專利名稱：具有與生物柴油燃料接觸的氟橡膠制品的燃料管理體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有至少一種與生物柴油燃料接觸的氟橡膠制品的燃料管理體系，其中所述氟橡膠制品包含i)多羥基固化含氟彈性體，和ii)每百份含氟彈性體1至10重量份二元羧酸二酯。
背景技術(shù)：
具有優(yōu)異的耐熱性、耐油性和耐化學(xué)性的含氟彈性體被廣泛應(yīng)用于密封材料、容器和軟管。含氟彈性體的實(shí)例包括包含偏二氟乙烯(VF2)單元和至少一種其它可共聚的含氟單體如六氟丙烯(HFP)、四氟乙烯(TFE)、三氟氯乙烯(CTFE)、氟乙烯(VF)和氟代乙烯基醚如全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)的共聚物。PAVE具體實(shí)例包括全氟(甲基乙烯基醚)、 全氟(乙基乙烯基醚)和全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)。為了完全顯現(xiàn)如拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和壓縮形變的物理特性，彈性體必須被固化即硫化或交聯(lián)。就含氟彈性體來講，這一般通過以下步驟來實(shí)現(xiàn)將未固化的聚合物(即含氟彈性體膠)與多官能的固化劑混合，并且加熱所得混合物，從而促進(jìn)固化劑與沿聚合物主鏈或側(cè)鏈的活性部位的化學(xué)反應(yīng)。由這些化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的鏈間連接基促使具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚合物組合物的形成。通常用于含氟彈性體的固化劑包括雙官能親核反應(yīng)物，如多羥基化合物。然而，多羥基固化含氟彈性體制品可能表現(xiàn)出不可接受的高體積溶脹度，例如 50-200體積％，當(dāng)密封劑長(zhǎng)時(shí)間或在高溫下接觸生物柴油燃料時(shí)，尤其是當(dāng)燃料包含微量水時(shí)，所述高體積溶脹度可導(dǎo)致密封劑失效。生物柴油燃料通常包含水作為雜質(zhì)。水的來源可為燃料制造過程中的洗滌步驟或儲(chǔ)存期間接觸濕空氣。人造生物柴油的典型規(guī)格允許存在一定的雜質(zhì)水，例如ASTM D6751。發(fā)明概述在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了具有至少一種與生物柴油接觸的氟橡膠制品的燃料管理體系，其中所述氟橡膠制品在生物柴油燃料中具有優(yōu)異的(即低的)體積溶脹度。所述氟橡膠制品包含i)至少一種多羥基固化含氟彈性體和ii)每百份含氟彈性體1至10重量份的至少一種具有式R(C00R’ )2的二元羧酸二酯，其中R為具有2至10個(gè)碳原子的亞烷基， 并且R’為具有1至6個(gè)碳原子的烷基。本發(fā)明的另一方面是降低與生物柴油燃料接觸的多羥基固化氟橡膠制品體積溶脹度的方法，其中在固化所述組合物之前，將每百重量份含氟彈性體1至10重量份的至少一種二元羧酸二酯摻入到多羥基固化含氟彈性體組合物中，所述二元羧酸二酯具有式 R(COOR' )2，其中R為具有2至10個(gè)碳原子的亞烷基，并且R’為具有1至6個(gè)碳原子的烷基。發(fā)明詳述本發(fā)明涉及燃料管理體系，所述體系具有至少一種與生物柴油燃料接觸的氟橡膠制品。所述氟橡膠制品包含至少一種多羥基固化含氟彈性體和每百重量份含氟彈性體1至 10重量份(1至IOphr)的至少一種具有式R(C00R’ )2的二元羧酸二酯，其中R為具有2至基，并且R’為具有1至6個(gè)碳原子的烷基。當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間和/或在高溫下與生物柴油燃料接觸時(shí)，此類氟橡膠制品具有令人驚奇的低體積溶脹度，即小于10體積％， 優(yōu)選小于5體積％。可用于本發(fā)明中的二元羧酸二酯的具體實(shí)例包括但不限于己二酸二異丁酯、己二酸二甲酯、庚二酸二異丁酯、戊二酸二異丁酯、癸二酸二正丁酯、以及它們的混合物。優(yōu)選二異丁酯。術(shù)語“燃料管理體系”是指用于制造、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和供應(yīng)、計(jì)量以及控制生物柴油燃料的設(shè)備。燃料管理體系包括生物柴油制造廠、機(jī)動(dòng)車輛(例如貨車、轎車、輪船)、固定式柴油動(dòng)力裝置(例如發(fā)電機(jī)、便攜式泵站)中包含的那些，以及與生物柴油燃料運(yùn)輸、儲(chǔ)存和分配相關(guān)的那些。燃料管理體系的具體元件包括但不限于燃料箱、加油管、加油口蓋密封件、燃油軟管和管材、閥門、隔膜和燃料噴射組件、0形環(huán)、密封件和墊圈。任何或所有這些元件均可包含一種或多種與生物柴油燃料接觸的氟橡膠制品?！吧锊裼腿剂稀笔侵高m用于壓縮點(diǎn)火(柴油)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，所述發(fā)動(dòng)機(jī)與一種或多種生物源(即來源于動(dòng)物或植物)脂肪酸烷基酯(FAAE)相調(diào)和。這些FAAE通常是來源于植物油或動(dòng)物脂的脂肪酸甲酯或乙酯。具體實(shí)例包括油菜籽油甲酯(RME)、大豆油甲酯 (SME)、棕櫚仁油甲酯(PME)等。還包括這些基于FAAE的物質(zhì)與常規(guī)石油基柴油燃料的共混物。石化柴油/生物柴油共混物習(xí)慣上被稱為Bxx燃料，其中“XX”是共混物中基于FAAE 的生物柴油的體積百分比。例如，BlOO表示不包含有意添加的石化組分的生物柴油燃料。 B20表示包含20體積％ BlOO燃料和80體積％石油柴油燃料的生物柴油燃料。用于本發(fā)明中的氟橡膠制品包括但不限于密封件、墊圈、0形環(huán)、管材、多層軟管中的燃料接觸層、閥門盤根、隔膜和油罐襯里。適用于本發(fā)明的含氟彈性體是多羥基可固化那些?！岸嗔u基可固化”是指已知與多羥基固化劑如雙酚AF交聯(lián)的含氟彈性體。此類含氟彈性體包括沿著彈性體聚合物主鏈具有多個(gè)碳-碳雙鍵的那些，以及包含易于脫氟化氫的位點(diǎn)的含氟彈性體。后一種含氟彈性體包括但不限于包含鄰近的偏二氟乙烯(VF2)和六氟丙烯(HFP)共聚單元的那些，以及包含鄰近的VF2(或四氟乙烯)和氟化共聚單體共聚單元的含氟彈性體，所述氟化共聚單體具有酸性氫原子，如2-氫五氟丙烯；1-氫五氟丙烯；三氟乙烯；2，3，3，3-四氟丙烯；或3， 3，3_三氟丙烯。優(yōu)選的含氟彈性體包括共聚物i)偏二氟乙烯與六氟丙烯以及任選的四氟乙烯(TFE)的共聚物；ii)偏二氟乙烯與全氟(烷基乙烯基醚)如全氟(甲基乙烯基醚)、 2-氫五氟丙烯以及任選的四氟乙烯的共聚物；iii)四氟乙烯與丙烯以及3，3，3_三氟丙烯的共聚物；iv)四氟乙烯、全氟(甲基乙烯基醚)和六氟-2-(五氟苯氧基)-1-(三氟乙烯氧基)丙烷的共聚物；以及ν)乙烯與四氟乙烯、全氟(甲基乙烯基醚)以及3，3，3_三氟丙烯的共聚物。除了含氟彈性體和二元羧酸二酯以外，用于制備本發(fā)明固化氟橡膠制品的可固化組合物還包含多羥基固化體系，所述體系是指多羥基固化劑、酸受體和硫化(或固化)促進(jìn)劑?？晒袒M合物包含每100重量份含氟彈性體0. 4至4重量份(優(yōu)選1至2. 5份) 的多羥基交聯(lián)劑(或其衍生物)即0. 4-4phr (優(yōu)選1-2. 5phr)。典型的多羥基交聯(lián)劑包括二羥基、三羥基和四羥基的苯、萘和蒽，以及下式的雙酚
權(quán)利要求
1.燃料管理體系，所述燃料管理體系具有至少一種與生物柴油燃料接觸的氟橡膠制品，改進(jìn)在于其中所述氟橡膠制品包含i)包含偏二氟乙烯和至少一種其它含氟單體的共聚單元的多羥基固化含氟彈性體，和ii)每百份含氟彈性體1至10重量份的具有式 R(COOR' )2的二元羧酸二酯，其中R為具有2至10個(gè)碳原子的亞烷基，并且R’為具有1至 6個(gè)碳原子的烷基。
2.權(quán)利要求1的燃料管理體系，其中所述含氟彈性體包含偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚單元。
3.權(quán)利要求2的燃料管理體系，其中所述含氟彈性體還包含四氟乙烯的共聚單元。
4.權(quán)利要求1的燃料管理體系，其中所述生物柴油燃料包含生物來源的脂肪酸烷基
5.權(quán)利要求1的燃料管理體系，其中所述生物柴油燃料包含生物來源的脂肪酸烷基酯與石油柴油燃料的共混物。
6.權(quán)利要求1的燃料管理體系，其中所述二元羧酸二酯選自己二酸二異丁酯、己二酸二甲酯、庚二酸二異丁酯、戊二酸二異丁酯、癸二酸二正丁酯、以及它們的混合物。
7.權(quán)利要求1的燃料管理體系，其中所述燃料管理體系存在于機(jī)動(dòng)車輛中。
8.權(quán)利要求1的燃料管理體系，其中所述燃料管理體系存在于固定式柴油動(dòng)力裝置中。
9.權(quán)利要求1的燃料管理體系，其中所述燃料管理體系存在于生物柴油供應(yīng)體系中。
10.權(quán)利要求1的燃料管理體系，其中所述燃料管理體系存在于生物柴油制造廠中。
11.降低與生物柴油燃料接觸的多羥基固化氟橡膠制品體積溶脹度的方法，其中在固化所述組合物之前，將每百份含氟彈性體1至10重量份的至少一種二元羧酸二酯摻入到多羥基可固化含氟彈性體組合物中，所述二元羧酸二酯具有式R(C00R’)2，其中R為具有2至 10個(gè)碳原子的亞烷基，并且R’為具有1至6個(gè)碳原子的烷基。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述含氟彈性體包含偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述含氟彈性體還包含四氟乙烯的共聚單元。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述生物柴油燃料包含生物來源的脂肪酸烷基酯。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述生物柴油燃料包含生物來源的脂肪酸烷基酯與石油柴油燃料的共混物。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述二元羧酸二酯選自己二酸二異丁酯、己二酸二甲酯、庚二酸二異丁酯、戊二酸二異丁酯、癸二酸二正丁酯、以及它們的混合物。
全文摘要
本文公開了燃料管理體系，所述燃料管理體系具有至少一種與生物柴油燃料接觸的氟橡膠制品，其中所述氟橡膠制品包含i)包含偏二氟乙烯和至少一種其它含氟單體的共聚單元的多羥基固化含氟彈性體，和ii)每百份含氟彈性體1至10重量份的二元羧酸二酯。還公開了降低與生物柴油燃料接觸的多羥基固化氟橡膠制品體積溶脹度的方法，其中將1至10重量份的二元羧酸二酯摻入到所述制品中。
文檔編號(hào)C08K5/11GK102388097SQ201080016354
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日
發(fā)明者B·雷, S·奧庫蘇 申請(qǐng)人:杜邦特性彈性體有限責(zé)任公司