KR101347007B1 - 알루미늄 기판의 표면에 경화성 퍼플루오로엘라스토머 조성물을 결합시키는 방법 - Google Patents

알루미늄 기판의 표면에 경화성 퍼플루오로엘라스토머 조성물을 결합시키는 방법 Download PDF

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Abstract

알루미늄 기판의 표면을 양극산화한다. 이어서 경화성 퍼플루오로엘라스토머 조성물을 양극산화된 알루미늄 기판 표면 상에서 압축 성형하고 가황시킨다. 이어서 가황된 퍼플루오로엘라스토머의 인장 특성 및 알루미늄 기판의 표면에 대한 결합 강도를 개선시키기 위해서 결합된 부품을 후 경화시킬 수 있다.
알루미늄 기판, 양극산화, 퍼플루오로엘라스토머, 압축 성형, 가황

Description

알루미늄 기판의 표면에 경화성 퍼플루오로엘라스토머 조성물을 결합시키는 방법 {A PROCESS FOR BONDING A CURABLE PERFLUOROELASTOMER COMPOSITION TO A SURFACE OF AN ALUMINUM SUBSTRATE}
본 발명은 알루미늄 기판에 퍼플루오로엘라스토머를 결합시키기 위한 방법에 관한 것이다.
알루미늄 기판으로의 퍼플루오로엘라스토머의 결합 또는 접착은 반도체, 화학 공정 및 분석 기계의 제조에서 활용되는 장비에 사용되는 밸브 밀봉, 피스톤 밀봉, 및 다이아프램과 같은 일부 최종 사용 분야에서 중요하다. 통상적인 퍼플루오로엘라스토머는 테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로(메틸 비닐 에테르) 및 니트릴기 함유 플루오로비닐 에테르, 니트릴기 함유 플루오로올레핀, 요오드 함유 또는 브롬 함유 플루오로비닐 에테르 또는 요오드 함유 또는 브롬 함유 플루오로올레핀과 같은 경화 자리 단량체의 공중합 단위를 포함한다. 퍼플루오로엘라스토머의 화학적 불활성 때문에, 알루미늄 기판의 표면에 결합시키기가 어렵다.
퍼플루오로엘라스토머와 알루미늄 기판의 접착 강도를 개선시키기 위한 접착 프라이머 또는 결합제의 사용은 경제적인 이유 및 프라이머 또는 시약의 특성 모두로 인해서 바람직하지 않다. 접착제 및 결합제는 퍼플루오로엘라스토머가 대개 사용되는 고온의 부식 환경에서 분해될 수 있다. 이로 인해 알루미늄 기판으로부터 퍼플루오로엘라스토머가 분리되고 동시에 밀봉의 손실 및 밀봉된 환경의 오염이 일어날 수 있다.
공개 일본 특허 출원 제2000127199A호에는 표면 처리된 금속 플레이트 및 스티렌 열가소성 엘라스토머와 같은 열가소성 물질을 포함하는 사출 성형된 제품이 개시되어 있다. 금속 플레이트는 양극산화 (anodized) 알루미늄 처리, 비밀봉 양극산화 알루미늄 처리, 산 에칭, 아연도금 크롬산염 처리 또는 샌드 블래스팅에 의해서 예비처리된다.
공개 일본 특허 출원 제2004036739A호에는 양극 산화 필름 처리된 알루미늄 기판에 플루오로엘라스토머를 결합시켜서 가스켓을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 플루오로엘라스토머는 비닐리덴 플루오라이드, 헥사플루오로프로필렌 및 임의로는 테트라플루오로에틸렌의 공중합 단위를 포함하여 상당한 양의 수소 원자를 함유하고, 그것이 퍼플루오로엘라스토머와 화학적으로 구별되게 한다. 접착 프라이머 또는 결합제를 사용하지 않고 알루미늄 기판의 표면으로의 퍼플루오로엘라스토머의 접착을 개선시키는 것이 바람직할 것이다.
<발명의 개요>
본 발명은 알루미늄 기판의 표면에 퍼플루오로엘라스토머를 결합시키는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은
a) 알루미늄 기판의 표면을 양극산화 (anodizing)하여 다공성 표면을 형성하는 단계, 및
b) 상기 다공성 표면 상에서 경화성 퍼플루오로엘라스토머를 압축 성형하고 가황시켜서 상기 알루미늄 기판에 결합된 가교된 퍼플루오로엘라스토머 물품을 형성하는 단계
를 포함한다.
본 발명에서 사용될 수 있는 퍼플루오로엘라스토머는 일반적으로는 2종 이상의 주요 퍼플루오르화 단량체의 공중합 단위를 갖는 비정질 중합체 조성물이다. 전형적으로는, 주요 공단량체 중 하나는 퍼플루오로올레핀이고 다른 하나는 퍼플루오로비닐 에테르이다. 대표적인 퍼플루오르화 올레핀으로는 테트라플루오로에틸렌 및 헥사플루오로프로필렌이 포함된다. 적합한 퍼플루오르화 비닐 에테르로는 하기 화학식 I의 화합물들이 포함된다.
CF2=CFO(Rf'O)n(Rf"O)mRf
상기 식 중, Rf' 및 Rf "는 탄소 원자수가 2 내지 6인 상이한 선형 또는 분지형 퍼플루오로알킬렌기이고, m 및 n은 독립적으로 0 내지 10이고, Rf는 탄소 원자수가 1 내지 6인 퍼플루오로알킬기이다.
바람직한 종류의 퍼플루오르화 비닐 에테르로는 하기 화학식 II의 조성물이 포함된다.
CF2=CFO(CF2CFXO)nRf
상기 식 중, X는 F 또는 CF3이고, n은 0 내지 5이고, Rf는 탄소 원자수가 1 내지 6인 퍼플루오로알킬기이다.
가장 바람직한 퍼플루오르화 비닐 에테르는 n이 0 또는 1이고 Rf의 탄소 원자수가 1 내지 3인 것들이다. 이러한 퍼플루오르화 에테르의 예로는 퍼플루오로(메틸 비닐 에테르) 및 퍼플루오로(프로필 비닐 에테르)가 포함된다. 다른 유용한 단량체로는 하기 화학식 III의 화합물이 포함된다.
CF2=CFO[(CF2)mCF2CFZO]nRf
상기 식 중, Rf는 탄소 원자수가 1 내지 6인 퍼플루오로알킬기이고, m은 0 또는 1이고, n은 0 내지 5이고, Z는 F 또는 CF3이다.
이러한 종류의 바람직한 부류는 Rf가 C3F7이고, m이 0이고, n이 1인 화합물들이다. 추가의 퍼플루오르화 비닐 에테르 단량체로는 하기 화학식 IV의 화합물이 포함된다.
CF2=CFO[(CF2CFCF3O)n(CF2CF2CF2O)m(CF2)P]CxF2x +1
상기 식 중, m 및 n은 1 내지 10이고, p는 0 내지 3이고, x는 1 내지 5이다. 이러한 종류의 바람직한 부류로는 n이 0 내지 1이고, m이 0 내지 1이고, x가 1인 화합물이 포함된다.
유용한 퍼플루오르화 비닐 에테르의 추가 예로는 하기 화학식 V의 화합물이 포함된다.
CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2O)mCnF2n +1
상기 식 중, n은 1 내지 5이고, m은 1 내지 3이고, 바람직하게는 n은 1이다.
바람직한 퍼플루오로엘라스토머 공중합체는 주요 단량체 단위로서 테트라플루오로에틸렌 및 1종 이상의 퍼플루오르화 비닐 에테르로 구성된다. 이러한 공중합체에서, 공중합 퍼플루오르화 에테르 단위는 중합체 중의 총 단량체 단위의 약 15 내지 50 몰％를 구성한다.
퍼플루오로엘라스토머는 추가로 1종 이상의 경화 자리 단량체의 공중합 단위를 일반적으로는 0.1 내지 5 몰％의 양으로 포함한다. 상기 범위는 바람직하게는 0.3 내지 1.5 몰％이다. 1종을 초과하는 경화 자리 단량체가 존재할 수 있지만, 가장 일반적으로는 1종의 경화 자리 단량체가 사용되며 그것은 하나 이상의 니트릴 치환기를 함유한다. 적합한 경화 자리 단량체로는 니트릴 함유 플루오르화 올레핀 및 니트릴 함유 플루오르화 비닐 에테르가 포함된다. 유용한 니트릴 함유 경화 자리 단량체로는 하기 화학식 VI, VII 및 VIII의 화합물을 포함한다.
CF2=CF-O(CF2)n-CN
상기 식 중, n은 2 내지 12, 바람직하게는 2 내지 6이다.
CF2=CF-O[CF2-CFCF3-O]n-CF2-CFCF3-CN
상기 식 중, n은 0 내지 4, 바람직하게는 0 내지 2이다.
CF2=CF-[OCF2CFCF3]x-O-(CF2)n-CN
상기 식 중, x는 1 내지 2이고, n은 1 내지 4이다.
화학식 VIII의 화합물들이 바람직하다. 특히 바람직한 경화 자리 단량체는 니트릴기 및 트리플루오로비닐 에테르기를 갖는 퍼플루오르화 폴리에테르이다. 가장 바람직한 경화 자리 단량체는 하기 화학식 IX의 화합물, 즉, 퍼플루오로(8-시아노-5-메틸-3,6-디옥사-1-옥텐) 또는 8-CNVE이다.
CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CN
다른 경화 자리 단량체로는 화학식 R1CH=CR2R3 (여기서, R1 및 R2는 독립적으로 수소 및 불소로부터 선택되고 R3은 독립적으로 수소, 불소, 알킬 및 퍼플루오로알킬로부터 선택됨)로 표현되는 올레핀이 포함된다. 퍼플루오로알킬기는, 탄소 원자수가 약 12개 이하일 수 있다. 그러나, 탄소 원자수가 4개 이하인 퍼플루오로알킬기가 바람직하다. 또한, 경화 자리 단량체는 바람직하게는 3개 이하의 수소 원자를 갖는다. 이러한 올레핀의 예로는 에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드, 비닐 플루 오라이드, 트리플루오로에틸렌, 1-히드로펜타플루오로프로펜, 및 2-히드로펜타플루오로프로펜이 포함된다.
브롬 또는 요오드 원자를 함유하는 경화 자리 단량체로는 플루오르화 올레핀 또는 플루오르화 비닐 에테르가 포함된다. 이러한 경화 자리 단량체는 당업계에 널리 공지되어 있다. 구체적인 예로는 브로모트리플루오로에틸렌, 4-브로모-3,3,4,4-테트라플루오로부텐-1 (BTFB), 및 비닐 브로마이드, 1-브로모-2,2-디플루오로에틸렌, 퍼플루오로알릴 브로마이드, 4-브로모-1,1,2-트리플루오로부텐, 4-브로모-1,1,3,3,4,4-헥사플루오로부텐, 4-브로모-3-클로로-1,1,3,4,4-펜타플루오로부텐, 6-브로모-5,5,6,6-테트라플루오로헥센, 4-브로모퍼플루오로부텐-1 및 3,3-디플루오로알릴 브로마이드와 같은 기타 물질이 포함된다. 본 발명에서 유용한 브롬화 불포화 에테르 경화 자리 단량체로는 2-브로모-퍼플루오로에틸 퍼플루오로비닐 에테르 및 CF2BrCF2O-CF=CF2와 같은 CF2Br-Rf-O-CF=CF2 부류의 플루오르화 화합물, 및 CH3OCF=CFBr 또는 CF3CH2OCF=CFBr와 같은 ROCF=CFBr 또는 ROCBr=CF2 부류의 플루오로비닐 에테르가 포함되며, 상기 식에서 R은 저급 알킬기, 또는 플루오로알킬기이다.
요오드화 경화 자리 단량체로는 CHR=CH-Z-CH2CHR-I (여기서, R은 -H 또는 -CH3이고, Z는 임의로는 하나 이상의 에테르 산소 원자를 함유하는 선형 또는 분지형 C1-C18 (퍼)플루오로알킬렌 라디칼 또는 미국 특허 제5,674,959호에 개시된 바와 같은 (퍼)플루오로폴리옥시알킬렌 라디칼임)이 포함된다. 유용한 요오드화 경화 자리 단량체의 다른 예는 미국 특허 제5,717,036호에 개시된 바와 같은 화학식 I(CH2CF2CF2)nOCF=CF2 및 ICH2CF2O[CF(CF3)CF2O]nCF=CF2 (여기서, n은 1 내지 3임) 등의 불포화 에테르이다. 또한, 요오도에틸렌, 4-요오도-3,3,4,4-테트라플루오로부텐-1 (ITFB), 3-클로로-4-요오도-3,4,4-트리플루오로부텐, 2-요오도-1,1,2,2-테트라플루오로-1-(비닐옥시)에탄, 2-요오도-1-(퍼플루오로비닐옥시)-1,1,2,2-테트라플루오로에틸렌, 1,1,2,3,3,3-헥사플루오로-2-요오도-1-(퍼플루오로비닐옥시)프로판, 2-요오도에틸 비닐 에테르, 3,3,4,5,5,5-헥사플루오로-4-요오도펜텐, 및 요오도트리플루오로에틸렌을 비롯한 적합한 요오드화 경화 자리 단량체는 미국 특허 제4,694,045호에 개시되어 있다. 알릴 요오다이드 및 2-요오도-퍼플루오로에틸 퍼플루오로비닐 에테르가 또한 유용한 경화 자리 단량체이다.
본 발명에서 사용되는 퍼플루오로엘라스토머 중에 혼입될 수 있는 다른 유형의 경화 자리 단량체는 퍼플루오로(2-페녹시프로필 비닐 에테르) 및 미국 특허 제3,467,638호에 개시된 바와 같은 관련 단량체이다.
특히 바람직한 퍼플루오로엘라스토머는 53.0 내지 79.9 몰％의 테트라플루오로에틸렌, 20.0 내지 46.9 몰％의 퍼플루오로(메틸 비닐) 에테르 및 0.1 내지 1.5 몰％의 니트릴 함유 경화 자리 단량체의 공중합 단위를 함유한다.
별법으로 또는 경화 자리 단량체 이외에, 퍼플루오로엘라스토머는 퍼플루오로엘라스토머 중합체 사슬의 말단 위치에서 요오드 및/또는 브롬 원자를 함유할 수 있다. 이러한 원자는 미국 특허 제4,243,770호에 기재된 바와 같이 요오드 또는 브롬 함유 사슬전달제의 반응에 의해 중합 동안 도입될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 퍼플루오로엘라스토머 조성물은 경화성 (또한 가황성이라고 지칭됨)이다. 즉, 이들은 엘라스토머 사슬 사이에서 가교를 형성할 수 있다.
퍼플루오로엘라스토머가 니트릴 함유 경화 자리 단량체의 공중합 단위를 함유하는 경우, 유기주석 화합물 기재 경화계가 활용될 수 있다. 적합한 유기주석 화합물로는 알릴-, 프로파질-, 트리페닐- 및 알레닐 주석 경화제가 포함된다. 테트라알킬주석 화합물 또는 테트라아릴주석 화합물이 니트릴 치환 경화 자리와 함께 사용하기에 바람직한 경화제이다. 사용되는 경화제의 양은 필수적으로는 퍼플루오로엘라스토머 내의 반응성 잔기의 유형 및 농도뿐만 아니라 최종 생성물 내의 목적하는 가교도에 의존할 것이다. 일반적으로는, 엘라스토머 100 부 당 약 0.5 내지 10 중량부 (phr)의 경화제가 사용될 수 있고, 1 내지 4 phr이 대부분의 목적을 충족시킨다. 니트릴기가 유기주석과 같은 경화제의 존재 하에서 삼량체화되어 s-트리아진 고리를 형성함으로써, 퍼플루오로엘라스토머를 가교시키는 것으로 생각된다. 가교는 275℃ 이상의 온도에서 조차 열적으로 안정하다.
니트릴 함유 경화 자리를 함유하는 퍼플루오로엘라스토머에 유용한 바람직한 경화계는 하기 화학식 X와 XI의 비스(아미노페놀)과 비스(아미노티오페놀) 및 하기 화학식 XII의 테트라아민을 활용한다.
Figure 112007072224211-pct00001
Figure 112007072224211-pct00002
Figure 112007072224211-pct00003
상기 식들 중, A는 SO2, O, CO, 탄소 원자수가 1 내지 6인 알킬, 탄소 원자수가 1 내지 10인 퍼플루오로알킬렌, 또는 2개의 방향족 고리를 연결하는 탄소-탄소 결합이다.
상기 화학식 X 및 XI에서 아미노 및 히드록실 또는 티오기는 벤젠 고리 상에서 서로 인접하며 기 A에 대한 메타 및 파라 위치에서 상호교환될 수 있다. 바람직하게는, 경화제는 4,4'-[2,2,2-트리플루오로-1-(트리플루오로메틸)에틸리덴]비스(2-아미노페놀), 4,4'-술포닐비스(2-아미노페놀), 3,3'-디아미노벤지딘, 및 3,3',4,4'-테트라아미노벤조페논으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물이다. 이들 중 첫번째 화합물이 가장 바람직하며 비스(아미노페놀) AF로서 지칭될 것이다. 경 화제는 안젤로 (Angelo)의 미국 특허 제3,332,907호에 개시된 바와 같이 제조할 수 있다. 비스(아미노페놀) AF는 바람직하게는 질산칼륨 및 트리플루오로아세트산을 사용한, 4,4'-[2,2,2-트리플루오로-1-(트리플루오로메틸)에틸리덴]-비스페놀 (즉, 비스페놀 AF)의 질소화 후, 바람직하게는 용매로서의 에탄올 및 촉매로서의 촉매량의 탄소 상의 팔라듐을 사용한, 촉매적 수소화에 의해서 제조할 수 있다. 경화제의 수준은 가황물의 목적하는 특성을 최적화하도록 선택되어야 한다. 일반적으로, 퍼플루오로엘라스토머에 존재하는 모든 경화 자리와 반응하는데 필요한 양보다 약간 과량의 경화제가 사용된다. 전형적으로는, 엘라스토머 100 부 당 0.5 내지 5 중량부의 경화제가 필요하다. 바람직한 범위는 1 내지 2 phr이다.
니트릴 경화 자리를 갖는 퍼플루오로엘라스토머를 가황시키기에 적합한 다른 경화제로는 미국 특허 제5,565,512호에 개시된 바와 같은 무기 또는 유기산의 암모늄염 (예를 들어 암모늄 퍼플루오로옥타노에이트), 암모니아 및 미국 특허 제6,281,296 B1호에 개시된 바와 같이 분해되어 암모니아를 생성하는 화합물 (예를 들어 우레아)가 포함된다.
특히 경화 자리가 니트릴, 요오드 또는 브롬기인 경우, 과산화물이 또한 경화제로서 활용될 수 있다. 유용한 과산화물은 경화 온도에서 자유 라디칼을 생성하는 것들이다. 50℃ 초과의 온도에서 분해되는 디알킬 퍼옥시드 또는 비스(디알킬 퍼옥시드)가 특히 바람직하다. 많은 경우에 퍼옥시 산소에 부착된 3급 탄소 원자를 갖는 디-tert-부틸 퍼옥시드를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 유형 중에서 가장 유용한 과산화물은 2,5-디메틸-2,5-디(tert-부틸퍼옥시)헥신-3 및 2,5-디 메틸-2,5-디(tert-부틸퍼옥시)헥산이다. 다른 과산화물은 디쿠밀 퍼옥시드, 디벤조일 퍼옥시드, tert-부틸 퍼벤조에이트, 및 디[1,3-디메틸-3-(t-부틸퍼옥시)부틸]카르보네이트와 같은 화합물로부터 선택될 수 있다. 일반적으로는, 퍼플루오로엘라스토머 100 부 당 약 1 내지 3 부의 과산화물이 사용된다.
대개 과산화물 경화계의 부분으로서 조성물과 블렌딩되는 또다른 물질은 과산화물과 협력하여 유용한 경화를 제공할 수 있는 다중불포화 화합물로 구성된 보조제 (coagent)이다. 이러한 보조제는 퍼플루오로엘라스토머 100 부 당 0.1 내지 10 부, 바람직하게는 2 내지 5 phr의 양으로 첨가될 수 있다. 보조제는 트리알릴 시아누레이트, 트리알릴 이소시아누레이트, 트리(메틸알릴)이소시아누레이트, 트리스(디알릴아민)-s-트리아진, 트리알릴 포스파이트, N,N-디알릴 아크릴아미드, 헥사알릴 포스포르아미드, N,N,N',N'-테트라알킬 테트라프탈아미드, N,N,N',N'-테트라알릴 말론아미드, 트리비닐 이소시아누레이트, 2,4,6-트리비닐 메틸트리실록산, 및 트리(5-노르보르넨-2-메틸렌)시아누레이트 중 하나 이상일 수 있다. 트리알릴 이소시아누레이트가 특히 유용하다.
존재하는 경화 자리에 따라서, 이중 경화계를 사용하는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 니트릴 함유 경화 자리 단량체의 공중합 단위를 갖는 퍼플루오로엘라스토머는 유기주석 경화제 및 보조제와의 조합으로 과산화물의 혼합물을 포함하는 경화제를 사용하여 경화시킬 수 있다. 일반적으로는, 0.3 내지 5 부의 과산화물, 0.3 내지 5 부의 보조제, 및 0.1 내지 10 부의 유기주석 경화제가 활용된다.
퍼플루오로엘라스토머 컴파운딩에 전형적으로 활용되는 충전제 (예컨대 카본 블랙, 황산바륨, 실리카, 산화알루미늄, 규산알루미늄, 및 이산화티타늄), 안정화제, 가소제, 윤활제 및 가공 조제와 같은 첨가제가 본 발명에서 사용되는 경화성 퍼플루오로엘라스토머 조성물 중에 혼입될 수 있되, 첨가제는 의도되는 서비스 조건에 대해서 적절한 안정성 및 순도를 가져야 한다.
본 발명에서 사용되는 알루미늄 기판은 문 밀봉, 게이트 밸브, 진자 (pendulum) 밸브, 솔레노이드 팁, 결합 피스톤 밀봉, 다이아프램, 금속 가스켓 등과 같은 결합된 금속-퍼플루오로엘라스토머 부품을 형성하는데 사용된다. 이러한 부품은 반도체 제조 장비, 화학 공정 장비 및 일부 분석 장치에서와 같이 고온의 부식성 환경에서 특히 유용하다.
경화성 퍼플루오로엘라스토머 조성물에 결합될 알루미늄 기판의 표면은 양극산화에 의해서 예비처리되어 다공성 표면 구조를 형성한다. 알루미늄 표면을 양극산화하는데 바람직한 수단은 인산 양극산화이다. 이 공정에서, 알루미늄 기판의 표면은 필요할 경우 먼저 NaOH 용액과 같은 염기로 세정된다. 이어서 세정 표면은 ASTM D3933-98에 따라서 양극산화되어 다공성 표면을 형성한다. 기공은 다공성 표면에 퍼플루오로엘라스토머를 결합하기 전에는 충전되지 않는다.
경화성 퍼플루오로엘라스토머 조성물은 알루미늄 기판의 다공성 표면 상에서 압축 성형된다. 성형은 퍼플루오로엘라스토머를 적어도 부분적으로 경화 (즉, 가황 또는 가교)시키고 그것을 알루미늄 기판에 결합시키기에 충분한 시간 동안 압력 및 승온하에서 수행된다. 결합은 가교 전에 압력 하에서 알루미늄 기판의 다공성 표면 구조 내로 퍼플루오로엘라스토머를 흐르게 함으로써 증가된다. 임의로는, 생 성된 퍼플루오로엘라스토머-알루미늄 부품은 엘라스토머의 물리적 특성 (예컨대 내압축 변형률 (compression set resistance) 및 인장 강도) 및 알루미늄 기판에 대한 경화된 엘라스토머의 결합 강도를 개선시키기에 충분한 시간 동안 승온에서 후 경화될 수 있다. 후 경화는 에어 오븐, 또는 질소 기체가 충전된 오븐과 같은 불활성 분위기에서 수행될 수 있다. 전형적인 압축 성형 조건은 18O℃ 내지 22O℃에서 4 내지 8분이다. 전형적인 후 경화 조건은 250℃ 내지 315℃에서 5 내지 48시간이다.
하기 실시예에서 본 발명의 바람직한 실시양태를 예시하며, 달리 언급되지 않는 한 모든 부는 중량 기준이다.
시험 방법
접착력 (즉, 경화된 퍼플루오로엘라스토머를 알루미늄 기판으로부터 떼어내는데 필요한 힘)은 ASTM D429, 방법 B에 따라서 측정하였다.
실시예 1
사용된 퍼플루오로엘라스토머는 미국 특허 제5,789,489호에 기재된 일반적인 방법에 따라서 제조된 68 몰％의 TFE 단위, 31 몰％의 PMVE 단위 및 1 몰％의 퍼플루오로(8-시아노-5-메틸-3,6-디옥사-1-옥텐) 단위 함유 공중합체였다. 퍼플루오로엘라스토머를 우레아 및 카본 블랙과 컴파운딩하여 경화성 조성물을 제조하였다.
사용된 알루미늄 기판은 표면 평활도 (양극산화 전)가 Ra 1.6 내지 3.2인 유형 A6061이었다.
ASTM D3933에 따라 깨끗한 60 mm x 25 mm x 2 mm 알루미늄 기판의 표면을 양극산화하여 다공성 표면을 형성함으로써 본 발명에 따라서 제조된 샘플 (샘플 1)을 제조하였다. 퍼플루오로엘라스토머와 접촉시키기 전에 기공을 충전시키기지 않았다. 경화성 퍼플루오로엘라스토머 조성물을 양극산화된 알루미늄 표면 상에서 19O℃에서 4분 동안 압축 경화하였다. 이어서 생성된 부품을 에어 오븐에서 305℃에서 10시간 동안 후 경화하였다.
시험 방법에 따라서 접착력을 측정하였다. 결과를 하기 표 I에 나타내었다. 경화된 퍼플루오로엘라스토머는 양극산화된 알루미늄 기판으로부터 깨끗하게 떼어지지 않고 인열되었다.
알루미늄 기판의 표면을 양극산화하지 않은 것을 제외하고는 샘플 1과 동일한 방식으로 대조군 (샘플 A)를 제조하였다. 접착력을 측정하였고 그 결과를 하기 표 I에 나타내었다. 경화된 퍼플루오로엘라스토머는 알루미늄 기판으로부터 깨끗하게 분리되었다.
양극산화되지 않은 알루미늄 표면을 켐락 (Chemlock) 607 (로드 코퍼레이션 (Lord Corp.)으로부터 입수가능함)로 예비처리한 것을 제외하고는 샘플 A와 동일한 방식으로 두번째 대조군 (샘플 B)을 제조하였다. 켐락 607은 금속 표면으로의 플루오로엘라스토머의 접착을 위해서 산업용으로 통상적으로 사용되는 아미노-실란 결합제이다. 접착력을 측정하고 그 결과를 표 I에 나타내었다. 경화된 퍼플루오로엘라스토머는 알루미늄 기판으로부터 깨끗하게 분리되었다.
샘플 접착력, N/25 mm
1 80
A 0
B 0

Claims (5)

  1. a) 알루미늄 기판의 표면을 양극산화 (anodizing)하여 다공성 표면을 형성하는 단계, 및
    b) 상기 다공성 표면 상에서 경화성 퍼플루오로엘라스토머를 압축 성형하고 가황시켜서 상기 알루미늄 기판에 결합된 가교된 퍼플루오로엘라스토머 물품을 형성하는 단계
    를 포함하며, 상기 경화성 퍼플루오로엘라스토머가 퍼플루오로올레핀, 퍼플루오로비닐 에테르 및 니트릴 함유 경화 자리 단량체의 공중합 단위를 포함하는 것인, 알루미늄 기판의 표면에 경화성 퍼플루오로엘라스토머 조성물을 결합시키는 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 압축 성형이 18O℃ 내지 22O℃의 온도에서 4 내지 8분 동안 수행되는 방법.
  4. 제1항에 있어서, c) 상기 알루미늄 기판에 결합된 상기 퍼플루오로엘라스토머 물품을 250℃ 내지 315℃의 온도에서 5 내지 48시간 동안 후 경화하는 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 퍼플루오로엘라스토머가 53.0 내지 79.9 몰％의 테트라플루오로에틸렌, 20.0 내지 46.9 몰％의 퍼플루오로(메틸 비닐) 에테르 및 0.1 내지 1.5 몰％의 니트릴 함유 경화 자리 단량체의 공중합 단위를 포함하는 것인 방법.
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