WO2000018832A1 - Fluororubber mixtures made fast crosslinkable fluororubbers - Google Patents

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WO2000018832A1
WO2000018832A1 PCT/EP1999/006837 EP9906837W WO0018832A1 WO 2000018832 A1 WO2000018832 A1 WO 2000018832A1 EP 9906837 W EP9906837 W EP 9906837W WO 0018832 A1 WO0018832 A1 WO 0018832A1
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fluororubber mixture
fluororubbers
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Ralf KRÜGER
David B. Harrison
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/13Phenols; Phenolates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F214/00Copolymers 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
    • C08F214/18Monomers containing fluorine
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    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/50Phosphorus bound to carbon only

Definitions

  • the present invention relates to fluororubber mixtures containing at least one fluororubber which, in addition to vinyl end groups, exclusively
  • Fluororubbers are the polymer of choice for high-temperature applications such as O-rings and seals, in which leaks must be prevented even after prolonged compression deformation.
  • Injection molding technology is becoming increasingly popular for the mass production of these parts. It combines low production costs through shorter cycle times and a higher degree of automation with low error tolerances in the dimensions of the individual parts compared to the compression molding technology.
  • Injection molding technology is used because this crosslinking system combines better scorch resistance with a quick and flexible crosslinking reaction.
  • the parts crosslinked in this way also have a better compression set than the peroxidically or aninically crosslinked parts (S. Bowers in: Kautschuk Kunststoffe, 9/1997, p. 618 ff).
  • a reduction in the molecular weight of the fluororubbers leads to a reduction in the viscosity, which permits shorter cycle times and work with lower pressures in the injection molding process, but generally leads to significantly poorer compression set residues in the parts produced therefrom.
  • the bisphenolic crosslinking requires a certain minimum molecular weight of the fluororubber polymers in order to guarantee at least two bisphenolic crosslinking points per fluororubber chain.
  • fluororubbers with this molecular weight of 25,000 g / mol and higher have only very limited flowability.
  • fluoroelastomers are preferably produced by aqueous emulsion or suspension polymerization (Ulimann's Encyclopedia of
  • inorganic water-soluble peroxides such as Persulfates
  • chain transfer agents such as carbon tetrachloride, acetone, diethyl malonate and methanol
  • ionic or polar end groups are introduced into the polymer chain, e.g. -COF, -COOH, -COOR or OH groups.
  • the invention relates to fluororubber mixtures containing a fluororubber which, in addition to vinylic end groups, have exclusively hydrogen, alkyl and / or alkoxy end groups, and an ionic crosslinking system consisting of at least one organic polyhydroxy compound, an onium salt and at least one acid acceptor. ⁇
  • the fluororubbers which can be used according to the invention are prepared in a process, characterized in that at least one fluoromonomer is polymerized in the presence of organic peroxides as initiators in at least one inert fluorine-containing solvent in the absence of water and molecular weight regulators, the solvent being selected so that the monomers are soluble are, but the polymers with a molecular weight above 25 kg / mol can no longer be dissolved.
  • Organic or fluoroorganic dialkyl peroxides, diacyl peroxides, dialkyl peroxydicarbonates, alkyl peresters and / or perketals are used as initiators, for example tert-butyl peroxipivalate, tert-butyl peroxy-2-ethyl-hexanoate, dicyclohexyl peroxydicarbonate, bis (trifluoroacetyl desoxydoxydoxydoxydoxydluidoxydioxide) or the meren ⁇ CF 3 CF 2 CF 2 OCF (CF 2 ) COO ⁇ 2 .
  • fluorinated solvents used in the process are characterized in that under the reaction conditions there are no significant transfer reactions, that the resulting rubber no longer dissolves homogeneously above a molecular weight of 25 kg / mol and has no ozone damage potential.
  • fluorocarbon or fluorocarbon compounds containing fluorocarbon or heteroatoms are suitable, such as 1,1,1,3,3-pentafluoropropane, perfluorobutanesulfofluoride or 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane.
  • Suitable monomers for the fluororubbers which can be used according to the invention are fluorinated, optionally substituted ethylenes which, in addition to fluorine, are hydrogen and / or chlorine, such as vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene and chlorotrifluoroethylene, fluorinated 1-alkenes with 2-8 carbon atoms, such as hexafluoropropene, 3,3,3-trifluoropropene, chloropentafluoropropene, hexafluoroisobutene and / or perfluorinated vinyl ethers of the formula
  • X C, -C 3 -perfluoroalkyl or - (CF 2 -CF YO) nR F ,
  • Rp C j -C -perfluoroalkyl
  • composition is particularly preferred for the fluororubbers which can be used according to the invention: 40 to 90 mol% of vinylidene fluoride,
  • n 1-4
  • R F -C-C 3 perfluoroalkyl.
  • end groups in addition to vinyl end groups, are exclusively hydrogen, alkyl or alkoxy groups, preferably methyl groups in addition to other alkyl groups
  • organic peroxide e.g. 2-ethyl-pentyl or isobutyl radicals and the t-butoxy radical.
  • the fluorororubbers which can be used according to the invention preferably contain no chlorine, bromine or iodine groups, no carbonyl (-COF, -COOH, -COOR, -COR) and no hydroxyl end groups.
  • the number average molecular weights of the fluororubbers which can be used according to the invention are in the range from 25 to 100 kg / mol, preferably from 40 to 80 kg / mol, with molecular weight distributions, defined as M w / M n , in the range from 1.5 to 3.5.
  • the Mooney viscosities ML ⁇ + ⁇ 0 are at 120 ° C values in the range from 1 to 40, preferably from 4 to 20.
  • the Mooney viscosity is determined according to DIN 53 523.
  • the organic polyhydroxy compound serves as a co-crosslinker in the fluororubber mixture according to the invention.
  • Aromatic polyhydroxy compounds such as 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) ⁇ hexafluoropropane (“bisphenol AF”), 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfone or fluoroaliphatic diols, such as 1,1,6,6-tetrahydrooctafluorohexanediol, are suitable for the purposes of the invention , and other compounds mentioned in U.S. 4,259,463, U.S. 4,912,171, U.S. 5,384,374 or U.S. 5,654,375, bisphenols are preferred.
  • the organic polyhydroxy compound is used in amounts in the range from 0.1 to 15 phr, preferably from 0.3 to 10 phr. It is of course also possible to use mixtures of different organic polyhydroxy compounds.
  • the onium salt serves as a catalyst or accelerator for crosslinking and is known in principle.
  • Quaternary phosphonium, ammonium, aminophosphonium, sulfonium, arsenium or antimonium compounds are substituted with alkyl and or aryl radicals, where the alkyl and / or aryl radicals can optionally contain heteroatoms such as O, N, Si etc.
  • alkyl and / or aryl radicals can optionally contain heteroatoms such as O, N, Si etc.
  • benzyltriphenylphosphonium chloride benzyltributylphosphonium chloride, bis (benzyldiphenylphosphine) iminium chloride and other compounds mentioned in US Pat. Nos. 4,259,463, 4,912,171, 5,384,374 or 5,654,375.
  • Benzyl tributylphosphonium chloride is preferred.
  • the onium salt is used in amounts ranging from 0.1 to 15 phr, preferably from 0.1 to
  • the covemeters and accelerators can of course each be contained individually or in mixtures.
  • Metal oxides or hydroxides such as Ca (OH) 2 , CaO, MgO, ZnO, and basic metal salts of organic acids, such as sodium stearate or magnesium oxalate, can be used as acid acceptors. These are described in more detail in US 4,912,171.
  • the acid acceptor is used in amounts in the range from 1 to 10, preferably 2 to 8 phr.
  • the fluororubber mixtures according to the invention can be compounded and crosslinked by conventional methods, cf. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th edition, 1993, Vol. A 23, Chapter 2.6, p. 265-S. 269.
  • Screws, kneaders or two-roller rubber mixers can be used for compounding.
  • fillers, processing aids, further accelerators and other modifying agents can be added to the fluororubber mixture according to the invention.
  • the mixture is particularly advantageous for further processing into elastic molded articles
  • the vulcanizable mixtures are injected into commercially available thermoplastic injection molding machines in hot molds at 160 to 230 ° C and, depending on the mixture formulation and mold temperature, held in the mold for 30 to 300 s and vulcanized in the process.
  • the fluororubber mixtures according to the invention are outstandingly suitable for the production of moldings of all kinds, in particular seals, hoses and profiles.
  • 620 ml of perfluorobutanesulfofluoride (PFBSF) were placed in a 4-1-1 autoclave.
  • the closed autoclave was evacuated twice with cooling, then pressurized with 3 bar nitrogen pressure and slowly stirred for 10 minutes each.
  • 440 g of vinylidene fluoride (VDF) and 880 g of hexafluoropropene (HFP) were added to the evacuated autoclave and the reaction mixture was heated to 60 ° C. with stirring. After reaching this temperature, the internal pressure in the autoclave was 27 bar.
  • copolymer composition was determined by 19 F-NMR analyzes (solvent: acetone; standard: CFC1 3 ): 20.5 mol% hexafluoropropene, 79.5 mol% vinylidene fluoride.
  • the number average molecular weight (membrane osmosis) was 68,900 g / mol.
  • the M w / M n determined by GPC tests was 2.3.
  • a value of 16 was determined at 120 ° C. for the Mooney viscosity ML j + ⁇ o (Table 1).
  • the mixture was pressure-vulcanized at 170 ° C and 200 bar in molds for 1x10x10 mm plates and 6x70 mm cylinders for 30 min and then vulcanized in a convection oven (1 h at 160 ° C, 1 h at 170 ° C, 2 h at 180 ° C and 20 h at 230 ° C).
  • the tensile / elongation properties of the vulcanized molded bodies before and after hot air aging (72 h / 275 ° C) and the compression set (cylinder, 70 h / 200 ° C) were determined. The results are in
  • the polymerization was carried out in a manner analogous to that in Example 1, using 1,1,1-pentafluoropropane instead of the PFBSF and 2.5 g of tert-butyl per-2-ethylhexanoate as the initiator instead of the TBPPI-75-AL have been used, the polymerization temperature has been increased to 78 ° C. and an initial pressure of 33.6 bar has been established accordingly.
  • a crosslinkable rubber mixture was produced from the product from Example 3 analogously to Example 2 (Table 3).
  • Example 5 A crosslinkable rubber mixture was produced from the product from Example 3 analogously to Example 2 (Table 3).
  • the polymerization was carried out in a manner analogous to that in Example 1, replacing the PFBSF with 620 ml of 1,1,1,3,3-pentafluoropropane as the polymerization medium and increasing the amount of HFP to 1 026 g and correspondingly an initial pressure set from 29 bar. After a running time of 25 h, 518 g of rubber were isolated (Table 1).
  • Example 5 The fluororubber from Example 5 was processed and investigated analogously to Example 2 to form a crosslinkable mixture. The results are shown in Table 3.
  • the polymerization was initiated by adding 53 ml of an aqueous solution containing 20 g / 1 potassium permanganate. Immediately after the single addition, said solution was continuously metered in at a rate of 39 ml / h. The polymerization started after 20 min. During the polymerization, a monomer mixture of 60% by weight vinylidene fluoride and 40% by weight hexafluoropropene was pressed in such a way that the internal pressure in the autoclave was kept constant at 10.3 + 0.2 bar. After 250 g of monomer conversion, a total of 80 ml of diethyl malonate were added at a metering rate of 20 ml / h.
  • copolymer composition was determined by 19 F-NMR analyzes: 21.4 mol% hexafluoropropene, 78.6 mol% vinylidene fluoride.
  • the number average molecular weight was 79,800 g / mol.
  • a value of 34 was determined at 120 ° C. for the Mooney viscosity ML ⁇ + ⁇ 0
  • Viton A 200® - a copolymer from Du Pont Dow Elastomers produced by emulsion polymerization with the properties shown in Table 2 was processed and investigated as in Example 2 to form a crosslinkable mixture. The results are also shown in Table 3.
  • the minimum viscosity of the vulcanization compound (s' m j n ) is significantly lower in Examples 2 and 4 and 6 compared to Comparative Example 2 and Comparative Example 3.
  • the crosslinking takes place significantly faster in the fluororubber mixtures according to the invention (t 90 and t 9Q -t s ⁇ ) with comparable scorch resistance (t sj ) and comparable to slightly better tensile / elongation behavior and hot air aging properties compared to the comparison mixtures.

Abstract

The present invention relates to fluororubber mixtures containing at least one fluororubber having exclusively hydrogen, alkyl and/or alkoxy groups in addition to vinylic end groups. The invention also relates to the use of said mixtures in the production of all sorts of shaped articles.

Description

Fluorkautschukmischungen aus schnellverne zbaren FluorkautschukenFluororubber mixtures made of quickly usable fluororubbers
Die vorliegende Erfindung betrifft Fluorkautschukmischungen enthaltend wenigstens einen Fluorkautschuk, welcher neben vinylischen Endgruppen ausschließlichThe present invention relates to fluororubber mixtures containing at least one fluororubber which, in addition to vinyl end groups, exclusively
Wasserstoff-, Alkyl- und/oder Alkoxyendgruppen aufweist, sowie deren Verwendung zur Herstellung von Formkörpern aller Art.Has hydrogen, alkyl and / or alkoxy end groups, and their use for the production of moldings of all kinds.
Fluorkautschuke sind die Polymere der Wahl für Hochtemperatur-Anwendungen wie O-Ringen und Dichtungen, bei denen Undichtigkeiten auch nach längerer Druckverformung verhindert werden müssen. Für die Massenproduktion dieser Teile setzt sich mehr und mehr die Spritzguß-Technologie durch. Sie verbindet niedrige Produktionskosten durch kürzere Zykluszeiten und höheren Automationsgrad mit niedrigem Fehlertoleranzen in den Dimensionen der einzelnen Teile verglichen mit der Form- preß-Technologie.Fluororubbers are the polymer of choice for high-temperature applications such as O-rings and seals, in which leaks must be prevented even after prolonged compression deformation. Injection molding technology is becoming increasingly popular for the mass production of these parts. It combines low production costs through shorter cycle times and a higher degree of automation with low error tolerances in the dimensions of the individual parts compared to the compression molding technology.
In den Spritzguß-Technologie sind viele konventionelle Fluorkautschuke nicht einsetzbar aufgrund ihrer mangelnden Scorch-Resistenz, der zu frühzeitig einsetzenden Vernetzung bei höheren Temperaturen und/oder höheren Seher-Belastungen. Als Folge werden die bisphenolisch vernetzbaren Fluorkautschuke bevorzugt in derMany conventional fluororubbers cannot be used in injection molding technology due to their lack of scorch resistance, the early onset of crosslinking at higher temperatures and / or higher strainer. As a result, the bisphenolic crosslinkable fluororubbers are preferred in the
Spritzguß-Technik eingesetzt, da dieses Vernetzungssystem bessere Scorch- Resistenz mit einer schnellen und flexiblen Vernetzungsreaktion vereinigt. Die auf diese Weise vernetzten Teile besitzen zudem einen besseren Druckverformungsrest als die peroxidisch oder aninisch vernetzten Teile (S. Bowers in: Kautschuk Gummi Kunststoffe, 9 / 1997, S. 618 ff).Injection molding technology is used because this crosslinking system combines better scorch resistance with a quick and flexible crosslinking reaction. The parts crosslinked in this way also have a better compression set than the peroxidically or aninically crosslinked parts (S. Bowers in: Kautschuk Gummi Kunststoffe, 9/1997, p. 618 ff).
Eine Erniedrigung des Molekulargewichtes der Fluorkautschuke führt zu einer Verringerung der Viskosität, die geringere Zyklus-Zeiten und das Arbeiten mit geringeren Drücken im Spritzguß- Verfahren erlaubt, aber generell zu deutlicher schlechteren Druckverformungsresten bei den hieraus hergestellten Teilen führt. Die bisphenolische Vernetzung erfordert ein gewisses Mindestmolekulargewicht der Fluorkautschukpolymere, um wenigstens zwei bisphenolische Netzpunkt pro Fluorkautschukkette zu garantieren. Leider sind Fluorkautschuke mit diesem Molekulargewicht von 25 000 g/mol und höher nur sehr begrenzt fließfähig.A reduction in the molecular weight of the fluororubbers leads to a reduction in the viscosity, which permits shorter cycle times and work with lower pressures in the injection molding process, but generally leads to significantly poorer compression set residues in the parts produced therefrom. The bisphenolic crosslinking requires a certain minimum molecular weight of the fluororubber polymers in order to guarantee at least two bisphenolic crosslinking points per fluororubber chain. Unfortunately, fluororubbers with this molecular weight of 25,000 g / mol and higher have only very limited flowability.
In der Gummiindustrie besteht ein genereller Wunsch nach besserer Verarbeitbarkeit der eingesetzten Kautschuke. Insbesondere betrifft dies die Fließeigenschaften. Je niedrigviskoser der Rohkautschuk ist, desto einfacher ist die Verarbeitungstechnologie, desto größer ist die Produktivität und desto geringer ist der Abfall. Die genann- ten Aspekte sind insbesondere bei Fluorkautschuken von großer Relevanz, da es sich hierbei um teure Kautschuke handelt, die nicht durchgehend auf Spritzgießmaschinen der Gummiindustrie verarbeitet werden können.There is a general desire in the rubber industry for better processability of the rubbers used. In particular, this affects the flow properties. The lower the viscosity of the raw rubber, the easier the processing technology, the greater the productivity and the less waste. The aspects mentioned are of great relevance, in particular, in the case of fluororubbers, since these are expensive rubbers which cannot be processed continuously on injection molding machines in the rubber industry.
Fluorelastomere werden gemäß dem Stand der Technik bevorzugt durch wäßrige Emulsions- oder Suspensionspolymerisation hergestellt (Ulimann' s Encyclopedia ofAccording to the prior art, fluoroelastomers are preferably produced by aqueous emulsion or suspension polymerization (Ulimann's Encyclopedia of
Industrial Chemistry, Vol. A-l l, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim 1988, S. 417 ff). Dabei werden in der Regel anorganische wasserlösliche Peroxide, wie z.B. Persulfate, als Initiatoren sowie Emulgatoren oder Suspensionsstabilisatoren eingesetzt. Zur Einstellung der gewünschten Molekulargewichte ist der Zusatz von Kettenüber- tragungsmitteln, wie Tetrachlormethan, Aceton, Diethylmalonat und Methanol üblich. Auf diesem Wege werden ionische oder polare Endgruppen in die Polymerkette eingeführt, wie z.B. -COF, -COOH, -COOR oder OH-Gruppen. Diese beeinträchtigen auf der einen Seite das Verarbeitungsverhalten, indem sie durch intermolekulare Wechselwirkungen die Mischungsviskosität heraufsetzen, auf der anderen Seite wird auch die Vernetzung mittels Bisnucleophilen in Gegenwart eines Onium- salzes als Katalysator behindert, siehe z.B. US 4524197 (Khan).Industrial Chemistry, Vol. A-l l, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim 1988, p. 417 ff). In general, inorganic water-soluble peroxides, such as Persulfates, used as initiators and emulsifiers or suspension stabilizers. The addition of chain transfer agents, such as carbon tetrachloride, acetone, diethyl malonate and methanol, is customary for setting the desired molecular weights. In this way, ionic or polar end groups are introduced into the polymer chain, e.g. -COF, -COOH, -COOR or OH groups. On the one hand, these impair processing behavior by increasing the mixture viscosity through intermolecular interactions, on the other hand, crosslinking by means of bisnucleophiles in the presence of an onium salt as catalyst is also hindered, see e.g. US 4524197 (Khan).
Somit stellte sich die Aufgabe, Fluorkautschukmischungen bereitzustellen, welche die o. g. Nachteile wenigstens teilweise nicht aufweisen. Gegenstand der Erfindung sind Fluorkautschukmischungen enthaltend einen Fluorkautschuk, welcher neben vinylischen Endgruppen ausschließlich Wasserstoff-, Alkyl- und/oder Alkoxyendgruppen aufweist, und ein ionisches Vernetzersystem, bestehend aus mindestens einer organischen Polyhydroxyverbindung, einem Onium- salz sowie mindestens einem Säureakzeptor. ~The task therefore was to provide fluororubber mixtures which at least partially do not have the disadvantages mentioned above. The invention relates to fluororubber mixtures containing a fluororubber which, in addition to vinylic end groups, have exclusively hydrogen, alkyl and / or alkoxy end groups, and an ionic crosslinking system consisting of at least one organic polyhydroxy compound, an onium salt and at least one acid acceptor. ~
Die erfindungsgemäß verwendbaren Fluorkautschuke werden in einem Verfahren hergestellt, dadurch gekennzeichnet, daß man wenigstens ein Fluormonomer in Gegenwart von organischen Peroxiden als Initiatoren in wenigstens einem inerten fluorhaltigen Lösungsmittel in Abwesenheit von Wasser und Molekulargewichtsreglern polymerisiert, wobei man das Lösungsmittel so auswählt, daß die Monomere löslich sind, aber die Polymere mit einem Molekulargewicht oberhalb 25 kg/mol nicht mehr gelöst werden.The fluororubbers which can be used according to the invention are prepared in a process, characterized in that at least one fluoromonomer is polymerized in the presence of organic peroxides as initiators in at least one inert fluorine-containing solvent in the absence of water and molecular weight regulators, the solvent being selected so that the monomers are soluble are, but the polymers with a molecular weight above 25 kg / mol can no longer be dissolved.
Als Initiator werden organische oder fluororganische Dialkylperoxide, Diacylper- oxide, Dialkylperoxydicarbonate, Alkylperester und/oder Perketale eingesetzt, z.B. tert-Butylperoxipivalat, tert-Butylperoxi-2-ethyl-hexanoat, Dicyclohexylperoxidi- carbonat, Bis(trifluoracetylperoxid) oder das Peroxid des Hexafluorpropenoxiddi- meren {CF3CF2CF2OCF(CF2)COO}2.Organic or fluoroorganic dialkyl peroxides, diacyl peroxides, dialkyl peroxydicarbonates, alkyl peresters and / or perketals are used as initiators, for example tert-butyl peroxipivalate, tert-butyl peroxy-2-ethyl-hexanoate, dicyclohexyl peroxydicarbonate, bis (trifluoroacetyl desoxydoxydoxydoxydoxydluidoxydioxide) or the meren {CF 3 CF 2 CF 2 OCF (CF 2 ) COO} 2 .
Das im o. g. Verfahren eingesetzte inerte, fluorierte Lösungsmittel ist dadurch gekennzeichnet, daß es unter den Reaktionsbedingungen keine wesentlichen Übertragungsreaktionen eingeht, den entstehenden Kautschuk oberhalb eines Molekulargewichts von 25 kg/mol nicht mehr homogen löst und kein Ozonschädigungspotential besitzt. Als solche sind bestimmte Fluorkohlenwasserstoff- oder Heteroatome enthaltende Fluorkohlenstoff- bzw. Fluorkohlenwasserstoffverbindungen geeignet, wie 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan, Perfluorbutansulfofluorid oder 1,1,1,2,3,3-Hexafluorpro- pan.The above Inert, fluorinated solvents used in the process are characterized in that under the reaction conditions there are no significant transfer reactions, that the resulting rubber no longer dissolves homogeneously above a molecular weight of 25 kg / mol and has no ozone damage potential. As such, certain fluorocarbon or fluorocarbon compounds containing fluorocarbon or heteroatoms are suitable, such as 1,1,1,3,3-pentafluoropropane, perfluorobutanesulfofluoride or 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane.
Als Monomere für die erfϊndungsgemäß einsetzbaren Fluorkautschuke können fluorierte, gegebenenfalls substituierte Ethylene, die neben Fluor Wasserstoff und/oder Chlor enthalten können, wie z.B. Vinylidenfluorid, Tetrafluorethylen und Chlortrifluorethylen, fluorierte 1-Alkene mit 2-8 Kohlenstoffatomen, wie z.B. Hexafluorpropen, 3,3,3-Trifluorpropen, Chlorpentafluorpropen, Hexafluorisobuten und/oder perfluorierte Vinylether der FormelSuitable monomers for the fluororubbers which can be used according to the invention are fluorinated, optionally substituted ethylenes which, in addition to fluorine, are hydrogen and / or chlorine, such as vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene and chlorotrifluoroethylene, fluorinated 1-alkenes with 2-8 carbon atoms, such as hexafluoropropene, 3,3,3-trifluoropropene, chloropentafluoropropene, hexafluoroisobutene and / or perfluorinated vinyl ethers of the formula
CF2=CF-O-XCF 2 = CF-OX
mitWith
X = C , -C3-Perfluoralkyl oder -(CF2-CF Y-O)n-RF,X = C, -C 3 -perfluoroalkyl or - (CF 2 -CF YO) nR F ,
wobei n = 1-4,where n = 1-4,
Y = F oder CF3 undY = F or CF 3 and
Rp = Cj-C -Perfluoralkyl bedeuten, eingesetzt werden.Rp = C j -C -perfluoroalkyl, are used.
Bevorzugt wird die Kombination aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropen sowie ge- gebenenfalls Tetrafluorethylen und/oder perfluorierten Vinylethern, wie z.B.The combination of vinylidene fluoride, hexafluoropropene and optionally tetrafluoroethylene and / or perfluorinated vinyl ethers, such as e.g.
Perfluor-(methyl-vinyl-ether) eingesetzt.Perfluoro (methyl vinyl ether) used.
Besonders bevorzugt ist folgende Zusammensetzung für die erfmdungsgemäß verwendbaren Fluorkautschuke: 40 bis 90 mol-% Vinylidenfluorid,The following composition is particularly preferred for the fluororubbers which can be used according to the invention: 40 to 90 mol% of vinylidene fluoride,
10 bis 15 mol-% Hexafluorpropylen 0 bis 25 mol-% Tetrafluorethylen 0 bis 25 mol-% perfluorierte Vinylether der10 to 15 mol% of hexafluoropropylene 0 to 25 mol% of tetrafluoroethylene 0 to 25 mol% of perfluorinated vinyl ether
Formel CF =CF-O-X X = C 1 -C3-Perfluoralkyl oder -(CF2-CF Y-O)n-RF,Formula CF = CF-OX X = C 1 -C 3 perfluoroalkyl or - (CF 2 -CF YO) nR F ,
wobeiin which
n = 1-4,n = 1-4,
Y = F oder CF3 undY = F or CF 3 and
RF = Cι-C3-Perfluoralkyl bedeuten.R F = -C-C 3 perfluoroalkyl.
Entscheidend für die erfindungsgemäß verwendbaren Fluorkautschuke ist, daß die Endgruppen neben vinylischen Endgruppen ausschließlich Wasserstoff-, Alkyl- oder Alkoxygruppen sind, vorzugsweise Methylgruppen neben anderen Alkylgruppen inIt is decisive for the fluororubbers which can be used according to the invention that the end groups, in addition to vinyl end groups, are exclusively hydrogen, alkyl or alkoxy groups, preferably methyl groups in addition to other alkyl groups
Abhängigkeit vom eingesetzten organischen Peroxid, z.B. 2-Ethyl-pentyl- oder Iso- butylradikale sowie das t-Butoxyradikal.Depending on the organic peroxide used, e.g. 2-ethyl-pentyl or isobutyl radicals and the t-butoxy radical.
Bevorzugt enthalten die erfindungsgemäß verwendbaren Fluorkautschuke keine Chlor-, Brom- oder Iodgruppen, keine Carbonyl- (-COF, -COOH, -COOR, -COR) und keine Hydroxylendgruppen.The fluororubbers which can be used according to the invention preferably contain no chlorine, bromine or iodine groups, no carbonyl (-COF, -COOH, -COOR, -COR) and no hydroxyl end groups.
Die vinylischen Endgruppen sind bevorzugt -CH=CF2.The vinyl end groups are preferably -CH = CF 2 .
Die Zahlenmittel der Molekulargewichte der erfmdungsgemäß verwendbaren Fluorkautschuke liegen im Bereich von 25 bis 100 kg/mol, bevorzugt von 40 bis 80 kg/mol bei Molekulargewichtsverteilungen, definiert als Mw/Mn, im Bereich von 1,5 bis 3,5. Die Mooney Viskositäten MLι+ι0 liegen bei 120°C Werte im Bereich von 1 bis 40, bevorzugt von 4 bis 20. Die Mooneyviskosität wird bestimmt nach DIN 53 523. Die organische Polyhydroxyverbindung dient in der erfindungsgemäßen Fluorkautschukmischung als Covemetzer. Organische Polyhydroxyverbindungen sind Stand der Technik, z.B. US-4 259 463 (Moggi et al.), US-4 912 171 (Grootaert et al.), US- 5 384 374 (Guerra et al.) oder US-5 654 375 (Jing et al.). Geeignet im Sinne der Erfindung sind aromatische Polyhydroxyverbindungen, wie 2,2-Bis(4-Hydroxyphenyl)~ hexafluorpropan („Bisphenol AF"), 4,4' Dihydroxydiphenylsulfon oder fluoralipha- tische Diole, wie 1,1,6,6-Tetrahydrooctafluorhexandiol, und weitere in US- 4 259 463, US-4 912 171, US-5 384 374 oder US-5 654 375 genannte Verbindungen. Bevorzugt sind Bisphenole.The number average molecular weights of the fluororubbers which can be used according to the invention are in the range from 25 to 100 kg / mol, preferably from 40 to 80 kg / mol, with molecular weight distributions, defined as M w / M n , in the range from 1.5 to 3.5. The Mooney viscosities MLι + ι 0 are at 120 ° C values in the range from 1 to 40, preferably from 4 to 20. The Mooney viscosity is determined according to DIN 53 523. The organic polyhydroxy compound serves as a co-crosslinker in the fluororubber mixture according to the invention. Organic polyhydroxy compounds are state of the art, for example US 4,259,463 (Moggi et al.), US 4,912,171 (Grootaert et al.), US 5,384,374 (Guerra et al.) Or US 5,654,375 ( Jing et al.). Aromatic polyhydroxy compounds, such as 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) ~ hexafluoropropane (“bisphenol AF”), 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfone or fluoroaliphatic diols, such as 1,1,6,6-tetrahydrooctafluorohexanediol, are suitable for the purposes of the invention , and other compounds mentioned in U.S. 4,259,463, U.S. 4,912,171, U.S. 5,384,374 or U.S. 5,654,375, bisphenols are preferred.
Die organische Polyhydroxyverbindung wird in Mengen im Bereich von 0,1 bis 15 phr, bevorzugt von 0,3 bis 10 phr eingesetzt. Selbstverständlich ist auch möglich Gemische unterschiedlicher organischer Polyhydroxyverbindungen einzusetzen.The organic polyhydroxy compound is used in amounts in the range from 0.1 to 15 phr, preferably from 0.3 to 10 phr. It is of course also possible to use mixtures of different organic polyhydroxy compounds.
Das Oniumsalz dient als Katalysator oder Beschleuniger für die Vernetzung und ist im Prinzip bekannt. Geeignet sind quarternäre Phosphonium-, Ammonium-, Amino- phosphonium-, Sulfonium, Arsenium oder Antimoniumverbindungen mit Alkyl- und oder Arylresten substituiert, wobei die Alkyl- und/oder Arylreste gegebenenfalls Heteroatome, wie O, N, Si usw. enthalten können. Beispielsweise seinen genannt Benzyltriphenylphosphoniumchlorid, Benzyltributylphosphoniumchlorid, Bis(ben- zyldiphenylphosphin)iminiumchlorid und weitere in US-4 259 463, US-4 912 171, US-5 384 374 oder US-5 654 375 genannte Verbindungen. Bevorzugt ist Benzyl- tributylphosphoniumchlorid.The onium salt serves as a catalyst or accelerator for crosslinking and is known in principle. Quaternary phosphonium, ammonium, aminophosphonium, sulfonium, arsenium or antimonium compounds are substituted with alkyl and or aryl radicals, where the alkyl and / or aryl radicals can optionally contain heteroatoms such as O, N, Si etc. For example, its called benzyltriphenylphosphonium chloride, benzyltributylphosphonium chloride, bis (benzyldiphenylphosphine) iminium chloride and other compounds mentioned in US Pat. Nos. 4,259,463, 4,912,171, 5,384,374 or 5,654,375. Benzyl tributylphosphonium chloride is preferred.
Das Oniumsalz wird in Mengen im Bereich von 0,1 bis 15 phr, bevorzugt von 0,1 bisThe onium salt is used in amounts ranging from 0.1 to 15 phr, preferably from 0.1 to
8 phr zugegeben.8 phr added.
Die Covemetzer und Beschleuniger können selbstverständlich jeweils einzeln oder in Mischungen enthalten sein. Außerdem ist es möglich das Polyol und das Oniumsalz vor der Zugabe zur Fluorkautschukmischung zu kondensieren, wobei z.B. ein Phos- phoniumphenolat entsteht, vgl. US-4 912 171. Als Säureakzeptoren können Metalloxide oder -hydroxide, wie Ca(OH)2, CaO, MgO, ZnO, sowie basische Metallsalze organischer Säuren, wie Natriumstearat oder Magnesiumoxalat, eingesetzt werden. Diese sind näher in US-4 912 171 beschrieben. Der Säureakzeptor wird in Mengen im Bereich von 1 bis 10 eingesetzt, bevorzugt 2 bis 8 phr.The covemeters and accelerators can of course each be contained individually or in mixtures. In addition, it is possible to condense the polyol and the onium salt before adding them to the fluororubber mixture, for example a phosphonium phenolate being formed, cf. U.S. 4,912,171. Metal oxides or hydroxides, such as Ca (OH) 2 , CaO, MgO, ZnO, and basic metal salts of organic acids, such as sodium stearate or magnesium oxalate, can be used as acid acceptors. These are described in more detail in US 4,912,171. The acid acceptor is used in amounts in the range from 1 to 10, preferably 2 to 8 phr.
Die erfindungsgemäßen Fluorkautschukmischungen lassen sich nach konventionellen Methoden compoundieren und vernetzen, vgl. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. Auflage, 1993, Vol. A 23, Chapter 2.6, S. 265-S. 269.The fluororubber mixtures according to the invention can be compounded and crosslinked by conventional methods, cf. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th edition, 1993, Vol. A 23, Chapter 2.6, p. 265-S. 269.
Vorteilhaft lassen sich Schnecken, Kneter oder an Zweiwalzen-Gummimischwerken zur Compoundierung einsetzten.Screws, kneaders or two-roller rubber mixers can be used for compounding.
Vor der Weiterverarbeitung zu gummielastischen Formkörpern können der erfindungsgemäßen Fluorkautschukmischung Füllstoffe, Verarbeitungshilfsmittel, weitere Beschleuniger sowie sonstige modifizierende Agenzien zugemischt werden.Before further processing into rubber-elastic molded articles, fillers, processing aids, further accelerators and other modifying agents can be added to the fluororubber mixture according to the invention.
Aufgrund der niedrigen Mooney-Viskosität der Kautschuke bietet sich die Mischung zur Weiterverarbeitung zu elastischen Formkörpern insbesondere die vorteilhafteBecause of the low Mooney viscosity of the rubbers, the mixture is particularly advantageous for further processing into elastic molded articles
Extrusions- oder Spritzgußtechnologie an. Dabei werden die vulkanisierfähigen Mischungen an handelsüblichen Thermoplastspritzgießmaschinen in 160 bis 230°C heiße Formen gespritzt und je nach Mischungsrezeptur und Formtemperatur 30 bis 300 s in der Form gehalten und dabei vulkanisiert.Extrusion or injection molding technology. The vulcanizable mixtures are injected into commercially available thermoplastic injection molding machines in hot molds at 160 to 230 ° C and, depending on the mixture formulation and mold temperature, held in the mold for 30 to 300 s and vulcanized in the process.
Die erfindungsgemäßen Fluorkautschukmischungen eignen sich hervorragend zur Herstellung von Formkörpern aller Art, insbesondere Dichtungen, Schläuche und Profile. BeispieleThe fluororubber mixtures according to the invention are outstandingly suitable for the production of moldings of all kinds, in particular seals, hoses and profiles. Examples
Normen/Bedingungen/InformationenStandards / conditions / information
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Beispiel 1example 1
In einem 4, 1-1- Autoklaven wurden 620 ml Perfluorbutansulfofluorid (PFBSF) vorgelegt. Der geschlossene Autoklav wurde unter Kühlung zweimal jeweils evakuiert, anschließend mit 3 bar Stickstoffdruck beaufschlagt und jeweils 10 min langsam gerührt. In den evakuierten Autoklaven wurden 440 g Vinylidenfluorid (VDF) und 880 g Hexafluoφropen (HFP) gegeben und das Reaktionsgemisch unter Rühren auf 60°C erwärmt. Nach Erreichen dieser Temperatur betrug der Autoklaveninnendruck 27 bar. Die Polymerisation wurde eingeleitet durch die Zugabe von 4,25 g TBPPI- 75-AL (=tert.-Butylperoxypivalat als 75 %-ige Lösung in Aliphaten, Fa. Peroxid-620 ml of perfluorobutanesulfofluoride (PFBSF) were placed in a 4-1-1 autoclave. The closed autoclave was evacuated twice with cooling, then pressurized with 3 bar nitrogen pressure and slowly stirred for 10 minutes each. 440 g of vinylidene fluoride (VDF) and 880 g of hexafluoropropene (HFP) were added to the evacuated autoclave and the reaction mixture was heated to 60 ° C. with stirring. After reaching this temperature, the internal pressure in the autoclave was 27 bar. The polymerization was initiated by adding 4.25 g of TBPPI-75-AL (= tert-butyl peroxypivalate as a 75% solution in aliphates, from Peroxid-
Chemie GmbH, Peroxidgehalt 47,1 %) gelöst in 20 g PFBSF. An der beginnenden Druckabnahme erkennbar, setzte die Polymerisation nach wenigen Minuten ein. Während der Polymerisation wurde ein Monomergemisch aus 60 Gew.-% Vinylidenfluorid und 40 Gew.-% Hexafluoφropen so nachgedrückt, daß der Autoklaveninnen- druck konstant auf 26,8 + 0,2 bar gehalten wurde. Innerhalb einer Reaktionszeit von 14 h wurden auf diese Weise insgesamt 300 g Vinylidenfluorid und 200 g Hexafluoφropen nachdosiert. Nach Beendigung der Polymerisation wurde das Reaktionsgemisch abgekühlt und das nicht umgesetzte Monomergemisch durch Entspannung und Evakuierung aus dem Reaktor entfernt. Der verbleibende Reaktorinhalt wurde unter Rühren auf 80°C erhitzt. 15 min nach Abstellen des Rührers wurde der Reaktorinhalt über ein Bodenablaßventil in ein zweites darunterliegendes Druckge- fäß abgelassen.Chemie GmbH, peroxide content 47.1%) dissolved in 20 g PFBSF. The polymerisation started after a few minutes. During the polymerization, a monomer mixture of 60% by weight vinylidene fluoride and 40% by weight hexafluoropropen was pressed in such a way that the interior of the autoclave pressure was kept constant at 26.8 + 0.2 bar. In this way, a total of 300 g of vinylidene fluoride and 200 g of hexafluoropropene were replenished within a reaction time of 14 h. After the end of the polymerization, the reaction mixture was cooled and the unreacted monomer mixture was removed from the reactor by expansion and evacuation. The remaining reactor contents were heated to 80 ° C. with stirring. 15 minutes after the stirrer was switched off, the contents of the reactor were discharged via a bottom drain valve into a second pressure vessel underneath.
Nach Abtrennung des Produkts vom PFBSF wurde dieses getrocknet, wobei 450 g eines kautschukartigen Copolymers resultierten.After separating the product from the PFBSF, it was dried, resulting in 450 g of a rubbery copolymer.
Durch 19F-NMR- Analysen (Lösungsmittel: Aceton; Standard: CFC13) wurde folgende Copolymerzusammensetzung bestimmt: 20,5 mol-% Hexafluoφropen, 79,5 mol-% Vinylidenfluorid.The following copolymer composition was determined by 19 F-NMR analyzes (solvent: acetone; standard: CFC1 3 ): 20.5 mol% hexafluoropropene, 79.5 mol% vinylidene fluoride.
Das Zahlenmittel der Molekulargewichte (Membranosmose) lag bei 68 900 g/mol. Die durch GPC-Untersuchungen bestimmte Mw/Mn betrug 2,3. Für die Mooneyviskosität MLj+ιo wurde bei 120°C ein Wert von 16 bestimmt (Tabelle 1).The number average molecular weight (membrane osmosis) was 68,900 g / mol. The M w / M n determined by GPC tests was 2.3. A value of 16 was determined at 120 ° C. for the Mooney viscosity ML j + ιo (Table 1).
Beispiel 2Example 2
Zur Herstellung einer vernetzungsfähigen Mischung wurden auf einem gut gekühlten Zweiwalzenmischwerk auf 100 Gew.-Teile des Fluorkautschukes aus Beispiel 1To prepare a crosslinkable mixture, 100 parts by weight of the fluororubber from Example 1 were used on a well-cooled two-roll mixer
30 Teile Ruß MT N 990, 6 Teile Calciumhydroxid, 3 Teile Magnesiumoxid (Maglite D) sowie 4 Teile einer Mischung aus Bisphenol AF und Viton A® (50/50 Gew.-Teile) und 2 Teile einer Mischung aus Benzyltriphenylphosphonium- chlorid mit Viton A® (33/66 Gew.-Teile) eingearbeitet. Zur Bestimmung des Vemetzungsverhaltens wurden die so hergestellte Mischung in einem Monsanto-Rheometer des Typs MDR 2000 E bei 170°C untersucht (Meßzeit 30 min).30 parts of carbon black MT N 990, 6 parts of calcium hydroxide, 3 parts of magnesium oxide (Maglite D) and 4 parts of a mixture of bisphenol AF and Viton A® (50/50 parts by weight) and 2 parts of a mixture of benzyltriphenylphosphonium chloride with Viton A® (33/66 parts by weight) incorporated. To determine the crosslinking behavior, the mixture prepared in this way was examined in a Monsanto rheometer of the type MDR 2000 E at 170 ° C. (measuring time 30 min).
Die Mischung wurden bei 170°C und 200 bar in Formen für 1x10x10 mm Platten und 6x70 mm Zylinder 30 min druckvulkanisiert und anschließend in einem Umluftofen nachvulkanisiert (1 h bei 160°C, 1 h bei 170°C, 2 h bei 180°C und 20 h bei 230°C). An den vulkanisierten Formköφern wurden die Zug- /Dehnungseigenschaften vor und nach Heißluftalterung (72 h / 275°C) sowie die Druckverformungsreste (Zylinder, 70 h / 200°C) bestimmt. Die Ergebnisse sind inThe mixture was pressure-vulcanized at 170 ° C and 200 bar in molds for 1x10x10 mm plates and 6x70 mm cylinders for 30 min and then vulcanized in a convection oven (1 h at 160 ° C, 1 h at 170 ° C, 2 h at 180 ° C and 20 h at 230 ° C). The tensile / elongation properties of the vulcanized molded bodies before and after hot air aging (72 h / 275 ° C) and the compression set (cylinder, 70 h / 200 ° C) were determined. The results are in
Tabelle 3 aufgelistet.Table 3 listed.
Beispiel 3Example 3
Die Polymerisation wurde in analoger Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt, wobei anstelle des PFBSF, 1,1,1-Pentaflouφropan eingesetzt und anstelle des TBPPI-75- AL, 2,5 g tert.-Butyl-per-2-ethylhexanoat als Initiator eingesetzt worden sind, die Polymerisationstemperatur auf 78°C erhöht wurde und sich entsprechend ein Anfangsdruck von 33,6 bar einstellte.The polymerization was carried out in a manner analogous to that in Example 1, using 1,1,1-pentafluoropropane instead of the PFBSF and 2.5 g of tert-butyl per-2-ethylhexanoate as the initiator instead of the TBPPI-75-AL have been used, the polymerization temperature has been increased to 78 ° C. and an initial pressure of 33.6 bar has been established accordingly.
Nach einer Laufzeit von 15 h wurde 541 g Kautschuk isoliert. Die Analysenwerte sind Tabelle 1 zu entnehmen.After a running time of 15 h, 541 g of rubber were isolated. The analysis values are shown in Table 1.
Beispiel 4Example 4
Aus dem Produkt aus Beispiel 3 wurde analog Beispiel 2 eine vemetzbare Kautschukmischung hergestellt (Tabelle 3). Beispiel 5A crosslinkable rubber mixture was produced from the product from Example 3 analogously to Example 2 (Table 3). Example 5
Die Polymerisation wurde in analoger Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt, wobei einstelle des PFBSF 620 ml 1,1,1,3,3-Pentafluoφropan als Polymerisationsmedium eingesetzt worden sind und die HFP-Vorlagemenge auf 1 026 g erhöht wurde und sich entsprechend ein Anfangsdruck von 29 bar einstellte. Nach einer Laufzeit von 25 h wurden 518 g Kautschuk isoliert (Tabelle 1).The polymerization was carried out in a manner analogous to that in Example 1, replacing the PFBSF with 620 ml of 1,1,1,3,3-pentafluoropropane as the polymerization medium and increasing the amount of HFP to 1 026 g and correspondingly an initial pressure set from 29 bar. After a running time of 25 h, 518 g of rubber were isolated (Table 1).
Beispiel 6Example 6
Der Fluorkautschuk aus Beispiel 5 wurde analog Beispiel 2 zu einer vernetzungsfähigen Mischung weiterverarbeitet und untersucht. Die Ergebnisse befinden sich in Tabelle 3.The fluororubber from Example 5 was processed and investigated analogously to Example 2 to form a crosslinkable mixture. The results are shown in Table 3.
Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1
In einem 36-1- Autoklaven wurden 25,2 kg entionisiertes Wasser und 30,2 g Lithium- perfluoroctylsulfonat und 29,3 g Oxalsäure-Dihydrat vorgelegt, wobei sich in der gesamten wäßrigen Vorlage ein pH-Wert von 3 einstellte. Der geschlossene Autoklav wurde viermal jeweils evakuiert anschließend mit 3 bar Stickstoffdruck beaufschlagt und jeweils 10 min langsam gerührt. In den evakuierten Autoklaven wurden 269 g Vinylidenfluorid und 366 g Hexafluoφropen gegeben und das Reaktionsgemisch unter Rühren auf 35°C erwärmt. Nach Erreichen dieser Temperatur betrug der Auto- klaveninnendruck 10,5 bar. Die Polymerisation wurde eingeleitet durch die Zugabe von 53 ml einer wäßrigen Lösung, die 20 g/1 Kaliumpermanganat enthielt. Sofort nach der einmaligen Zugabe wurde die besagte Lösung kontinuierlich mit einer Rate von 39 ml/h weiterdosiert. An der beginnenden Druckabnahme erkennbar, setzte die Polymerisation nach 20 min ein. Während der Polymerisation wurde ein Monomer- gemisch aus 60 Gew.-% Vinylidenfluorid und 40 Gew.-% Hexafluorpropen so nach- gedrückt, daß der Autoklaveninnendruck konstant auf 10,3 + 0,2 bar gehalten wurde. Nach 250 g Monomerumsatz wurden insgesamt 80 ml Diethylmalonat mit einer Dosiergeschwindigkeit von 20 ml/h zugegeben.25.2 kg of deionized water and 30.2 g of lithium perfluorooctyl sulfonate and 29.3 g of oxalic acid dihydrate were placed in a 36-1 autoclave, a pH of 3 being established in the entire aqueous receiver. The closed autoclave was evacuated four times, then pressurized with 3 bar nitrogen pressure and slowly stirred for 10 minutes each. 269 g of vinylidene fluoride and 366 g of hexafluorophore were added to the evacuated autoclave and the reaction mixture was heated to 35 ° C. with stirring. After reaching this temperature, the internal pressure in the autoclave was 10.5 bar. The polymerization was initiated by adding 53 ml of an aqueous solution containing 20 g / 1 potassium permanganate. Immediately after the single addition, said solution was continuously metered in at a rate of 39 ml / h. The polymerization started after 20 min. During the polymerization, a monomer mixture of 60% by weight vinylidene fluoride and 40% by weight hexafluoropropene was pressed in such a way that the internal pressure in the autoclave was kept constant at 10.3 + 0.2 bar. After 250 g of monomer conversion, a total of 80 ml of diethyl malonate were added at a metering rate of 20 ml / h.
Innerhalb einer Reaktionszeit von 7,9 h wurden auf diese Weise insgesamt 4 641 g Vinylidenfluorid und 3 078 g Hexafluoφropen dosiert. Zur Beendigung der Poly~ merisation wurde die Permanganatdosierung abgebrochen, das nicht umgesetzte Monomergemisch durch Entspannung und Evakuierung aus dem Reaktor entfernt und der verbleibende Autoklaveninhalt abgekühlt. Der resultierende Latex wurde durch Eintropfen in eine gut gerührte Vorlage bestehend aus 8 000 ml einer 2 %-igen CaCl-Lösung gefallt, anschließend mit entionisiertem Wasser gewaschen und fürA total of 4,641 g of vinylidene fluoride and 3,078 g of hexafluoropropenes were metered in in this way within a reaction time of 7.9 h. To terminate the polymerization, the permanganate metering was stopped, the unreacted monomer mixture was removed from the reactor by expansion and evacuation, and the remaining contents of the autoclave were cooled. The resulting latex was dropped into a well-stirred template consisting of 8,000 ml of a 2% CaCl solution, then washed with deionized water and washed for
24 h bei 60°C in einem Vakuumtrockenschrank getrocknet. Auf diesem Wege wurden 7,5 kg eines kautschukartigen Copolymers isoliert.Dried for 24 hours at 60 ° C in a vacuum drying cabinet. In this way, 7.5 kg of a rubbery copolymer was isolated.
Durch 19F-NMR- Analysen wurde folgende Copolymerzusammensetzung bestimmt: 21 ,4 mol-% Hexafluoφropen, 78,6 mol-% Vinylidenfluorid.The following copolymer composition was determined by 19 F-NMR analyzes: 21.4 mol% hexafluoropropene, 78.6 mol% vinylidene fluoride.
Das Zahlenmittel der Molekulargewichte lag bei 79 800 g/mol. Die durch GPC- Untersuchungen bestimmte Mw/Mn betrug 1,97.The number average molecular weight was 79,800 g / mol. The M w / M n determined by GPC tests was 1.97.
Für die Mooneyviskosität MLι+ι0 wurde bei 120°C ein Wert von 34 bestimmtA value of 34 was determined at 120 ° C. for the Mooney viscosity MLι + ι 0
(Tabelle 2).(Table 2).
Vergleichsbeispiel 2Comparative Example 2
Der Rohkautschuk aus Vergleichsbeispiel 1 wurde analog zu Beispiel 2 zu einer vernetzungsfähigen Mischung weiterverarbeitet und untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 beschrieben. Vergleichsbeispiel 3The raw rubber from comparative example 1 was processed and examined analogously to example 2 to form a crosslinkable mixture. The results are described in Table 3. Comparative Example 3
Viton A 200® - ein durch Emulsionspolymerisation hergestelltes Copolymer der Fa. Du Pont Dow Elastomers mit den in Tabelle 2 dargestellten Eigenschaften wurde wie im Beispiel 2 zu einer vernetzungsfähigen Mischung verarbeitet und untersucht. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 3 eingetragen.Viton A 200® - a copolymer from Du Pont Dow Elastomers produced by emulsion polymerization with the properties shown in Table 2 was processed and investigated as in Example 2 to form a crosslinkable mixture. The results are also shown in Table 3.
Tabelle 1Table 1
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1) durch 19F NMR1) by 19 F NMR
2) durch Elementaranlyse2) by elemental analysis
3) durch IR- Analyse (High Polymers Vol. XXV: Fluoropolymers, ed. L. Wall, Wiley, New York, (1972), 336)3) by IR analysis (High Polymers Vol. XXV: Fluoropolymers, ed. L. Wall, Wiley, New York, (1972), 336)
4) durch -NMR (Balague et al, J. Fluorine Chem. 70, (1995), 215) Tabelle 24) by -NMR (Balague et al, J. Fluorine Chem. 70, (1995), 215) Table 2
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1) durch 19F NMR1) by 19 F NMR
2) durch Elementaranlyse2) by elemental analysis
3) durch IR- Analyse3) by IR analysis
4) durch Η-NMR 4) by Η NMR
Tabelle 3Table 3
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5) nach Preßvulkanisation (10 min/170°C) und Temperung 24h/230c 5) after press vulcanization (10 min / 170 ° C) and tempering 24h / 230 c
Sämtliche Beispiele und Vergleichsbeispiele haben einen ähnlichen VDF-Gehalt in Molprozent, keine Chlor-, Brom- oder Jod-Endgruppen und auch keien OH-End- gruppen. Die erfindungsgemäß verwendbaren Fluorkautschuke haben neben vinylischen Endgruppen ausschließlich H, Alkyl- und Alkoxy-Endgruppen. Vergleichsbeispiel 2 hat ebenfalls nur H und Alkylendgruppen, aber keine vinylischen Endgruppen, während Vergleichsbeispiel 1 nur Carbonyl-Endgruppen aufweist. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Fluorkautschukmischungen sind aus Tabelle 3 ersichtlich.All examples and comparative examples have a similar VDF content in mole percent, no chlorine, bromine or iodine end groups and also no OH end groups. In addition to vinylic end groups, the fluororubbers which can be used according to the invention have exclusively H, alkyl and alkoxy end groups. Comparative example 2 also has only H and alkyl end groups, but no vinyl end groups, while comparative example 1 has only carbonyl end groups. The advantages of the fluororubber mixtures according to the invention are shown in Table 3.
Die minimale Viskosität des Vulkanisationskpmpounds (s'mjn) ist bei Beispiel 2 bzw. 4 und 6 deutlich niedriger verglichen mit Vergleichsbeispiel 2 bzw. Vergleichsbeispiel 3. Die Vernetzung erfolgt bei den erfindungsgemäßen Fluorkautschukmischungen deutlich schneller (t90 und t9Q-tsι) bei vergleichbarer Scorch-Resistenz (tsj) und vergleichbaren bis leicht besseren Zug-/Dehnungsverhalten und Heißluftalterungseigenschaften verglichen mit den Vergleichsmischungen. The minimum viscosity of the vulcanization compound (s' m j n ) is significantly lower in Examples 2 and 4 and 6 compared to Comparative Example 2 and Comparative Example 3. The crosslinking takes place significantly faster in the fluororubber mixtures according to the invention (t 90 and t 9Q -t s ι) with comparable scorch resistance (t sj ) and comparable to slightly better tensile / elongation behavior and hot air aging properties compared to the comparison mixtures.

Claims

Patentansprüche claims
1. Fluorkautschukmischung enthaltend einen Fluorkautschuk, welcher neben vinylischen Endgruppen ausschließlich Wasserstoff-, Alkyl- und/oder Alkoxyendgruppen aufweist, und ein ionisches Vemetzersystem, bestehend aus mindestens einer organischen Polyhydroxyverbindung, einem Oniumsalz sowie mindestens einem Säureakzeptor.1. fluororubber mixture comprising a fluororubber which, in addition to vinyl end groups, has exclusively hydrogen, alkyl and / or alkoxy end groups, and an ionic crosslinking system consisting of at least one organic polyhydroxy compound, an onium salt and at least one acid acceptor.
2. Fluorkautschukmischung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mooney- Viskosität MLj+ιo des Fluorkautschuks gemessen bei 120°C im2. fluororubber mixture according to claim 1, characterized in that the Mooney viscosity MLj + ιo of the fluororubber measured at 120 ° C in
Bereich von 1 bis 40 liegt.Range is 1 to 40.
3. Fluorkautschukmischung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als organische Polyhydroxylverbindung ein Bisphenol einsetzt.3. fluororubber mixture according to claim 1, characterized in that a bisphenol is used as the organic polyhydroxyl compound.
4. Fluorkautschukmischung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die organische Polyhydroxylverbindung in Mengen im Bereich von 0,1 bis 10 phr einsetzt.4. fluororubber mixture according to claim 1, characterized in that one uses the organic polyhydroxyl compound in amounts in the range of 0.1 to 10 phr.
5. Fluorkautschukmischung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Oniumsalz Benzyltriphenylphosphoniumchlorid einsetzt.5. fluororubber mixture according to claim 1, characterized in that benzyltriphenylphosphonium chloride is used as the onium salt.
6. Fluorkautschukmischung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Säureakzeptor CaO und/oder MgO einsetzt.6. fluororubber mixture according to claim 1, characterized in that CaO and / or MgO is used as the acid acceptor.
7. Verwendung einer Fluorkautschukmischung gemäß Anspruch 1 zur Verarbeitung nach der Spritzguß- oder Extrusions-Molding-Technologie.7. Use of a fluororubber mixture according to claim 1 for processing by injection molding or extrusion molding technology.
8. Spritzgußteile hergestellt aus einer Fluorkautschukmischung gemäß An- spruch 1. Verwendung einer Fluorkautschukmischung gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von Formköφem aller Art. 8. Injection molded parts made from a fluororubber mixture according to claim 1. Use of a fluororubber mixture according to claim 1 for the production of all kinds of molded articles.
PCT/EP1999/006837 1998-09-28 1999-09-15 Fluororubber mixtures made fast crosslinkable fluororubbers WO2000018832A1 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003277563A (en) * 2002-03-22 2003-10-02 Ausimont Spa Hardenable fluoroelastomer composition
CN111295431B (en) * 2017-11-02 2022-01-11 大金工业株式会社 Fluorine-containing elastomer composition and sheet for heat dissipating material

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2620277A1 (en) 2012-01-26 2013-07-31 LANXESS Deutschland GmbH Multi-layer systems
EP2644648A1 (en) 2012-03-30 2013-10-02 LANXESS Deutschland GmbH Carboxylic acid esters or polyetheresters as a processing aid for fluoro-rubbers
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0218929A2 (en) * 1985-10-11 1987-04-22 Asahi Glass Company Ltd. Curable composition of elastomeric vinylidene fluoride copolymer
EP0466340A2 (en) * 1990-07-13 1992-01-15 Minnesota Mining And Manufacturing Company Curing fluorocarbon elastomers

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0218929A2 (en) * 1985-10-11 1987-04-22 Asahi Glass Company Ltd. Curable composition of elastomeric vinylidene fluoride copolymer
EP0466340A2 (en) * 1990-07-13 1992-01-15 Minnesota Mining And Manufacturing Company Curing fluorocarbon elastomers

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003277563A (en) * 2002-03-22 2003-10-02 Ausimont Spa Hardenable fluoroelastomer composition
JP2010150563A (en) * 2002-03-22 2010-07-08 Ausimont Spa Curable fluoroelastomer composition
JP4554879B2 (en) * 2002-03-22 2010-09-29 オーシモント エス.ピー.エー. Curable fluoroelastomer composition
CN111295431B (en) * 2017-11-02 2022-01-11 大金工业株式会社 Fluorine-containing elastomer composition and sheet for heat dissipating material

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