CN104892963A - 氟橡胶成型品及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种与现有技术相比仅经过简单的步骤低温特性就得到大幅改善,例如即使在10℃以下的低温范围,橡胶弹性仍然优异的氟橡胶成型品及其制造方法。氟橡胶成型品是经过将氟橡胶组合物成型,使其交联后,在氟碳化合物或氟碳化合物的10体积%以上浓度的水溶液中浸渍的工序而制造的。制造方法包含上述成型、交联的工序和浸渍的工序。
Description
技术领域
本发明涉及氟橡胶成型品及其制造方法。
背景技术
氟橡胶成型品由于耐试剂性、耐热性等优异,所以例如研究了在医疗器械、汽车等中作为各种管、隔板橡胶等的应用。
但是,氟橡胶成型品低温特性不充分,特别是在10℃以下的低温范围内,存在橡胶弹性大幅降低这一问题。
因此,例如在紧急灾害时能在户外使用的医疗器械、在寒冷地区使用的汽车等中,现状是不能使用由现有的氟橡胶形成的上述部件类。
因此,为了改善氟橡胶成型品的低温特性,专利文献1中提出了在偏氟乙烯系未交联的氟橡胶中,配合分子中具有氨基的聚亚烷基二醇和交联剂而制备组合物,将上述组合物成型的同时使其交联来制造氟橡胶成型品。
此外,专利文献2提出了,在各自具有特定分子结构的液态全氟化合物和预硫化碱(プレキュアベース)中,分别进一步配合填充剂和交联剂而制备组合物,将上述组合物成型的同时使其交联来制造氟橡胶成型品。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本特开2011-148902号公报
专利文献2日本特开2004-10808号公报
发明内容
但是,如专利文献1、2记载所示,交联时改变氟橡胶自身的分子结构而改善低温特性的方法缺乏通用性,例如存在通用的氟橡胶出现成型条件、交联条件不同的情况等氟橡胶成型品的制造工序变得复杂这样的问题。
本发明的目的在于提供一种仅经过更简单的步骤,低温特性得到大幅改善,例如即使在10℃以下的低温范围内橡胶弹性仍然优异的氟橡胶成型品及其制造方法。
本发明是一种氟橡胶成型品,是经过将氟橡胶组合物成型、使其交联,然后在氟碳化合物或上述氟碳化合物的10体积%以上浓度的水溶液中浸渍的工序而制造的。
另外,本发明是上述本发明的氟橡胶成型品的制造方法,包含将氟橡胶组合物成型、使其交联的工序和在交联后在氟碳化合物或上述氟碳化合物的10体积%以上浓度的水溶液中浸渍的工序。
根据本发明,将含有通用的氟橡胶的常见组合物在通常的条件下使其成型、交联后,通过在氟碳化合物或氟碳化合物的10体积%以上浓度的水溶液中浸渍,能够大幅降低其玻璃化转变温度Tg。发明人认为原因是交联的氟橡胶的聚合物骨格中被导入氟碳化合物中的氟原子,其结构产生变化。
因此,根据本发明,能够提供仅经过在上述氟碳化合物或其水溶液中浸渍这一简单的步骤,低温特性得到大幅改善,即使在10℃以下的低温范围内橡胶弹性仍然优异的氟橡胶成型品及其制造方法。
附图说明
图1是表示本发明实施例、比较例和现有例中,氟碳化合物浓度与氟橡胶成型品的玻璃化转变温度Tg之间的关系的图。
具体实施方式
本发明是经过将氟橡胶组合物成型、使其交联后,在氟碳化合物或上述氟碳化合物的10体积%以上浓度的水溶液浸渍的工序而制造得到的氟橡胶成型品。
另外,本发明是上述本发明的氟橡胶成型品的制造方法,包含将氟橡胶组合物成型、使其交联的工序和交联后在氟碳化合物或上述氟碳化合物10体积%以上浓度的水溶液中浸渍的工序。
氟橡胶
作为成为氟橡胶成型品基础的氟橡胶,例如可举出偏氟乙烯-三氟化氯化乙烯二元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯二元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物等偏氟乙烯系(FKM)、四氟乙烯-丙烯系(FEPM)、四氟乙烯-全氟乙烯基醚系(FFKM)等分子中具有氟且具有交联性的同时通过交联能够表现橡胶弹性的各种氟橡胶的1种或2种以上。
另外,氟橡胶根据交联系(硫化系)的种类分类为二胺交联系、双酚等多元醇交联系和过氧化物交联系等,可以使用这些的任意一个。此外,作为氟橡胶,也有以已经内部添加交联剂的状态而提供的氟橡胶,也可以使用该内部添加交联剂类型的氟橡胶。
其中特别是偏氟乙烯系且内部添加双酚交联系交联剂的类型的氟橡胶,由于能够形成通用性、处理性优异而且橡胶弹性、耐磨损性、拉伸强度等优异的氟橡胶成型品,因此优选使用。
作为上述偏氟乙烯系且内部添加双酚交联系交联剂的类型的氟橡胶的具体例,例如可举出Du Pont Elastomers株式会社制造的Viton(注册商标)系列中的A-601C、A-401C、A-201C等的1种或2种以上。
添加剂
氟橡胶中,可以与现有技术同样地配合促进助剂、酸接受剂、加工助剂、填充剂等。
其中,作为促进助剂,例如在双酚交联系的情况下,可优选使用氢氧化钙。
氢氧化钙的配合比例优选相对于氟橡胶100质量份为3质量份以上,优选为10质量份以下。
此外,作为酸接受剂,例如可举出氧化镁等镁盐、氧化铅(Litharge)等。
酸接受剂的配合比例优选相对于氟橡胶100质量份位1质量份以上,优选为5质量份以下。
作为加工助剂可举出各种蜡等。特别优选各种级别的巴西棕榈蜡。
加工助剂的配合比例优选相对于氟橡胶100质量份为0.5质量份以上,优选为5质量份以下。
作为填充剂可举出炭黑等。炭黑的配合比例优选相对于氟橡胶100质量份为20质量份以上,优选为40质量份以下。
应予说明,作为氟橡胶,使用上述说明的内部添加交联剂类型的氟橡胶时,将含有内部添加的交联剂的总量作为氟橡胶100质量份,将上述各成分的配合比例设定为上述范围。
成型和交联
将含有上述各成分的氟橡胶组合物成型、交联的工序可以与现有技术同样地实施。即,作为成型方法,能够采用加压成型法、挤压成型法、传递成型法、注塑成型法等各种成型方法的任一个,对于加压成型法、传递成型法而言,可通过与成型同时加热使橡胶组合物交联。此外对于其它的成型法而言,在成型为规定形状后,可以使用硫化罐等加热交联。
成型、交联的条件可以任意设定。根据本发明,由于使用通用的氟橡胶,因此,没有必要调整成型、交联的条件,具有能够与现有技术同样进行设定的优点。
氟碳化合物处理
作为用于浸渍成型、交联了的氟橡胶成型品前体的氟碳化合物,特别优选对环境负荷小的氢氯氟碳化合物(HCFC)。
此外作为HCFC,例如可举出氯二氟甲烷、2,2-二氯-1,1,1-三氟乙烷、1-氟-1,1-二氯乙烷、1-氯-1,1-二氟乙烷、1,1,1,2,2-五氟-3,3-二氯丙烷、1,3-二氯-1,1,2,2,3-五氟丙烷等的1种或2种以上。
特别是可以优选使用作为1,1,1,2,2-五氟-3,3-二氯丙烷和1,3-二氯-1,1,2,2,3-五氟丙烷这2种的混合物的旭硝子株式会社制造的ASAHIKLIN(注册商标)AK-225等。
HCFC等氟碳化合物可以使用原液,也可以稀释于水作为水溶液使用。通过使用水溶液能够削减氟碳化合物的使用量,减少对环境的负荷,实现减低成本。
只是,由后述的实施例的结果明显可以看出水溶液的浓度有必要是10体积%以上。比该范围浓度低的水溶液中得不到浸渍的效果,不能降低氟橡胶成型品的玻璃化转变温度Tg。
浸渍的条件,考虑到氟碳化合物的渗透等,可以根据成型品的壁厚等适当设定。例如,上述说明的各种管、隔板橡胶等薄壁成型品的情况下,可以是在常温(5~35℃)5~20分钟左右。
通过经由上述浸渍工序,因上述说明的机制,能够大幅降低玻璃化转变温度Tg,即使在10℃以下的低温范围内仍然能够制造橡胶弹性优异的氟橡胶成型品。
因此,本发明的氟橡胶成型品能够特别优选用作例如在紧急灾害时可在户外使用的医疗器械、在寒冷地区使用的汽车等中的各种管、隔板橡胶等的形成材料。
实施例
实施例1
在偏氟乙烯系且内部添加双酚交联系交联剂的类型的氟橡胶(上文所述的Du Pont Elastomers株式会社制造的Viton A-601C)100质量份中,配合炭黑30质量份、氢氧化钙6质量份和镁盐3质量份,混炼之后,在182℃加压成型为规定形状的同时使其交联,制作氟橡胶成型品的前体。
接下来,将该前体在作为氟碳化合物的1,1,1,2,2-五氟-3,3-二氯丙烷和1,3-二氯-1,1,2,2,3-五氟丙烷这2种的混合物(上文所述的旭硝子株式会社制造的ASAHIKLIN AK-225)中,在常温下浸渍10分钟之后取出,使其干燥从而制造氟橡胶成型品。
实施例2
将与实施例1中制作的相同的氟橡胶成型品前体在实施例1所使用的混合物的25体积%浓度的水溶液中以相同条件浸渍,除此以外,与实施例1同样地制造氟橡胶成型品。
实施例3
将与实施例1制作的相同的氟橡胶成型品前体在实施例1所使用的混合物的10体积%浓度的水溶液中以相同条件浸渍,除此以外,与实施例1同样地制造氟橡胶成型品。
比较例1
将与实施例1制作的相同的氟橡胶成型品前体在实施例1所使用的混合物的6.7体积%浓度的水溶液中以相同条件浸渍,除此以外,与实施例1同样地制造氟橡胶成型品。
比较例2
将与实施例1制作的相同的氟橡胶成型品前体在实施例1所使用的混合物的5体积%浓度的水溶液中以相同条件浸渍,除此以外,与实施例1同样地制造氟橡胶成型品。
现有例1
将与实施例1制作的相同的氟橡胶成型品前体,不进行浸渍处理,直接作为现有例1的氟橡胶成型品。
玻璃化转变温度Tg测定
测定各实施例、比较例和现有例中制造的氟橡胶成型品的粘弹性谱(tanδ)的温度依赖性,求出横轴为温度、纵轴为tanδ进行作图时的峰位置的温度作为玻璃化转变温度Tg。
结果由表1、图1示出。
表1
根据表1、图1的实施例1~3、现有例1的结果,可知通过经由将氟橡胶成型品前体在氟碳化合物或其水溶液中浸渍的工序,可使玻璃化转变温度Tg降低10℃以上而设定为冰点下,因此能够得到低温特性提高、特别是即使在10℃以下的低温范围内橡胶弹性仍然优异的氟橡胶成型品。
只是,根据实施例1~3、比较例1、2的结果,可知使用氟碳化合物水溶液时,为了得到上述效果,有必要使用10体积%以上浓度的水溶液。
Claims (5)
1.一种氟橡胶成型品,其特征在于,是经过将氟橡胶的组合物成型、使其交联,然后在氟碳化合物或所述氟碳化合物的10体积%以上浓度的水溶液中浸渍的工序而制造的。
2.根据权利要求1所述的氟橡胶成型品,其中,所述氟碳化合物是氢氯氟碳化合物。
3.根据权利要求2所述的氟橡胶成型品,其中,所述氢氯氟碳化合物是1,1,1,2,2-五氟-3,3-二氯丙烷和1,3-二氯-1,1,2,2,3-五氟丙烷这2种的混合物。
4.根据权利要求1~3中任1项所述的氟橡胶成型品,其中,所述氟橡胶是偏氟乙烯系氟橡胶。
5.一种权利要求1~4中任1项所述的氟橡胶成型品的制造方法,其特征在于,包含将氟橡胶的组合物成型、使其交联的工序和在交联后在氟碳化合物或所述氟碳化合物的10体积%以上浓度的水溶液中浸渍的工序。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |