此 外,如在美國專利4,281,092出代326&16)和5,554,680(0」31??1)中所述,砷、銻和錫的有 機金屬化合物(例如,烯丙基錫、炔丙基錫、三苯基錫、丙二烯基錫和四苯基錫與三苯基錫 氫氧化物)以及產(chǎn)生氨的化合物可以是有用的。"產(chǎn)生氨的化合物"包含在環(huán)境條件下是固 體或液體,但在固化條件下產(chǎn)生氨的化合物。此類化合物的例子包括六亞甲基四胺(六甲 撐四胺)、雙氰胺和由式AW+(NH3)XYW表示的含金屬化合物,其中A w+為金屬陽離子諸如Cu 2+、 Co2+、Co3+、Cu+和Ni 2+;w等于金屬陽離子的化合價;Y w為平衡離子(例如,鹵化物、硫酸鹽、 硝酸鹽、乙酸酯);并且X是1至約7的整數(shù)。另外的例子包括被取代和未被取代的三嗪衍 生物,諸如由下式表示的那些:
[0048] 其中R是氫原子,或具有1個碳原子至約20個碳原子的被取代或未被取代的烷基 或芳基或芳烷基基團。具體適用的三嗪衍生物包含六氫-1,3, 5-均三嗪和乙醛合氨三聚 體。
[0049] -種或多種固化劑的組合通常為含氟聚合物總量的約0.0 lmol%至約lOmol% (在一些實施例中為約0· lmol %至約5mol % ) 〇
[0050] 可以將添加劑諸如炭黑、穩(wěn)定劑、增塑劑、潤滑劑、填料和通常用于含氟聚合物配 混中的加工助劑摻入到根據(jù)本公開的固化劑組合物和含氟聚合物組合物中,前提是它們在 預(yù)期的使用條件下具有足夠的穩(wěn)定性。特別地,通過摻入全氟聚醚可以增強低溫性能,如 (例如)美國專利5, 268, 405 (Ojakaar等人)中所述。二氧化娃和/或炭黑填料可以使用 于含氟聚合物中,作為平衡組合物的模量、拉伸強度、伸長、硬度、耐磨性、傳導(dǎo)性和可加工 性的手段。合適的例子包括熱解法二氧化硅、例如以商品名"AER0SIL"可從德固賽股份公 司(Degussa AG)商購獲得的熱解法二氧化硅。炭黑填料的合適的例子包括MT炭黑(被稱 為N-991、N-990、N-908和N-907的中粒熱裂法炭黑;FEF N-550)和大粒度爐黑。當(dāng)使用 時,每100份含氟聚合物(phr)使用1至100份的填料通常就足夠了。
[0051] 含氟聚合物填料還可以存在于根據(jù)本公開的可固化組合物和含氟聚合物組合物 中。通常,每100份含氟聚合物使用lphr至lOOphr含氟聚合物填料。含氟聚合物填料可 為細(xì)碎的,并且在本發(fā)明組合物的制造和固化中使用的最高溫度下容易作為固體分散。所 謂固體是指填料(如果至少部分結(jié)晶)將具有高于一種或多種含氟聚合物組合物的一個或 多個加工溫度的結(jié)晶熔點溫度。一種摻入含氟聚合物填料的方法為通過共混膠乳。使用多 種含氟聚合物填料的該過程在美國專利6, 720, 360 (Grootaert等人)中有所描述。
[0052] 另選地,在一些實施例中,包括本文所公開的含氟聚合物組合物實施例中的任一 個,根據(jù)本公開的含氟聚合物組合物不含填料(例如無機填料)或相對于含氟聚合物組合 物的重量包含少于5重量%、2重量%或1重量%的填料(例如無機填料)。在本文所公開 的可固化組合物中避免填料的一個優(yōu)點是可以獲得可見光透射的固化含氟彈性體。
[0053] 也可以將常規(guī)佐劑摻入到本文所公開的含氟聚合物組合物中以增強含氟彈性體 的特性。例如,可以采用酸受體以例如通過粘結(jié)HF或在固化或使用過程中可以產(chǎn)生的任何 其它酸促進固化和增強含氟彈性體的熱穩(wěn)定性。適用的酸受體可以包含氧化鎂、氧化鉛、氧 化鈣、氫氧化鈣、亞磷酸氫鉛、氧化鋅、碳酸鋇、氫氧化鍶、碳酸鈣、水滑石、堿性硬脂酸鹽、草 酸鎂、硅藻土或它們的組合。酸受體的用量可以在每1〇〇重量份無定形含氟聚合物約1至 約20份的范圍內(nèi)。然而,類似燃料電池密封劑或墊圈的一些應(yīng)用需要低金屬含量。因此, 在一些實施例中,含氟聚合物組合物不含此類佐劑或相對于含氟聚合物組合物的重量包含 少于0. 5重量%的此類佐劑。
[0054] 根據(jù)本公開的含氟聚合物組合物可以通過混合根據(jù)本公開的可固化組合物、無定 形含氟聚合物(其可包含一種以上的含氟聚合物)以及如上所述的任何期望的附加固化 劑、添加劑、交聯(lián)劑或佐劑來制備。例如,所述組分可以在常規(guī)橡膠處理裝置上進行配混。配 混可以例如在輥磨機(例如雙輥開煉機)、密煉機(例如班伯里密煉機)或其它橡膠混煉設(shè) 備上進行。充分地混合通常是所需的以在整個含氟聚合物組合物上均勻地分布組分和添加 劑,使得含氟聚合物組合物可以有效地固化。配混可以在一個或若干個步驟中進行。通常 希望組合物在混合過程中的溫度不應(yīng)該升高到足以引發(fā)固化。例如,可以保持組合物的溫 度等于或低于約120°C、100°C或80°C。
[0055] 然后將混合物加工并成形,諸如通過擠出(例如,成膜、管或軟管的形狀)或通過 模制(例如,以片材或〇形環(huán)的形式)。然后可以加熱成形制品,從而固化含氟聚合物組合 物并形成固化的制品。
[0056] 配混的混合物的模制或加壓固化常在合適的壓力下在所需的時間期限內(nèi)在足以 使該混合物固化的溫度下進行。通常,這在約95°C和約230°C之間,在一些實施例中,在約 150°C和約205°C之間進行約1分鐘至15小時、通常5分鐘至30分鐘的一段時間。通常對 模具中的配混的混合物施加約700kPa和約21,OOOkPa之間的壓力。所述模具可首先被涂 布脫模劑,并且烘烤。固化時間可以取決于無定形含氟聚合物的組合物和固化的含氟彈性 體的橫截面厚度。
[0057] 然后,通常在一定的溫度下并在足以完成固化的時間對模制的混合物或加壓固化 的制品后固化(例如,在烘箱中),所述溫度通常介于約150°C和約300°C之間、通常為約 230°C,所述時間為約2小時至50小時或更久,一般來講隨制品橫截面厚度的增加而延長。 對于厚的區(qū)段,在后固化過程中通常將溫度從所述范圍的下限逐步提高到所需的最高溫 度。所用的最高溫度通常為約300°C,并將該溫度保持約4小時或更久。后固化步驟通常 使交聯(lián)完成,并且還可從固化的組合物釋放出殘余揮發(fā)物。合適的后固化循環(huán)的一個例子 包括使用六個階段的條件在氮氣下對模制部件進行加熱。首先,在6小時的時間內(nèi)將溫度 從25°C提高到200°C,然后將部件在200°C下保持16小時,此后在2小時的時間內(nèi)將溫度從 200°C提高到250°C。然后將部件在250°C下保持8小時,此后在2小時的時間內(nèi)將溫度從 250°C提高到300°C。然后將部件在300°C下保持16小時。最后,通過諸如停止烘箱加熱的 方式,使部件恢復(fù)至環(huán)境溫度。
[0058] 根據(jù)本公開的含氟聚合物組合物可以用于以各種制品的形式制備固化的含氟彈 性體,所述制品包括最終制品,諸如〇形環(huán)、墊圈、管材和密封件和/或從其中做出最終形狀 的預(yù)成型件(例如,從其中切割環(huán)的管)。為形成制品,可使用螺桿式擠出機或活塞擠出機 擠出含氟聚合物組合物。擠出的或預(yù)成形的可固化組合物可以在烘箱中于環(huán)境壓力或在高 壓下固化。然后后固化循環(huán)可以是有用的。在不用無機酸受體的條件下配制的可固化組合 物特別適合于諸如用于制造半導(dǎo)體器件的密封件和墊圈的應(yīng)用、以及用于高溫汽車用途的 密封件。
[0059] 另選地,可使用注模、傳遞模制或壓縮模制將含氟聚合物組合物成形為制品。含氟 聚合物組合物的注模例如可以通過將含氟聚合物組合物在擠出機螺桿中磨碎、在受熱室中 將其收集來進行,通過液壓活塞將所述組合物從受熱室注入到中空模具腔中。在硫化之后, 然后可將制品脫模。注模法的優(yōu)點包括模制周期短、預(yù)成型件很少或沒有、要去除的溢料很 少或沒有,并且廢品率低。
[0060] 根據(jù)本公開的含氟聚合物組合物也可以用于制備現(xiàn)場固化墊圈(CIPG)或現(xiàn)場成 形墊圈(FIPG)??蓪⒃摵酆衔锝M合物的液珠或線流從噴嘴沉積到基材表面上。在成形 為期望的墊圈式樣后,可加熱使該可固化組合物現(xiàn)場固化或在烘箱中于環(huán)境壓力下固化。
[0061] 雖然四甲基2_(對甲苯甲酰)_1,1,1,3, 3, 3-六氟異丙醇銨和四丁基2_(對甲苯 甲酰)-1,1,1,3, 3, 3-六氟異丙醇|_已顯示為提供具有非常好的壓縮永久變形性能的含 氟彈性體,但根據(jù)本公開的固化劑組合物出乎意料地提供具有甚至更好的壓縮永久變形性 能的含氟彈性體。如下實例中所示,當(dāng)含氟彈性體在316°C下評估時,根據(jù)本公開的固化 劑組合物提供了具有比用四甲基2-(對甲苯甲酰)-1,1,1,3, 3, 3-六氟異丙醇銨和四丁 基2-(對甲苯甲酰)-1,1,1,3, 3, 3-六氟異丙醇f舞固化的含氟彈性體低最多至10%或甚 至15%的壓縮永久變形的含氟彈性體。此外,在許多實施例中,當(dāng)與四甲基2-(對甲苯甲 酰)-1,1,1,3, 3, 3-六氟異丙醇銨和四丁基2-(對甲苯甲酰)-1,1,1,3, 3, 3-六氟異丙醇 鎮(zhèn)相比時,根據(jù)本公開的固化劑組合物提供了出乎意料有利的固化流變性。固化流變性可 以在如下實例中在流變儀上進行測量。Tan △由損耗模量(G")除以存儲模量(G')(tan δ = G"/G')來計算。較高的Tan △指示含氟彈性體更有流動性,并且較低的Tan △指示含 氟彈性體更有彈性。如實例中所定義的最大扭矩MH和最小扭矩之間的差與固化的含氟 彈性體的交聯(lián)密度相關(guān)。最小扭矩值和最大扭矩值之間消逝的時間指示在含氟彈性體完 全固化之前可用的處理時間。下面的實例和比較例所測量的用于扭矩在MJ:增加2個單 位的時間(ts2)、用于扭矩達到等于^+0.5(MH-MJ的值的時間(t'50),以及用于扭矩達到 Md〇.9(MH-Mj的時間(t'90)顯示四丁基全氟叔丁醇每|出乎意料地提供在30分鐘的評估時 間期間最高的處理窗口,同時提供在30分鐘的評估時間結(jié)束時最大扭矩和最小扭矩之間 的最尚差。
[0062] 本公開的一些實施例
[0063] 在第一實施例中,本公開提供了一種固化劑組合物,所述固化劑組合物包含四烷 基鱗陽離子或四烷基銨陽離子和由式
表示的陰離子,其中每個Rf獨立地為具 有最多至12個碳原子的全氟烷基。
[0064] 在第二實施例中,本公開提供根據(jù)第一實施例所述的固化劑組合物,其中每個Rf 獨立地為具有最多至4個碳原子的全氟烷基。
[0065] 在第三實施例中,本公開提供根據(jù)第一或第二實施例所述的固化劑組合物,其中 每個Rf為全氟甲基。
[0066] 在第四實施例中,本公開提供根據(jù)第一至第三實施例中任一項所述的固化劑組合 物,其中每個烷基獨立地具有最多至4個碳原子。
[0067] 在第五實施例中,本公開提供根據(jù)第一至第四實施例中任一項所述的固化劑組合 物,其中四烷基戀陽離子為四丁基錢I,并且其中四烷基銨陽離子為四甲基銨。
[0068] 在第六實施例中,本公開提供根據(jù)第一至第五實施例中任一項所述的固化劑組合 物,其中固化劑組合物包含四甲基