JPS6279251A - 改善された化学安定性を有するフルオロエラストマ−の共加硫性組成物 - Google Patents

改善された化学安定性を有するフルオロエラストマ−の共加硫性組成物

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JPS6279251A
JPS6279251A JP61178970A JP17897086A JPS6279251A JP S6279251 A JPS6279251 A JP S6279251A JP 61178970 A JP61178970 A JP 61178970A JP 17897086 A JP17897086 A JP 17897086A JP S6279251 A JPS6279251 A JP S6279251A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、フルオロエラストマーをベースとする共加硫
性(covulcanlzable )  組成物に関
する0更に詳細には、本発明は、改善された化学安定性
をV−するフルオロエラストマーの共加硫性組成物に関
する。
〔発明の背景〕
ビスフェノールまたはジヒドロキジル系に従って加硫さ
れたフッ化ビニリデンをベースとするフルオロエラスト
マー〔カーク・オスマー、エンサイクロペディア・オブ
・ケミカルeテクノロジー(Encyclopaedi
a   of   Chemical   Techn
ology  )  、 第j巻、第j061、lり7
り年〕は、工業分野、特に一般に自動車の部門、油の部
門およびエネルギーの部門で利用される優秀な製品であ
る。
自動車部門においては、フルオロエラストマーは、主と
して燃料循環システムで利用されるか、モーターの部品
のコンポーネントまたは歯車箱差動駆動軸集合体の部品
のコンポーネントとして利用される。
第一の場合には、応用例として、送シボンプ、弁座、逆
止め弁、たわみ管用の仕切板、および一般に燃料用の密
封ガスケットが、記載され得る。
第二の場合には、類似の例は、歯車用ガスケット、ディ
ーゼルモーターにおけるシリンダー用密封ガスケット、
クランク軸用ガスケット、排ガス用逆止め弁、オイルシ
ーリングなどのガスケットなどである。
油およびエネルギー分野においては、フルオロエラスト
マーは、主として高温、高圧で原油と直接接触する応用
、例えばシール、弁およびポンプまたはそれらの部品用
に利用される。
この分野においては、フルオロエラストマーの重要な応
用は、酸性ガスの腐食作用と組み合わせて高温に対して
高い抵抗性が必要とされる熱電ステージ璽ンにおける煙
道ガスの排出ラインで使用される伸縮継手によって代表
される。
これらの部門並びに他の部門、例えば電気部門および電
子部門においては、フルオロエラストマーは、高温にお
いてさえそれらの高い熱安定性および耐薬品性のため利
用される。
しかしながら、近年、小数の種類の応用においては、ビ
スフェノールまたはヒドロキシル系に従って加硫された
現在の製品によっては満たすことができない特定の技術
要件が、生じている。
高攻撃性によって特徴づけられる蒸気、鉱酸、潤滑流体
、例えばフッ化ビニリデンをベースとするフルオロエラ
ストマーに対して高い攻撃性を示す化合物が添加された
シリーズSFの油の存在下に非常に厳しい操作温度条件
下における化学安定性が、特に包含される。
更に、混合物の加工性特性の一般的改良は、オイルシー
ルリングなどの物品の成形を可能にし、かつ混合物を複
雑なプロフィールでさえ容易に押し出して好適なプレフ
ォームを得る可能性を可能にするために必要とされる。
化学安定性の問題は、過酸化物加硫の使用によって解決
されている。
しかしながら、この加硫法は、特に成形および押出に関
して、前記加工性要件を満たさない。更に、加工性それ
自体は、余り確実ではないことが証明され〔ラバー・ケ
ミストリー・エンド・テクノロジー(Rubb@r C
hemistry and Technology )
、そしてまた圧縮永久歪試験は、かなシ貧弱である(カ
ーク・オスマー、エンサイクロペディアeオブ・ケミカ
ル・テクノロジー、第j巻、第170頁、lり7り年)
欧州特許出願筒r4L、/ / 0707号明細書にお
いては、成る改良を達成させたが成る条件下では最適の
化学的−熱的性質および機械的性質をまだ示さない加硫
組成物が、調製され、そして記載された。
〔発明の概要〕
このように、本発明の目的は、前記欠点を克服すること
を可能にするフルオロエラストマーの加硫性組成物を提
供することにある。
更に詳細には、本発明の目的は、より高い加工安全性、
よシ高い化学的−熱的安定性およびより良い機械的特性
を可能にするフッ化ビ= IJデンをベースとするフル
オロエラストマーの加硫性組成物を提供することにある
出願人は、驚異的なことに、これらの目的およびなお他
の目的が A)  フッ化ヒニリテン3! −10モモル係ベルフ
ルオσプロペン/j−jjそル俤、テトラフルオロエチ
レン0〜30モ)v%からなシ、かつ臭素0,00/〜
コ重量係を含有するフルオロエラストマー3;−100
重量%、 B)  テトラフルオロエチレンリ〜6θモル%および
プロピレン1.I−o−60モ)vall)からなる共
重合体0〜Q重量%、 の 混合物(A) + (B) 100部に対して06
7〜2.jt部の有機ポリヒドロキシ化合物(特にジヒ
ドロキシ化合物) D)混合物(A) + CB) 100部に対して0.
3〜1.3部のアンモニウム、ホスホニウムまたはアミ
ノホスホニウムの第四級化合物、 E)混合物(A) + (B) 100部に対してO1
参〜j部の有機過酸化物、 F)混合物(A) + CB) 100部に対して/−
j重量係の過酸化物架橋共剤(aoag・nt )から
なる共加硫性エラストマー組成物によって達成できるこ
とを今や見出し、そしてこれが本発明の目的である。
ポイント(A)のエラストマーは、既知の製品でアシ、
そし【カーク・オスマー、エンサイクロペディアeオプ
・ケミカル・テクノロジー、第r巻第5ooIB以後、
lり7部年に記載の方法に従って製造できる。
臭素は、臭素を含有するコモノマー、例えばプロモトリ
フルオロエチレン、エチルブロモビニルエーテルなどを
使用するか、連鎖移動剤として一般式 %式%) (式中、Wはフッ素または塩素であることができ、m 
ハ/−弘の整数であり、Cは1からコ蟲+コまでの整数
であり、そしてbはコ膳+コーCに等しい) の生成物を使用することによって共重合体に導入される
連鎖移動剤は、反応時に成分の全モルで゛計算して0,
0/−77、Jモル係の量で添加される。好ましい移動
剤は、CF2Br2である。
ポイン) (B)の共重合体は、文献で既知であり、そ
してラバー・ケミストリー・エンド・テクノロジー第5
o巻第参〇J3ii(/り77年)に記載の方法に従っ
て製造でき、または商品名ア7ラス(AFLAS)で市
販されている。
ポイント(C)の有機ポリヒドロキシ化合物は、フッ化
ヒニリデンをペー゛スとするエラストマーの架橋用に既
知の化合物であり、そして一般式(式中、Aは炭素数/
−/3を有する二官能脂肪族、脂環式または芳香族基、
またはチオ、オキシ、カルボニル、スルフィニルまたは
スルホニル基であり、そしてAは任意に少なくとも7つ
の塩素またはフッ素原子によりて置換でき;pはOまた
はlであることができ;nは1または−であることがで
きる) のベンゼン、ナフタレン、アントラセンおよびビスフェ
ノール類のジー、トリーおよびテトラヒドロキシ誘導体
のうちから選択され得る。ポリヒドロキシ化合物の如何
なる芳香環も、任意に塩素、フッ素、臭素の少なくとも
1つの原子によシ、基−C)10により、または一般式
−〇OR(式中、RはOHまたは炭素数/−Jrを有す
るアルキル、アリールまたはシクロアルキル基に等しい
)のカルボキシまたはアシル基によシ置換され得る。
式(1)中、基OHは、両方の環で如何なる位置でも結
合され得る。
式(1)の生成物の例は、米国特許第3,171.、8
5tlA号明細書に記載されている。
本発明の目的を構成するエラストマー組成物に好ましい
生成物は、ヒドロキノンおよびビスフェノールAFであ
ることができる。
ポイン) (D)の化合物は、7ツ化ビニリデンをベー
スとするニジストマーの架橋において促進剤として既知
であり、以下のものであることができる: CD/)  一般式 %式%(2) (式中、R1、R2、R5およびR4は互いに同種また
は異種であって炭素数/−Jを有するアルキル、フルオ
ロアルキル、アラルキル、ポリオキシアルケンまたはポ
リオキシフルオロアルケン基であることができ、但しR
1、R2、R5およびR11の少なくとも2つはアルキ
ルまたはアラルキル基であり;R5は炭素数/−1を有
するアルキル基であることができ;Xはヒドロキシド、
ノーライド、サルフェート、サルファイド、カーボネー
ト、ペンタクロロチオフェノラート、テトラフルオロボ
レート、ヘキサフルオロシリケート、ヘキサフルオロホ
スフェート、ジメチルホスフェートであるか、炭素数/
−rを有するアルキルまたはアラルキルまたはアリール
基のカルボキシレートまたはジカルボキシレートである
ことができ;qは1またはλであり、そしてXの原子価
を表わす) を有するものから選択されるアンモニウムの第四級化合
物 (D2) 一般式 %式%)(5) (式中、Pはリンに加えてヒ素およびアンチモンである
こともでき、そしてR6、R7、RgおよびR9は炭素
数l〜ごを有するアルキル、了り一ル、アリールアルキ
ル、アルケニル基、および塩素、フッ素、臭素、シアノ
、−0R1oおよび一〇〇0R1oまたは置換類似体か
ら選択でき、RIOは炭素数l〜mを有するアルキル、
了り−ル、アリールアルキルまたはアルケニル基である
ことができ;2は)−ライド、サルフェート、サルファ
イド、カーボネート、ペンタクロロチオフェノラート、
テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロシリケート、
ヘキサフルオロホスフェート、ジメチルホスフェートで
あるか、炭素数/−1を有するアルキルまたはアラルキ
ルまたはアルケニル基のカルボキシレートまたはジカル
ボキシレートであることができ;rは1またはコであり
、セして2の原子価を表わす) の第四級ホスホニウム化合物 (DJ) 一般式 %式%(6) (式中、R′、B“およびR#は互いに同種または異種
であって遊離またはエーテル化ヒドロキシ末端基を有し
、炭素数/−/lを有し、かつ任意に置換基としてハロ
ゲン、シアニド、ヒドロキシまたはカルボアルコキシ基
を含有するアルキル、シクロアルキル、アリール、アリ
ールアルキル、オキシアルキルまたはポリオキシアルキ
ルであることができ、そしてR′およびR”は窒素原子
によって互いに結合されて複素環な形成でき;3は7〜
弘の整数であり、mはイオンYの原子価に等しい/〜3
の整数であり、セしてYは原子価mを有する有機または
無機陰イオンである) のアミノ−ホスホニウム化合物。
一般式(2)〜(4)の生成物は、英国特許第1.J!
!、。
J4L4L号明細書に詳述されてお);化合物(5)は
米国特許第J、r74.Aj4L号明細書に記載されて
おシ、そして式(6)の化合物は英国特許第2.010
,21rj号明細書に記載されている。
ポイント(E)の有機過酸化物は、エラストマーのペル
オキシ架橋に一般に使用されるものであムそれらは、ペ
ルオキシ架橋共補助剤(coadJuvant )CF
)、例えばトリアリルイソシアヌレート(TムIG)と
−緒にラバー〇ケミストリー・エンド・テクノロジー、
第S1巻筒りgo頁(lり7j年)に記載されている。
本発明の組成物で利用できる有機過酸化物の例は、J、
j−ジメチル−2,j−ジ−t−ブチルペルオキシヘキ
サンまたは3−ヘキシンの対応誘導体からなる。
混合物を調製しかつ加硫する操作条件は、力一り・オス
マー、「エンサイクロペディア・オプ・ケミカル・テク
ノロジー」、第r巻筒SOO頁以後(lり72年)に記
載のようにフルオロエラストマー用に一般に使用される
のと実質上同一である。
本発明の目的である架硫性組成物は、高温で優秀な押出
性、油SFに対して優秀な安定性、水蒸気および水/グ
リコール混合物に対して優秀な安定性を示し、そして射
出成形される時に、成形品の取出しに関連した如何なる
問題も生じない。
〔実施例〕
本発明の理解および実施を容易にするために、小数の例
示の非限定例を以下に与える。
例1 フッ化ビニリデン!Oモルチ、ペルフルオロプロペン3
モルチ、テトラフルオロエチレンjモルチからなりかつ
臭素0./2重ii1%を含有するフルオロエラストマ
ー(A)(100℃テノムーニー粘度ML(/+≠)=
りO)を、シリンダーミキサー中で等モル量のテトラフ
ルオロエチレンおよびプロピレンを含有する共重合体C
B)と混合した。
フルオロエラストマー(A)対共!合体CB )の重量
比は、70/J Oに等しかった。
混合工程時に、以下の加硫剤を両方の生成物に添加した
(重量部) フルオロエラストマー        70共重合体 
             30ビスフエノールAF 
          へ/夕促進剤         
 0.j/ コ、!−ジメチルーJ、j−ジーt−2ブチルオキシヘ
キサン トリアリルインシアヌレート      コCa(OH
)2                 3Mg0  
                 J−カルナウバ 
             /ブラックMT     
          30促進剤として次式のアミノ−
ホスホニウム塩を使用した。
そのようにして処方された混合物を予熱なしでiro℃
、アーク!、/ 00 Hz K オイ”C標準規格A
STM D  270J−に準拠してモンサント・レオ
メータ−によって調べ、以下の結果を得た。
最小トルク              コ0Ta10
               2分21秒最大トルク
(1分後)        6≠混合物をプレス中にお
いてOリングおよびプレートの形で170℃において開
始圧力JjMPa、最終圧力/7.tMPaで70分間
加硫し、炉中において、2!0℃で2j時間後加硫に付
した。
以下の機械的特性を得た。
100チモジエラス           t、tMP
&引張強さく1)/先/MPa 破断時伸び(1)            27コチ硬
 さ (2)7タシ買アA 圧縮永久歪(Oリング)(3)       ≠O%(
1)  ASTM D  4t/2−  t。
(2)  ASTM D  /u/!−r/(3)  
ASTM  D  Jりj  −71加硫試験片をBP
オvツクス(01ex )(油SF)中で/jO℃にお
いて耐薬品性試験にニア日間付した。
結果は、次の通シである。
100%モジェラス変化       +il、rチ引
張強さ変化           −t ヂ破断時伸び
変化          −2j %硬さ変化    
           −コシ四ア人例− フッ化ビニリデン!Oモルチ、ペルフルオロプロペン2
!モルチ、テトラフルオロエチレン、23重肚チからな
シかつ臭素0072重量%を含有するフルオロエラスト
マー(100℃テノムーニー粘度ML(/+4t)=り
0〕をシリンダーミキサー中において以下の加硫剤と混
合した。
(重量部) フルオロエラストマー        100ビスフエ
ノールAP            1./!促進剤 
      a、よl λ、!−ジメチルー2.!−ジーを一 ブチルペルオキシヘキサン           λト
リアリルイソシアヌレート       コCa (O
H)2                 JMgOj カルナウバ              lブラックM
T                J77例/と同一
の生成物を促進剤として利用した。
七のよ5にして処方された混合物を予熱なしで720℃
、アーク!、700Hzにおいて標準規格ASTM D
270J−に準拠してモンサントーレオメーターによっ
て調べ、以下の結果を得た。
最小トルク               /1Ts1
0                  .2分最大ト
ルク(5分後)         7グ混合物をプレス
中において0リングおよびプレートの形で770℃にお
いて初期圧力JrMPa、最終圧力17、!rMP&で
70分間加硫し、炉中において2jO℃で2j時間後加
硫に付した。
以下の機械的特性を得た。
/ oo96モジエラス          !、♂M
Pa引張強さく1)              / 
r、 jMPa破断時伸び(1)          
   コア/ チ硬 さ (2)          
      、’#シ冒アA圧縮永久歪(0リング)(
3)      Jt  壬(1)  ASTM  D
  1472 − 10(2)  ASTM  DI/
II!  −r/(3)  ASTM  D  sりj
  −71゜加硫試験片をBPオレックス(油SF)中
で/!Q℃において27日間耐薬品性試験に付した。
結果は、次の通シであった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、A)フッ化ビニリデン40〜85モル%、ペルフル
    オロプロペン15〜35モル%、テトラフルオロエチレ
    ン0〜30モル%からなり、かつ臭素0.001〜2重
    量%を含有するフルオロエラストマー55〜100重量
    %、 B)テトラフルオロエチレン40〜60モル%およびプ
    ロピレン40〜60モル%からなる共重合体0〜45重
    量%、 C)混合物(A)+(B)100部当たり0.7〜2.
    5部の有機ポリヒドロキシ化合物、 D)混合物(A)+(B)100部に対して0.3〜1
    .5部の第四級アンモニウム、ホスホニウムまたはアミ
    ノ−ホスホニウム化合物、 E)混合物(A)+(B)100部に対して0.4〜5
    部の有機過酸化物、 F)混合物(A)+(B)100部に対して1〜5重量
    %の過酸化物架橋共剤からなることを特徴とする、フル
    オロエラストマーの共加硫性組成物。 2、臭素が、共重合における連鎖移動剤として、一般式 C_aW_bBr_c (式中、Wは、フッ素または塩素であることができ、a
    は1〜4の整数であり、cは1から2a+2までの整数
    であり、そしてbは2a+2−cに等しい) の生成物を使用することによってフルオロエラストマー
    に導入される、特許請求の範囲第1項に記載の組成物。 3、連鎖移動剤が、反応時に成分の全モルで計算して0
    .01〜0.3モル%の量で添加される、特許請求の範
    囲第2項に記載の組成物。 4、連鎖移動剤が、CF_2Br_2である、特許請求
    の範囲第2項または第3項に記載の組成物。 5、有機ポリヒドロキシ化合物が、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Aは炭素数1〜13を有する二官能脂肪族、脂
    環式または芳香族基またはチオ、オキシ、カルボニル、
    スルフィニルまたはスルホニル基であり、そしてAは任
    意に少なくとも1つの塩素またはフッ素原子によって置
    換でき;pは0または1であることができ;nは1また
    は2であることができ、ポリヒドロキシ化合物の如何な
    る芳香環も任意に塩素、フッ素、臭素の少なくとも1つ
    の原子により、−CHO基により、または一般式−CO
    R(式中、RはOHまたは炭素数1〜8を有するアルキ
    ル、アリールまたはシクロアルキル基に等しい)のカル
    ボキシまたはアシル基により置換され得る〕のジ−、ト
    リ−およびテトラ−ヒドロキシベンゼン、ナフタレン、
    アントラセンおよびビスフェノール類から選択される、
    特許請求の範囲第1項に記載の組成物。 6、第四級アンモニウム化合物が、一般式 [NR_1R_2R_3R_4]_qX^(^−^)^
    q(2) ▲数式、化学式、表等があります▼(3) ▲数式、化学式、表等があります▼(4) (式中、R_1、R_2、R_3およびR_4は互いに
    同種または異種であって炭素数1〜20を有するアルキ
    ル、フルオロアルキル、アラルキル、ポリオキシアルキ
    レンまたはポリオキシフルオロアルケン基であり、但し
    R_1、R_2、R_3およびR_4の少なくとも2つ
    はアルキルまたはアラルキル基であり;R_5は炭素数
    1〜20を有するアルキル基であることができ;Xはヒ
    ドロキシド、ハライド、サルフェート、サルファイト、
    カーボネート、ペンタクロロチオフェノラート、テトラ
    フルオロボレート、ヘキサフルオロシリケート、ヘキサ
    フルオロホスフェート、ジメチルホスフェートであるか
    、炭素数1〜20を有するアルキルまたはアラルキルま
    たはアリール基のカルボキシレートまたはジカルボキシ
    レートであることができ;qは1または2であり、そし
    てXの原子価を表わす)を有するものから選択される、
    特許請求の範囲第6項に記載の組成物。 7、第四級ホスホニウム化合物が、一般式 [PR_6R_7R_8R_9]^+_rZ^−^(^
    r^)(5) (式中、Pはリンに加えてヒ素およびアンチモンである
    こともでき、そしてR_6、R_7、R_8およびR_
    9は炭素数1〜20を有するアルキル、アリール、アリ
    ールアルキル、アルケニル基、および塩素、フッ素、臭
    素、シアノ、−OR_1_0および−COOR_1_0
    または置換類似体から選択でき、そしてR_1_0は炭
    素数1〜20を有するアルキル、アリール、アリールア
    ルキルまたはアルケニル基であることができ;Zはハラ
    イド、サルフェート、サルファイト、カーボネート、ペ
    ンタクロロチオフェノラート、テトラフルオロボレート
    、ヘキサフルオロシリケート、ヘキサフルオロホスフェ
    ート、ジメチルホスフェートであるか、炭素数1〜20
    を有するアルキルまたはアラルキルまたはアルケニル基
    のカルボキシレートまたはジカルボキシレートであるこ
    とができ;rは1または2であり、そしてZの原子価を
    表わす)を有するものから選択される、特許請求の範囲
    第1項に記載の組成物。 8、第四級アミノ−ホスホニウム化合物が、一般式 [P(NR′R″)_sR′″_4_−_s]^+_m
    Y^m^−(6) (式中、R′、R″およびR′″は互いに同種または異
    種であって遊離またはエーテル化ヒドロキシ末端基を有
    し、炭素数1〜18を有しかつ任意に置換基としてハロ
    ゲン、シアニド、ヒドロキシまたはカルボアルコキシ基
    を含有するアルキル、シクロアルキル、アリール、アリ
    ールアルキル、オキシアルキルまたはポリオキシアルキ
    ル基であることができ、そしてR′およびR″は窒素原
    子によって互いに結合されて複素環を形成でき;sは1
    〜4の整数であり、mはイオンYの原子価に等しい1〜
    3の整数であり、そしてYは原子価mの有機または無機
    陰イオンである)を有するものから選択される、特許請
    求の範囲第1項に記載の組成物。 9、有機過酸化物が、2,5−ジメチル−2,5−ジ−
    t−ブチルペルオキシヘキサンまたは3−ヘキシンの対
    応誘導体である、特許請求の範囲第1項に記載の組成物
    。 10、過酸化物架橋共剤が、トリアリルイソシアヌレー
    トである、特許請求の範囲第1項に記載の組成物。
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