所述b嵌段的單體總質(zhì)量的比為（0.01~5）：100。
24、本專利技術(shù)的一些實施例中，所述鏈轉(zhuǎn)移劑包括1,2-二碘全氟乙烷、1,3-二碘全氟丙烷和1,4-二碘全氟丁烷中的至少一種。
25、（2）將四氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚加入步驟（1）的反應(yīng)體系中發(fā)生第二聚合反應(yīng)，得到a-b嵌段聚合物。
26、本專利技術(shù)的一些實施例中，所述第二聚合反應(yīng)的溫度為70℃~95℃，壓力為1.6mpa~2.5mpa。專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，控制第二聚合反應(yīng)的溫度和壓力在上述范圍內(nèi)，可以有效地將四氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚交替分布聚合物鏈段上，使聚合物既有良好的加工柔性，又有良好的耐熱性能。
27、本專利技術(shù)的一些實施例中，向步驟（1）反應(yīng)完成的體系中加入硫化點單體。具體地，將四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚和硫化點單體加入步驟（1）的反應(yīng)體系中發(fā)生第二聚合反應(yīng)，得到接枝有硫化點單體的a-b嵌段聚合物。
28、（3）將四氟乙烯和全氟丙基乙烯基醚加入步驟（2）的反應(yīng)體系中發(fā)生第三聚合反應(yīng)，得到a-b-a嵌段聚合物。
29、本專利技術(shù)的一些實施例中，所述第三聚合反應(yīng)的溫度為60℃~105℃，壓力為2.8mpa~3.5mpa。
30、本專利技術(shù)的一些實施例中，向步驟（2）反應(yīng)完成的體系中加入硫化點單體。具體地，將將四氟乙烯、全氟丙基乙烯基醚和硫化點單體加入步驟（2）的反應(yīng)體系中發(fā)生第三聚合反應(yīng)。
31、將硫化點單體分三步分別接枝在a嵌段和b嵌段上，且每個生產(chǎn)階段采用不同的聚合工藝，不僅使硫化點單體均勻地分布在a段和b段，同時提高生產(chǎn)效率，具體地，可在5小時~8小時內(nèi)完成在全氟醚氟橡膠的制備，顯著降低了聚合時間，提高了生產(chǎn)效率，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。具體地，制得的耐高溫全氟醚氟橡膠的壓縮永久變形值≤45%（320℃×24h），拉伸強度大于20mpa，伸長率為200%左右，硬度較低，耐介質(zhì)性能和加工性能良好。
32、本專利技術(shù)的第三個方面，本專利技術(shù)提出了上述全氟醚氟橡膠或上述方法制備的全氟醚氟橡膠在石油化工、半導(dǎo)體領(lǐng)域中的應(yīng)用。
33、本本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種全氟醚氟橡膠，其特征在于，所述全氟醚氟橡膠為A-B-A嵌段形態(tài)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全氟醚氟橡膠，其特征在于，所述全氟醚氟橡膠A-B-A嵌段中的兩個所述A嵌段的質(zhì)量分數(shù)分別獨立地為10%~25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全氟醚氟橡膠，其特征在于，所述A嵌段接枝硫化點單體；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全氟醚氟橡膠，其特征在于，所述A嵌段接枝的所述硫化點單體的質(zhì)量占所述A嵌段質(zhì)量的8‰~20‰；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全氟醚氟橡膠，其特征在于，所述含氰基化合物硫化點單體包括CF2=CFO(CF2)nCF(CF3)OCF2CF2CN，n=1，2或3；CF2=CFO(CF2)CF(CF3)nOCF2CF2CN，n=1，2或3；CF2=CFO(CF2)CF(CF3)O(CF2)nCN，n=1，2，3，4或5，中的至少一種。
6.一種制備權(quán)利要求1-5中任一項所述全氟醚氟橡膠的方法，其特征在于，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一聚合反應(yīng)和所述第三聚合反應(yīng)的溫度分別獨立地為60℃
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，步驟（1）中，向所述水中還加入硫化點單體；
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述乳化劑與所述水的質(zhì)量比為（0.01~5）：100；
10.權(quán)利要求1-5中任一項所述全氟醚氟橡膠或權(quán)利要求6-9中任一項所述方法制備的全氟醚氟橡膠在石油化工、半導(dǎo)體領(lǐng)域中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種全氟醚氟橡膠，其特征在于，所述全氟醚氟橡膠為a-b-a嵌段形態(tài)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全氟醚氟橡膠，其特征在于，所述全氟醚氟橡膠a-b-a嵌段中的兩個所述a嵌段的質(zhì)量分數(shù)分別獨立地為10%~25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全氟醚氟橡膠，其特征在于，所述a嵌段接枝硫化點單體；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全氟醚氟橡膠，其特征在于，所述a嵌段接枝的所述硫化點單體的質(zhì)量占所述a嵌段質(zhì)量的8‰~20‰；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全氟醚氟橡膠，其特征在于，所述含氰基化合物硫化點單體包括cf2=cfo(cf2)ncf(cf3)ocf2cf2cn，n=1，2或3；cf2=cfo(cf2)cf(cf3)nocf2cf2cn，n=1，2或3；cf2=...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉波，余金龍，肖忠良，鐘子強，林周駿，熊磊，鐘益堂，詹智，劉衢，朱健全，
申請(專利權(quán))人：中昊晨光化工研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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