RU2608091C1 - Эластомерная композиция на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров - Google Patents

Эластомерная композиция на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров Download PDF

Info

Publication number
RU2608091C1
RU2608091C1 RU2016104052A RU2016104052A RU2608091C1 RU 2608091 C1 RU2608091 C1 RU 2608091C1 RU 2016104052 A RU2016104052 A RU 2016104052A RU 2016104052 A RU2016104052 A RU 2016104052A RU 2608091 C1 RU2608091 C1 RU 2608091C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
copolymer
bromine
mass
perfluoroalkyl vinyl
tetrafluoroethylene
Prior art date
Application number
RU2016104052A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Андреевич Губанов
Алексей Николаевич Есин
Евгений Алексеевич Зозуля
Михаил Васильевич Журавлев
Юлия Михайловна Громова
Николай Валентинович Лебедев
Сергей Вячеславович Пятов
Галина Викторовна Григорян
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" (ФГУП "НИИСК")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" (ФГУП "НИИСК") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" (ФГУП "НИИСК")
Priority to RU2016104052A priority Critical patent/RU2608091C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2608091C1 publication Critical patent/RU2608091C1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/16—Homopolymers or copolymers or vinylidene fluoride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/18—Introducing halogen atoms or halogen-containing groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10—Esters; Ether-esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L29/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L29/10—Homopolymers or copolymers of unsaturated ethers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области получения резиновых смесей на основе тройных или четверных бромсодержащих сополимеров тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров. Описана эластомерная композиция для уплотнительных материалов на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров, включающая вулканизующий агент, органический пероксид, соагент вулканизации - триаллилизоцианурат и акцептор галогеноводородов, выбранный из группы, включающей оксид цинка и гидроксид кальция, которая дополнительно содержит радиационно-модифицированный политетрафторэтилен со среднечисленным размером частиц 1-15 мкм при следующих соотношениях компонентов, масс. ч.: сополимер 100, органический пероксид 2,0-3,5, триаллилизоцианурат 2,0-3,5, акцептор галогеноводородов 2,0-3,0, радиационно-модифицированный ПТФЭ 2-20. Технический результат: разработка композиции, вулканизаты которой обладают пониженным водопоглощением при 200ºС, при сохранении высоких прочностных характеристик композита. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 16 пр.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области получения резиновых смесей на основе тройных или четверных бромсодержащих сополимеров тетрафторэтилена (ТФЭ) и перфторалкилвиниловых эфиров (ПФАВЭ).
Такие композиции предназначены для использования в качестве уплотнительных материалов, применяемых в химической, нефтеперерабатывающей промышленности, буровой технике, а также других отраслях техники, где требуются высокие термоагрессивные свойства.
Известна эластомерная композиция на основе сополимера общей формулы:
Figure 00000001
где R=смесь СН2 и CF2, в которой содержание компонентов R=СН2 составляет не менее 60%;
RF=-CF3; -OCF3; -OCF2CF2CF2OCF3;
n=64,0-85,0 мол %, k=1-3;
p=0,3-3,0 мол %;
m = остальное до 100%
следующего состава:
полимер 100 масс. ч.
сажа Т-900 25 масс. ч.
гидроксид кальция 3,0 масс. ч.
Luperox 101XL 45 2,5 – масс. ч.
Триаллилизоцианурат (DIAK # 7) 2,5 масс ч.
Вулканизаты обладают высокими физико-механическими показателями:
твердость по Шору 68-76
прочность при растяжении, МПа 14,5-19,5
относительное удлинение при разрыве, % 180-200
([RU 2407753] CO8L 27/16, опубликовано 27.12.10, приоритет 25.03.09.)
Однако по данным авторов настоящей заявки композиции обладают высоким влагопоглощением. Так, в среде перегретого пара при 200°C в течение 70 часов этот показатель достигает до 40% объема.
Известна эластомерная композиция на основе сополимера тетрафторэтилена общей формулы:
Figure 00000002
где Rf = -CF3; -OCF3; -OCF2CF2CF2OCF3;
R'f = -CF20(CF2)kCF2Br, -OCF2CF2Br;
n=64,0-85,0 мол. %, k=1-3;
p=0,3-3,0 мол. %;
m - остальное до 100 мол. %.
Композиция содержит:
полимер 100 масс. ч.
сажа - Т-900 20-25 масс. ч.
гидроксид кальция 3,0-5,0 масс. ч.
Luperox 101XL-45 2-3 масс. ч.
триаллилизоцианурат (DIAK#7) 2-3 масс. ч.
фуллереновая сажа 0,5-2 масс. ч.
Вулканизаты на их основе обладают хорошими физико-механическими свойствами:
твердость по Шору от 71 до 80
прочность при растяжении, МПа 14,0-17,7
относительное удлинение при разрыве, % 160-185
[RU 2499011, CO8L 27/16, приоритет от 10.02.12.]
Однако по данным авторов настоящей заявки композиции обладают высоким влагопоглощением. Так в среде перегретого пара при 200°C в течение 70 часов этот показатель составляет до 20% масс.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату является композиция на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторметилвинилового эфира (PMVE). Сополимер содержит до 5% мол. перфторалкилвиниловых эфиров, отличных от PMVE. Содержание бромсодержащего мономера в сополимере составляет от 0,001 до 5% масс. ч.
Композиция включает 2,0 масс. ч. вулканизующего агента перекисного характера 3,5 масс. ч. соагента вулканизации (триаллилизоцианурат, марки TAIC М60) 3,0 масс. ч. акцептора галогеноводородов (например, оксид цинка) и наполнитель. В качестве наполнителя используют технический углерод.
Вулканизаты такой композиции обладают высокими прочностными показателями в наполненном состоянии 18,9-19,4 МПа). Однако также обладают достаточно высоким водопоглощением. Так, в среде перегретого пара при 200°C в течение 70 часов этот показатель составляет 14-17% объема [патент US 6303699, CO8F 3/18, приоритет от 18.02.99].
Задачей предлагаемого технического решения является разработка композиции на основе бромсодержащих сополимеров ТФЭ и ПФАВЭ, вулканизаты которой обладают пониженным водопоглощением при 200°C, при сохранении высоких прочностных характеристик композита.
Поставленная задача достигается тем, что композиция на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров, включающая вулканизующий агент - органический пероксид, соагент вулканизации - триаллилизоцианурат и акцептор галогеноводородов дополнительно содержит радиационно-модифицированный политетрафторэтилен со среднечисленным размером частиц 1-15 мкм при следующем соотношении компонентов резиновой смеси (масс. ч.):
сополимер 100
органический пероксид 2,0-3,5
триаллилизоцианурат 2,0-3,5
акцептор галогеноводородов 2,0-3,0
радиационно-модифицированный ПТФЭ 2-20
Композиция может дополнительно содержать наполнитель - технический углерод в количестве 2-20 масс. ч., например, марки Т-900.
В качестве основы композиции могут быть использованы тройные или четверные сополимеры на основе ТФЭ, например, сополимеры общей формулы:
Figure 00000003
где
n=42-71 мол. %,
m=27,0-56,0 мол. %,
р=0,5-2,0 мол. %,
Rf = -CF3, CF2CF2CF3, (CF2)3OCF3,
R'f = -OCF2CF2Br, -CF2O(CF2)kCF2Br, k=1-3.
В качестве радиационно-модифицированного политетрафторэтилена (РМ ПТФЭ) используют порошок ПТФЭ, получаемый радиационно-механическим методом, состоящим в радиационной обработке блочного ПТФЭ с последующим измельчением на вихревых мельницах (Б.А. Логинов, А.Л. Виллемсон, В.М. Бузник «Российские фторполимеры: история, технологии, перспективы», Москва, 2013 г., с. 85).
Например, может быть использован порошок марки Томфлон (ТУ 2213-001-12435252-03).
В качестве вулканизацию агента может быть использована, например, перекись-2,5-бис-(третбутилперокси)-2,5-диметилгексан, выпускаемая под маркой Luperox 101XL. В качестве соагента вулканизации используют триаллилизоцианурат, который выпускается по ТУ 6-01-2-699-89 под маркой ТАИЦ.
В качестве акцептора галогеноводородов используют гидроксид кальция или оксид цинка. Первый выпускается по ГОСТ 9262-77, а второй - по ГОСТ 10262-73. Сущность предлагаемого изобретения заключается в смешении компонентов композиции на вальцах либо в резиносмесителях закрытого типа при температуре 20-25°C. Сначала вводят сополимер и РМ ПТФЭ, затем оставшиеся компоненты композиции, общее время смешения ~15 минут. Вулканизацию проводят в две стадии: сначала в прессе при 155-160°C в течение 15-20 минут, а затем в термостате при ступенчатом нагреве от 20°C до 230°C в течение 24 часов. Оценку физико-механических свойств композиции проводят по следующим государственным стандартам:
- упругопрочностные показатели - по ГОСТ 270-75,
- твердость по Шору - по ГОСТ 263-75.
Водопоглощение композитов - по методике, описанной в патенте US 6303699.
Образцы композитов прогревались в дистиллированной воде при 200°C в течение 70 ч.
Водопоглощение оценивали по увеличению массы.
Нижеприведенные примеры иллюстрируют, но не ограничивают предлагаемое изобретение.
Пример 1
На вальцах при температуре валков 25°C смешивают 100 м.ч. сополимера общей формулы:
Figure 00000004
где n=70 мол. %, m=28,8 мол. %, р=1,2 мол. %.
2 масс. ч. РМ ПТФЭ со среднечисленным размером частиц 5 мкм, 3,5 масс. ч. ТАЙЦ, 3,0 масс. ч. Luperox 101 XL-45 и 3,0 масс. ч. гидроксида кальция.
Полученную смесь подвергают вулканизации сначала в прессе при температуре 155°C в течение 15 минут, а затем в термостате в течение 24 часов при ступенчатом нагреве до 230°C.
Для удобства рассмотрения составы композиции по примеру 1 и всех последующих примеров сведены в таблицу 1, там же приведен контрольный пример (7).
Результаты испытаний приведены в таблицах.
Таким образом, как видно из данных, приведенных в таблицах, предлагаемая композиция обладает значительно пониженным водопоглощением при сохранении высоких прочностных показателей.
Figure 00000005
Figure 00000006

Claims (3)

1. Эластомерная композиция для уплотнительных материалов на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров, включающая вулканизующий агент, органический пероксид, соагент вулканизации-триаллилизоцианурат и акцептор галогеноводородов, выбранный из группы, включающей оксид цинка и гидроксид кальция, заключающаяся в том, что она дополнительно содержит радиационно-модифицированный политетрафторэтилен со среднечисленным размером частиц 1-15 мкм при следующих соотношениях компонентов, масс. ч.:
сополимер 100 органический пероксид 2,0-3,5 триаллилизоцианурат 2,0-3,5 акцептор галогеноводородов 2,0-3,0 радиационно-модифицированный ПТФЭ 2-20
2. Эластомерная композиция по п. 1, заключающаяся в том, что она дополнительно содержит технический углерод в количестве 2-20 масс. ч. на 100 масс. ч. сополимера.
RU2016104052A 2016-02-08 2016-02-08 Эластомерная композиция на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров RU2608091C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016104052A RU2608091C1 (ru) 2016-02-08 2016-02-08 Эластомерная композиция на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016104052A RU2608091C1 (ru) 2016-02-08 2016-02-08 Эластомерная композиция на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2608091C1 true RU2608091C1 (ru) 2017-01-13

Family

ID=58456015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016104052A RU2608091C1 (ru) 2016-02-08 2016-02-08 Эластомерная композиция на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2608091C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6303699B1 (en) * 1998-08-07 2001-10-16 Nippon Mektron, Ltd. Vulcanizable fluororubber produced from tetrafluoroethylene/perfluoroalkyl vinyl ether copolymer
RU2470964C2 (ru) * 2011-01-19 2012-12-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" Эластомерная композиция на основе сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров
RU2471827C1 (ru) * 2011-07-19 2013-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" Эластомерная композиция на основе сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров
RU2480496C2 (ru) * 2011-07-26 2013-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" Эластомерная композиция на основе сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6303699B1 (en) * 1998-08-07 2001-10-16 Nippon Mektron, Ltd. Vulcanizable fluororubber produced from tetrafluoroethylene/perfluoroalkyl vinyl ether copolymer
RU2470964C2 (ru) * 2011-01-19 2012-12-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" Эластомерная композиция на основе сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров
RU2471827C1 (ru) * 2011-07-19 2013-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" Эластомерная композиция на основе сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров
RU2480496C2 (ru) * 2011-07-26 2013-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" Эластомерная композиция на основе сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602005003819T2 (de) Perfluoroelastomer- und fluoroplastikgemische
US8318850B2 (en) Cured perfluoroelastomer article
RU2617476C2 (ru) Композиция на основе фторкаучука и поперечно-сшитое резиновое изделие на ее основе
EP1987099B2 (en) Tetrafluoroethylene copolymer composition for injection molding
WO1994022952A1 (en) Low temperature perfluoroelastomers
DK149170B (da) Fluorholdig copolymer
EP2985307B1 (en) Method for producing crosslinked fluoroelastomer
KR20200027464A (ko) 함불소 탄성 공중합체, 그 조성물 및 가교 고무 물품
TW200535189A (en) Perfluoroelastomer composition for use in vulcanization and method for making a molded perfluoroelastomer product
KR101769657B1 (ko) 경화성 플루오로탄성중합체 조성물
JP6510411B2 (ja) 低いガラス転移温度を有するフルオロポリエーテル系エラストマー
JP6788716B2 (ja) ゴム製品及びその製造方法
RU2608091C1 (ru) Эластомерная композиция на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров
Simon et al. Degradation mechanism of FKM during thermo-oxidative aging from mechanical and network structure correlations
US20230411752A1 (en) Sealing member and battery
EP3966279B1 (en) Curable fluoroelastomer compositions
JPWO2012141129A1 (ja) 含フッ素エラストマーの製造方法
JP2002265733A (ja) 加硫可能なフッ素ゴム組成物とその用途
EP4335897A1 (en) Uncrosslinked fluororubber composition, seal material produced using same, and method for producing same
RU2470964C2 (ru) Эластомерная композиция на основе сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров
RU2603376C1 (ru) Эластомерная композиция на основе сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров
JP2022097403A (ja) ゴム成形品
RU2515784C2 (ru) Композиция на основе сополимера фторолефина и перфторалкилвиниловых эфиров, содержащего нитрильные группы
Knight et al. Thermal stability studies on vinylidene fluoride/hexafluoropropene copolymers
WO2020089128A1 (en) Curable composition of elastomers