TWI821469B - 彈性體組合物及密封材 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種彈性體組合物、及包含其交聯物之密封材,該彈性體組合物包含作為四氟乙烯與全氟(烷氧基乙烯醚)之共聚物之第1氟彈性體、及與上述第1氟彈性體不同之第2氟彈性體。
Description
本發明係關於一種彈性體組合物及使用其之密封材。
密封材(襯墊(gasket)、墊圈(packing)等)被用於各種用途,要求適應其用途之特性。例如,於在高溫環境下使用之情形時,要求耐熱性,於在暴露於電漿之環境下使用之情形時,要求對電漿之耐性(耐電漿性)。
另一方面,於半導體裝置或平板顯示器之製造中之成膜步驟中,有使用具有強力之氧化力之臭氧之情形。對於用於使用臭氧之製造裝置之密封材,要求對臭氧之耐性(耐臭氧性)。
於日本專利特開平08-151450號公報(專利文獻1)、日本專利特開2004-263038號公報(專利文獻2)及日本專利特開2010-037558號公報(專利文獻3)中,記載有著眼於耐臭氧性之密封材。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平08-151450號公報
[專利文獻2]日本專利特開2004-263038號公報
[專利文獻3]日本專利特開2010-037558號公報
[發明所欲解決之問題]
然而,專利文獻1、2中記載之氟橡膠成形體於高溫環境下之耐臭氧性不充分,專利文獻3中記載之交聯劑通常難以獲取。
本發明之目的在於提供一種彈性體組合物、及使用其之密封材,該彈性體組合物可使用通常可獲取之原材料進行製備,可形成於高溫環境下顯示良好之耐臭氧性之交聯物。
[解決問題之技術手段]
本發明提供以下之彈性體組合物及密封材。
[1]一種彈性體組合物,其包含作為包含源自四氟乙烯之結構單元及一種以上之源自全氟(烷氧基乙烯醚)之結構單元之共聚物之第1氟彈性體、及與上述第1氟彈性體不同之第2氟彈性體,或者
包含兩種以上之上述第1氟彈性體。
[2]如[1]之彈性體組合物,其中上述第2氟彈性體係全氟彈性體。
[3]如[2]之彈性體組合物,其中上述第2氟彈性體係包含源自四氟乙烯之結構單元及一種以上之源自全氟(烷基乙烯醚)之結構單元之共聚物。
[4]如[1]至[3]中任一項之彈性體組合物,其以10:90~90:10之質量比包含上述第1氟彈性體及上述第2氟彈性體。
[5]如[1]至[4]中任一項之彈性體組合物,其進而包含過氧化物交聯劑及共交聯劑。
[6]一種密封材,其包含如[1]至[5]中任一項之彈性體組合物之交聯物。
[發明之效果]
根據本發明,可提供一種彈性體組合物、及使用其之密封材,該彈性體組合物可形成於高溫環境下顯示良好之耐臭氧性之交聯物。
<彈性體組合物>
本發明之彈性體組合物包含作為源自四氟乙烯之結構單元及一種以上之源自全氟(烷氧基乙烯醚)之結構單元之共聚物之第1氟彈性體、及與第1氟彈性體不同之第2氟彈性體。包含第1氟彈性體、及第2氟彈性體之彈性體組合物之交聯物於高溫環境下之耐臭氧性優異。所謂高溫環境下之耐臭氧性優異,具體而言,係指將彈性體組合物之交聯物暴露於高溫之臭氧之前後物性之變化較小。物性之變化可以抗張積之變化率(抗張積比)作為指標。抗張積可以{拉伸強度(MPa)×切斷時伸長率(%)}之形式求出。拉伸強度及切斷時伸長率係分別依據下述實施例之欄中記載之方法進行測定。
[a]第1氟彈性體
第1氟彈性體係包含源自四氟乙烯(以下,有時稱為「TFE」)之結構單元及一種以上之源自全氟(烷氧基乙烯醚)之結構單元之共聚物。第1氟彈性體亦可進而包含源自其他氟單體之結構單元。包含第1氟彈性體之彈性體組合物與包含含氫原子之氟彈性體之組合物相比,可進一步提高高溫環境下之耐臭氧性。又,第1氟彈性體之耐熱性及耐化學品性亦優異。
形成第1氟彈性體之全氟(烷氧基乙烯醚)可為鍵結於乙烯醚基(CF2
=CFO-)之基之碳數為3~12,例如可為
CF2
=CFOCF2
CF(CF3
)OCn
F2n+1
、
CF2
=CFO(CF2
)3
OCn
F2n+1
、
CF2
=CFOCF2
CF(CF3
)O(CF2
O)m
Cn
F2n+1
、或
CF2
=CFO(CF2
)2
OCn
F2n+1
。
上述式中,n為例如1~5,m為例如1~3。
第1氟彈性體通常具有交聯性。交聯性可藉由使交聯部位單體進而共聚(進而包含源自交聯部位單體之結構單元)而賦予。所謂交聯部位,意指可交聯反應之部位。作為交聯部位,例如可列舉鹵基(例如I基、Br基等)、腈基(CN基),較佳為鹵基,更佳為I基。具有鹵基作為交聯部位之氟彈性體可藉由使用過氧化物交聯劑之過氧化物交聯系進行交聯,藉此可獲得高溫環境下之耐臭氧性更良好之交聯物。
具有鹵基作為交聯部位之交聯部位單體之一例為含鹵基之全氟乙烯醚。作為含鹵基之全氟乙烯醚,例如可列舉:
CF2
=CFO(CF2
)n
OCF(CF3
)X(n為例如2~4)、
CF2
=CFO(CF2
)n
X(n為例如2~12)、
CF2
=CFO[CF2
CF(CF3
)O]m
(CF2
)n
X(X為鹵基,n為例如2,m為例如1~5)、
CF2
=CFO[CF2
CF(CF3
)O]m
(CF2
)n
X(X為鹵基,n為例如1~4,m為例如1~2)、
CF2
=CFO[CF2
CF(CF3
)O]n
CF2
CF(CF3
)X(X為鹵基,n為例如0~4)
等。
交聯性之全氟彈性體亦可具有使兩個主鏈間交聯之交聯結構。
第1氟彈性體中之源自TFE之結構單元/源自全氟(烷氧基乙烯醚)之結構單元/源自交聯部位單體之結構單元之比以莫耳比計,通常為50~74.8%/25~49.8%/0.2~5%,較佳為60~74.8%/25~39.5%/0.5~2%。
第1氟彈性體可包含種類相互不同之兩種以上之第1氟彈性體。於本說明書中,所謂關於第1氟彈性體種類相互不同,係指全氟(烷氧基乙烯醚)之種類及種數、源自TFE之結構單元/源自全氟(烷氧基乙烯醚)之結構單元之比、第1氟彈性體之分子量之至少一者不同。
作為第1氟彈性體之市售品,例如可列舉Solvay公司製造之「Tecnoflon PFR-LT」。
[b]第2氟彈性體
第2氟彈性體係與第1氟彈性體不同之氟彈性體。所謂「與第1氟彈性體不同」,係指與第1氟彈性體相比結構單元之種類不同。第2氟彈性體較佳為不包含源自全氟(烷氧基乙烯醚)之結構單元。作為第2氟彈性體,例如可列舉:以偏二氟乙烯作為主成分之偏二氟乙烯系氟橡膠(以下,有時稱為「FKM」)、四氟乙烯-丙烯橡膠(以下,有時稱為「FEPM」)、第1氟彈性體以外之全氟彈性體(以下,有時稱為「FFKM」)、氟系熱塑性彈性體、氟系液狀橡膠、氟聚矽氧橡膠等。
第2氟彈性體較佳為全氟彈性體,更佳為包含源自TFE之結構單元及一種以上之源自全氟(烷基乙烯醚)之結構單元之共聚物。第2氟彈性體亦可進而包含源自其他氟單體之結構單元。第2氟彈性體為包含源自TFE之結構單元及源自全氟(烷基乙烯醚)之結構單元之共聚物的彈性體組合物可進一步提高高溫環境下之耐臭氧性。又,包含源自TFE之結構單元及源自全氟(烷基乙烯醚)之結構單元之共聚物之耐熱性及耐化學品性亦優異。
形成第2氟彈性體之全氟(烷基乙烯醚)可為烷基之碳數為1~5,例如可為全氟(甲基乙烯醚)、全氟(乙基乙烯醚)、全氟(丙基乙烯醚)等。全氟(烷基乙烯醚)較佳為全氟(甲基乙烯醚)。
第2氟彈性體通常具有交聯性。作為交聯部位及交聯部位單體,可使用與上述之第1氟彈性體相同者。
第2氟彈性體中之源自TFE之結構單元/源自全氟(烷基乙烯醚)之結構單元/源自交聯部位單體之結構單元之比以莫耳比計,通常為50~74.8%/25~49.8%/0.2~5%,較佳為60~74.8%/25~39.5%/0.5~2%。
第2氟彈性體可包含種類相互不同之兩種以上之第2氟彈性體。所謂關於第2氟彈性體種類相互不同,係指第2氟彈性體之結構單元之種類及種數、構成第2氟彈性體之兩種以上之結構單元之比、第2氟彈性體之分子量之至少一者不同。
作為第2氟彈性體之市售品,例如可列舉:Solvay公司製造之「Tecnoflon PFR-94」、3M公司製造之「Dyneon PFE 90Z」、「Dyneon PFE131TZ」、Solvay公司之「Tecnoflon P459」等。
彈性體組合物亦可以10:90~90:10之質量比包含第1氟彈性體及第2氟彈性體,亦可以20:80~80:20之質量比包含,亦可以30:70~70:30之質量比包含。亦可以按質量比計成為等量之方式包含第1氟彈性體與第2氟彈性體。
[c]其他彈性體
彈性體組合物亦可包含第1氟彈性體及第2氟彈性體以外之彈性體。作為其他彈性體,例如可列舉:乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)、乙烯-丙烯橡膠(EPM)、腈橡膠(NBR;丙烯腈丁二烯橡膠)、氫化腈橡膠(HNBR;氫化丙烯腈丁二烯橡膠)、丁基橡膠(IIR)、聚矽氧橡膠(Q)等。其他彈性體可僅包含一種,亦可包含兩種以上。
[d]交聯劑及共交聯劑
彈性體組合物之交聯系並無特別限制,例如若為FKM及FEPM,則可列舉:過氧化物交聯系、聚胺交聯系、多元醇交聯系,若為FFKM,則可列舉:過氧化物交聯系、雙酚交聯系、三𠯤交聯系、㗁唑交聯系、咪唑交聯系、噻唑交聯系。彈性體組合物可以任一種交聯系進行交聯,亦可以兩種以上之交聯系進行交聯。彈性體組合物較佳為包含過氧化物交聯劑。
過氧化物交聯劑例如可為2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧化)己烷(市售品之例:日油股份有限公司製造之「Perhexa 25B」、「Perhexa 25B-40」);二異丙苯基過氧化物(市售品之例:日油股份有限公司製造之「Percumyl D」);2,4-二氯苯甲醯過氧化物;二第三丁基過氧化物;第三丁基二異丙苯基過氧化物;苯甲醯過氧化物(市售品之例:日油股份有限公司製造之「Nyper B」);2,5-二甲基-2,5-(第三丁基過氧化)己炔-3(市售品之例:日油股份有限公司製造之「PERHEXYNE 25B」);2,5-二甲基-2,5-二(苯甲醯過氧化)己烷;α,α'-雙(第三丁基過氧化間異丙基)苯(市售品之例:日油股份有限公司製造之「PERBUTYL P」);過氧化異丙基碳酸第三丁酯;對氯苯甲醯過氧化物等。過氧化物交聯劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
作為過氧化物交聯系中使用之共交聯劑,可列舉:異氰尿酸三烯丙酯(市售品之例:日本化成股份有限公司製造之「TAIC」);氰尿酸三烯丙酯;三烯丙基縮甲醛;偏苯三酸三烯丙酯;N,N'-間伸苯基雙馬來醯亞胺;對苯二甲酸二丙炔酯;鄰苯二甲酸二烯丙酯;四烯丙基對苯二甲醯胺等可藉由自由基進行共交聯之化合物(不飽和多官能性化合物)。共交聯劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。上述中,就反應性或壓縮永久變形特性之觀點而言,共交聯劑較佳為包含異氰尿酸三烯丙酯。
彈性體組合物中之過氧化物交聯劑(使用兩種以上之情形時為其合計量)之含量相對於彈性體之總量100質量份,例如為0.01~20質量份,就耐臭氧性提高之觀點而言,較佳為0.1~10質量份,更佳為0.5~5質量份。
彈性體組合物中之共交聯劑(使用兩種以上之情形時為其合計量)之含量相對於彈性體之總量100質量份,例如為0.1~40質量份,就耐臭氧性提高之觀點而言,較佳為0.2~10質量份。
[e]其他調配劑
為了改善加工性或調整物性等,彈性體組合物可視需要包含抗老化劑、抗氧化劑、硫化加速劑、加工助劑(硬脂酸等)、穩定劑、黏著賦予劑、矽烷偶合劑、塑化劑、阻燃劑、脫模劑、蠟類、潤滑劑等添加劑。添加劑之其他例為如氟系油(例如全氟聚醚等)之黏著性降低(防止)劑。添加劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
於在高溫環境下使用密封材之情形等時,有產生揮發、溶出或析出之虞,故而較佳為添加劑之量儘量少(例如,相對於彈性體之總量100質量份,為10質量份以下,較佳為5質量份以下,更佳為2質量份以下,進而較佳為1質量份以下),較理想為不含有添加劑。
彈性體組合物可視需要包含碳黑、二氧化矽、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈦、黏土、滑石、矽藻土、硫酸鋇、碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鈣、雲母、石墨、氫氧化鋁、矽酸鋁、鋁碳酸鎂、金屬粉、玻璃粉、陶瓷粉等填料。其中,較佳為包含碳黑或二氧化矽。填料可僅使用一種,亦可併用兩種以上。彈性體組合物中之填料(使用兩種以上之情形時為其合計量)之含量相對於彈性體之總量100質量份,例如為0.1~40質量份,就耐臭氧性提高之觀點而言,較佳為1~30質量份。
彈性體組合物亦可包含有機顏料。本發明中可使用之有機顏料例如包含偶氮顏料(偶氮色澱顏料、不溶性偶氮顏料、縮合偶氮顏料等);蒽醌系顏料、硫靛藍系顏料、芘酮系顏料、苝系顏料、喹吖啶酮系顏料、異吲哚啉酮顏料、異吲哚啉顏料、二㗁𠯤顏料、喹酞酮顏料、吡咯并吡咯二酮顏料等多環式顏料、酞菁系顏料等。彈性體組合物可包含僅一種有機顏料,亦可包含兩種以上。作為有機顏料,可使用於色指數中分類為顏料之有機顏料。
較佳為有機顏料不含有金屬元素。若使用不含有金屬元素之有機顏料,則即便密封材於半導體用途等嚴苛之臭氧環境下使用而密封材被蝕刻,亦無源自金屬元素之物質飛散之虞。
關於彈性體組合物中之有機顏料(使用兩種以上之情形時為其合計量)之含量,就有效地提高高溫環境下之耐臭氧性、及/或高溫環境下之壓縮永久變形特性之觀點而言,相對於彈性體100質量份,較佳為0.05~10質量份,更佳為0.07~5質量份,進而較佳為0.1~2質量份,例如為0.1~1.1質量份。
[f]彈性體組合物之製備
彈性體組合物可藉由將彈性體、交聯劑、共交聯劑、視需要添加之填料及其他調配劑均勻混練而製備。作為混練機,例如可使用混合輥、加壓捏合機、密閉混合器(班布里混合機)等先前公知者。此時,亦可將各調配成分中除有助於交聯反應之成分(交聯促進劑、交聯延遲劑、交聯劑等)以外之成分預先均勻混練,其後,將有助於交聯反應之成分進行混練。混練溫度例如較佳為常溫附近。
本發明之彈性體組合物之變化例係包含兩種以上之第1氟彈性體之彈性體組合物。作為第1氟彈性體,可使用上述之第1氟彈性體。包含兩種以上之第1氟彈性體之彈性體組合物之交聯物於高溫環境下之耐臭氧性優異。兩種以上之第1氟彈性體例如構成第1氟彈性體之全氟(烷氧基乙烯醚)之種類相互不同。所謂全氟(烷氧基乙烯醚)之種類不同,例如係指全氟(烷氧基乙烯醚)之烷氧基之碳數相互不同。彈性體組合物亦可進而包含上述之第2氟彈性體、其他彈性體、交聯劑、共交聯劑、其他調配劑。
<密封材>
藉由將上述彈性體組合物進行交聯成形(硫化成形),可獲得如密封材之交聯成形物。即,密封材包含彈性體組合物之交聯物。交聯成形可藉由視需要將彈性體組合物預成形後,使用模具進行加壓成形而進行。成形溫度為例如150~220℃左右,加熱時間(交聯時間)為例如0.5~120分鐘左右。亦可藉由移送加壓成形、射出成形、擠出成形等而進行成形。亦可視需要於150~320℃左右之溫度下進行二次交聯。二次交聯時間為例如0.5~24小時左右。
亦可設置於進行如上所述之交聯成形(加壓成形等)後,進而照射游離輻射而進行交聯之步驟。藉此,可進一步提高壓縮永久變形特性。作為游離輻射,可較佳地使用電子束或γ射線。
密封材可為墊圈或襯墊等。密封材之形狀可根據其用途而適宜選擇,其代表例係截面形狀為O型之O環。本發明之密封材顯示良好之耐臭氧性,故而可較佳地用作用以保持半導體裝置或平板顯示器之製造中之成膜步驟中使用之裝置等、尤其是於高溫環境下使用臭氧之裝置內之真空度的密封材。
[實施例]
以下,列舉實施例更詳細地說明本發明,但本發明並不限定於該等。下述之表中所示之調配量之單位為質量份。
<實施例1、比較例1>
依據以下之順序,製備彈性體組合物,繼而,製作密封材。首先,依據表1所示之調配組成,將各調配劑之特定量藉由開口滾筒進行混練。其次,將所獲得之彈性體組合物於165℃、20分鐘之條件下進行加壓成形後,於230℃、16小時之條件下進行藉由熱之2次交聯而獲得密封材。
[表1]
實施例1 | 比較例1 | |||||
彈性體 | 第1氟彈性體 | 50 | - | |||
第2氟彈性體 | 50 | 100 | ||||
填料 | 20 | 20 | ||||
共交聯劑 | 3 | 3 | ||||
交聯劑 | 1 | 1 | ||||
壓縮永久變形率(%)(200℃×72 h) | 21 | 15 | ||||
臭氧 試驗 | 重量減少率(%) | 3 | 3 | |||
常態物性 | 試驗前 | 硬度(A型) | 75 | 76 | ||
拉伸強度(MPa) | 11.4 | 12.1 | ||||
切斷時伸長率(%) | 162 | 134 | ||||
100%模數(MPa) | 5.6 | 9.7 | ||||
抗張積 | 1847 | 1621 | ||||
試驗後 | 硬度(A型) | 69 | 71 | |||
拉伸強度(MPa) | 10.8 | 14 | ||||
切斷時伸長率(%) | 180 | 159 | ||||
100%模數(MPa) | 5.3 | 7.5 | ||||
抗張積 | 1944 | 2226 | ||||
變化率 | 硬度(A型) | -7 | -5 | |||
拉伸強度(%) | -5 | 16 | ||||
切斷時伸長率(%) | 11 | 19 | ||||
100%模數(%) | -5 | -23 | ||||
抗張積比 | 0.95 | 0.73 | ||||
表1中之調配物之詳情係如下所述。
[1]第1氟彈性體:作為四氟乙烯-全氟(烷氧基乙烯醚)-含鹵素原子之單體共聚物之全氟彈性體(Tecnoflon PFR-LT,Solvay公司製造)
[2]第2氟彈性體:作為四氟乙烯-全氟(烷基乙烯醚)-含鹵素原子之單體共聚物之全氟彈性體(Tecnoflon PFR-94,Solvay公司製造)
[3]填料:碳黑(Thermax N990 ULTRA-PURE,Cancarb Limited製造)
[4]共交聯劑:異氰尿酸三烯丙酯(TAIC,日本化成公司製造)
[5]交聯劑:2,5-二甲基-2,5-二第三丁基-過氧化己烷(Perhexa 25B,日油股份有限公司製造)
(密封材之評價)
進行將所獲得之交聯成形品(密封材)於臭氧濃度200 g/m3
、溫度160℃之環境下放置72小時之臭氧暴露試驗,測定、評價下述之項目。
[1]重量減少率
測定試驗前後之密封材之重量,依據下述式:
重量減少率(%)={(試驗前之重量-試驗後之重量)/(試驗前之重量)}×100
求出重量減少率。
[2]常態物性之變化率
測定臭氧暴露試驗前後之常態物性,求出變化率。常態物性係如下般求出。自依據JIS K6250:2006製作為2 mm之厚度之片狀成形品,依據JIS K6251:2010,將啞鈴狀3號型試片進行沖裁。將該試片以500 mm/min進行拉伸,使用Schopper式拉伸試驗機測定拉伸強度、切斷時伸長率、100%模數。變化率係以下式求出,
變化率(%)={(試驗前之值-試驗後之值)/(試驗前之值)}×100。
又,依據JIS K6253-3:2012,藉由A型硬度計硬度試驗機,測定臭氧暴露試驗前後之片狀成形品之硬度。變化率係以下式求出,
變化率=(試驗前之值-試驗後之值)。
[3]抗張積比
以{拉伸強度(MPa)×切斷時伸長率(%)}分別求出臭氧暴露試驗前與試驗後之抗張積。抗張積比可根據下述式:
抗張積比=(試驗前之抗張積)/(試驗後之抗張積)
求出。抗張積比越接近1,抗張積之變化越小,可評價為高溫環境下之耐臭氧性優異。
[4]密封材之壓縮永久變形
依據JIS K6262:2013求出密封材之壓縮永久變形。將線徑ϕ3.53 O環以200℃×72小時、壓縮率25%進行保持。解除試片之壓縮,於試驗室之標準溫度下放置冷卻30分鐘後,測定試片之厚度。壓縮永久變形率(Compression Set,CS)係基於下述式:
壓縮永久變形率(%)={(h0-h1)/(h0-h2)}×100
而算出。h0為試驗前之試片之厚度(mm),h1為30分鐘放置冷卻後之試片之厚度(mm),h2為間隔件之厚度(高度)(mm)。
將評價結果示於表1。實施例1之密封材與比較例1之密封材相比,臭氧試驗前後之常態物性之變化率之絕對值較小,抗張積比亦接近1。可知包含作為四氟乙烯與全氟(烷氧基乙烯醚)之共聚物之第1氟彈性體與第2氟彈性體的彈性體組合物之交聯物於曝曬於高溫之臭氧環境時物性不易變化,高溫環境下之耐臭氧性優異。
<實施例2~8、比較例2~3>
依據表2所示之調配組成,製備彈性體組合物,繼而,製作密封材。製作順序係除了將2次交聯以230℃、4小時之條件進行以外,與實施例1相同。
[表2]
實施例 2 | 實施例 3 | 實施例 4 | 實施例 5 | 實施例 6 | 實施例 7 | 實施例 8 | 比較例2 | 比較例3 | |||
彈性體 | 第1氟彈性體 | 10 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 90 | 100 | - | |
第2氟彈性體 | 90 | 70 | 60 | 50 | 40 | 30 | 10 | - | 100 | ||
填料 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | ||
共交聯劑 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | ||
交聯劑 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||
常態物性 | 試驗前 | 硬度(A型) | 75 | 74 | 73 | 73 | 74 | 72 | 69 | 69 | 75 |
拉伸強度(MPa) | 12 | 11.6 | 11.6 | 10.5 | 9.7 | 8.9 | 8.7 | 7.2 | 13.3 | ||
切斷時伸長率(%) | 169 | 166 | 177 | 175 | 182 | 191 | 255 | 229 | 155 | ||
100%模數(MPa) | 6.2 | 6.1 | 6 | 5 | 4.7 | 4.1 | 3.6 | 3.1 | 7.7 | ||
抗張積 | 2028 | 1921 | 2053 | 1838 | 1766 | 1700 | 2216 | 1651 | 2062 | ||
試驗後 | 硬度(A型) | 74 | 74 | 73 | 71 | 74 | 71 | 69 | 66 | 74 | |
拉伸強度(MPa) | 13.6 | 13 | 12.8 | 12.1 | 11.8 | 9.5 | 9.2 | 8.8 | 16.4 | ||
切斷時伸長率(%) | 165 | 162 | 175 | 167 | 173 | 180 | 231 | 269 | 159 | ||
100%模數(MPa) | 7.7 | 7.4 | 6.1 | 5.6 | 5.4 | 4.6 | 3.6 | 3 | 8.2 | ||
抗張積 | 2244 | 2103 | 2240 | 2018 | 2041 | 1710 | 2121 | 2365 | 2611 | ||
變化率 | 硬度(A型) | -1 | 0 | 0 | -2 | 0 | -1 | -1 | -3 | -1 | |
拉伸強度 | 13% | 12% | 10% | 15% | 22% | 7% | 6% | 22% | 23% | ||
切斷時伸長率 | -2% | -2% | -1% | -5% | -5% | -6% | -10% | 17% | 3% | ||
100%模數 | 24% | 21% | 2% | 12% | 15% | 12% | 0% | -3% | 6% | ||
抗張積比 | 0.90 | 0.91 | 0.92 | 0.91 | 0.87 | 0.99 | 1.04 | 0.70 | 0.79 |
表2中之調配物之詳情係與表1相同。
進行將所獲得之交聯成形品(密封材)於臭氧濃度200 g/m3
、溫度190℃之環境下放置24小時之臭氧暴露試驗,測定[2]常態物性之變化率及[3]抗張積比。將評價結果示於表2。
實施例2~8之交聯物之抗張積比相較於比較例2及比較例3之交聯物之抗張積比更接近1。可知以質量比10:90~90:10之範圍包含第1氟彈性體及第2氟彈性體之彈性體組合物之交聯物相較於僅包含第1氟彈性體或僅包含第2氟彈性體作為聚合物之彈性體組合物之交聯物,高溫環境下之耐臭氧性更優異。
<實施例9、比較例4>
依據表3中所示之調配組成,製備彈性體組合物,繼而,製作密封材。製作順序與實施例2相同。
[表3]
實施例9 | 比較例4 | ||||
彈性體 | 第1氟彈性體 | 50 | - | ||
第2氟彈性體 | 50 | 100 | |||
填料 | 20 | 20 | |||
共交聯劑 | 3 | 3 | |||
交聯劑 | 1 | 1 | |||
常態物性 | 試驗前 | 硬度(A型) | 68 | 72 | |
拉伸強度(MPa) | 7.9 | 8.1 | |||
切斷時伸長率(%) | 200 | 279 | |||
100%模數(MPa) | 4.1 | 4.3 | |||
抗張積 | 1580 | 2259 | |||
試驗後 | 硬度(A型) | 67 | 74 | ||
拉伸強度(MPa) | 10.8 | 14.3 | |||
切斷時伸長率(%) | 185 | 248 | |||
100%模數(MPa) | 5.1 | 7.2 | |||
抗張積 | 1995 | 3552 | |||
變化率 | 硬度(A型) | -1 | 3 | ||
拉伸強度 | 37% | 77% | |||
切斷時伸長率 | -8% | -11% | |||
100%模數 | 24% | 67% | |||
抗張積比 | 0.79 | 0.64 | |||
表3中之調配物之詳情除了使用下述[2]之彈性體作為第2氟彈性體以外,與表1相同。
[2]第2氟彈性體:作為四氟乙烯-全氟(烷基乙烯醚)-含鹵素原子之單體共聚物之全氟彈性體(Dyneon PFE 90Z,3M公司製造)
進行將所獲得之交聯成形品(密封材)於臭氧濃度200 g/m3
、溫度190℃之環境下放置24小時之臭氧暴露試驗,測定[2]常態物性之變化率及[3]抗張積比。將評價結果示於表3。
實施例9之交聯物之抗張積比相較於比較例4之交聯物之抗張積比更接近1。可知包含第1氟彈性體及第2氟彈性體之彈性體組合物之交聯物相較於僅包含第2氟彈性體作為聚合物之彈性體組合物之交聯物,高溫環境下之耐臭氧性更優異。又,即便使用與實施例1~8不同之全氟彈性體作為第2氟彈性體,亦可藉由與第1氟彈性體一起調配,而提高高溫環境下之耐臭氧性。
<實施例10、比較例5>
依據表4中所示之調配組成,製備彈性體組合物,繼而,製作密封材。製作順序與實施例2相同。
[表4]
實施例10 | 比較例5 | |||
彈性體 | PFR-LT | 50 | - | |
GA-15 | 50 | 100 | ||
填料 | 20 | 20 | ||
共交聯劑 | 3 | 3 | ||
交聯劑 | 1 | 1 | ||
常態物性 | 試驗前 | 硬度(A型) | 67 | 64 |
拉伸強度(MPa) | 8.2 | 8.5 | ||
切斷時伸長率(%) | 189 | 178 | ||
100%模數(MPa) | 3.6 | 3.7 | ||
抗張積 | 1546 | 1516 | ||
試驗後 | 硬度(A型) | 67 | 59 | |
拉伸強度(MPa) | 9.5 | 9.8 | ||
切斷時伸長率(%) | 187 | 210 | ||
100%模數(MPa) | 4.6 | 3.1 | ||
抗張積 | 1778 | 2060 | ||
變化率 | 硬度(A型) | -1 | -5 | |
拉伸強度 | 16% | 15% | ||
切斷時伸長率 | -1% | 18% | ||
100%模數 | 28% | -16% | ||
抗張積比 | 0.87 | 0.74 |
將表4中之調配物之詳情示於以下。
PFR-LT:「Tecnoflon PFR-LT」Solvay公司製造
GA-15:「Daieruperflo GA-15」Daikin工業股份有限公司製造
填料、共交聯劑及交聯劑與表1中記載者相同。
進行將所獲得之交聯成形品(密封材)於臭氧濃度200 g/m3
、溫度190℃之環境下放置24小時之臭氧暴露試驗,測定[2]常態物性之變化率及[3]抗張積比。將評價結果示於表4。
實施例10之交聯物之抗張積比相較於比較例5之交聯物之抗張積比更接近1。可知包含PFR-LT與GA-15之彈性體組合物之交聯物相較於僅包含GA-15作為聚合物之彈性體組合物之交聯物,高溫環境下之耐臭氧性更優異。
<實施例11、比較例6>
根據表5中所示之調配組成,製備彈性體組合物,繼而,製作密封材。製作順序與實施例2相同。
[表5]
實施例11 | 比較例6 | |||
彈性體 | 第1氟彈性體 | 50 | - | |
第2氟彈性體 | 50 | 100 | ||
填料 | 20 | 20 | ||
共交聯劑 | 3 | 3 | ||
交聯劑 | 1 | 1 | ||
常態物性 | 試驗前 | 硬度(A型) | 67 | 64 |
拉伸強度(MPa) | 10.1 | 14 | ||
切斷時伸長率(%) | 209 | 224 | ||
100%模數(MPa) | 4.2 | 3.7 | ||
抗張積 | 2110 | 3139 | ||
試驗後 | 硬度(A型) | 68 | 63 | |
拉伸強度(MPa) | 9.2 | 20.2 | ||
切斷時伸長率(%) | 175 | 276 | ||
100%模數(MPa) | 4.6 | 3.6 | ||
抗張積 | 1605 | 5583 | ||
變化率 | 硬度(A型) | 1 | -1 | |
拉伸強度 | -9% | 44% | ||
切斷時伸長率 | -16% | 23% | ||
100%模數 | 10% | -3% | ||
抗張積比 | 1.31 | 0.56 |
表5中之調配物之詳情係除了使用下述[2]之彈性體作為第2氟彈性體以外,與表1相同。
[2]第2氟彈性體:作為偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯共聚物之三元系氟橡膠(Tecnoflon P459,Solvay公司)
進行將所獲得之交聯成形品(密封材)於臭氧濃度200 g/m3
、溫度190℃之環境下放置24小時之臭氧暴露試驗,測定[2]常態物性之變化率及[3]抗張積比。將評價結果示於表5。
實施例11之交聯物之抗張積比相較於比較例6之交聯物之抗張積比更接近1。可知包含第1氟彈性體及第2氟彈性體之彈性體組合物之交聯物相較於僅包含第2氟彈性體作為聚合物之彈性體組合物之交聯物,高溫環境下之耐臭氧性更優異。又,即便使用氟橡膠作為第2氟彈性體,亦可藉由與第1氟彈性體一起調配,而提高高溫環境下之耐臭氧性。
Claims (6)
- 一種彈性體組合物,其包含第1氟彈性體、及與上述第1氟彈性體不同之第2氟彈性體,上述第1氟彈性體係由源自四氟乙烯之結構單元、源自全氟(烷氧基乙烯醚)之結構單元及源自交聯部位單體之結構單元組成之共聚物,且上述交聯部位單體係含鹵基之全氟乙烯醚。
- 如請求項1之彈性體組合物,其中上述第2氟彈性體係全氟彈性體。
- 如請求項2之彈性體組合物,其中上述第2氟彈性體係包含源自四氟乙烯之結構單元及一種以上之源自全氟(烷基乙烯醚)之結構單元之共聚物。
- 如請求項1至3中任一項之彈性體組合物,其以10:90~90:10之質量比包含上述第1氟彈性體及上述第2氟彈性體。
- 如請求項1至3中任一項之彈性體組合物,其進而包含過氧化物交聯劑及共交聯劑。
- 一種密封材,其包含如請求項1至5中任一項之彈性體組合物之交聯物。
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