Эластомерная композиция на основе сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров

Изобретение относится к области получения резиновых смесей на основе перфторированных соединений, такие композиции предназначены для использования в качестве уплотнительных материалов в химической, нефтеперерабатывающей промышленности и микроэлектронике. Описана эластомерная композиция для уплотнительных материалов на основе тройного или четвертичного сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров, содержащего циангруппу, включающая в качестве вулканизующего агента перфтордиимидоиламидин и добавку политетрафторэтилена, отличающаяся тем, что в качестве добавки используется ультрадисперсный порошок радиационно модифицированного политетрафторэтилена размером среднечисленного значения диаметра частиц 1-15 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: сополимер 100, вулканизующий агент 1-4, ультрадисперсный порошок политетрафторэтилена 1-10. Технический результат: разработана композиция, вулканизаты которой даже в ненаполненном состоянии обладают высоким напряжением при 100% растяжении и повышенной температурой конечного разложения. 2 табл., 7 пр.

 

Предлагаемое изобретение относится к области получения резиновых смесей на основе перфторированных соединений, а именно тройных или четвертичных сополимеров тетрафторэтилена (ТФЭ), перфторметилвинилового эфира (ПФМВЭ) и перфторалкилвиниловых эфиров (ПФАВЭ), содержащих циангруппу. Такие композиции предназначены для использования в качестве уплотнительных материалов, применяемых в химической, нефтеперерабатывающей промышленности, микроэлектронике, а также в других областях техники.

Известна композиция на основе тетрафторэтилена, перфторметилвинилового эфира и третьего мономера, содержащего функциональную группу, выбранную из группы, включающей перфтор (4-цианобутилвиниловый эфир), перфтор (2-феноксипропилвиниловый эфир), перфтор (8-циано-5-метил-3,6 диокса-1-октен), бромсодержащий олефин, использующая в качестве усиливающего наполнителя фибриллированный политетрафторэтилен с длиной волокон 1,17÷0,104 мм (Пат. US 4520170, В29С 43/00, CO8L 27/00, приор. от 20.09.1982).

Однако, по данным авторов настоящей заявки, вулканизаты такой композиции обладают неудовлетворительной теплостойкостью в напряженном состоянии. Так ОДС при 300°C измерить даже не удается, так как цилиндры для испытания в этих условиях растрескиваются (разрушаются).

Известна композиция на основе тройного или четвертичного сополимера ТФЭ и перфторалкилвиниловых эфиров, содержащего циангруппу. Композиция содержит вулканизующий агент - перфтордиимидоиламидин (ДПИА) формулы

где n=2÷8, m=2÷8,

в количестве 1-4 мас. ч. на 100 мас. ч. сополимера (Патент RU 2319717, C08L 27/18, приор. от 10.07.06). Вулканизаты такой композиции обладают высоким комплексом исходных свойств, хорошей ОДС. Однако после старения вулканизатов при 300°C в течение 70 час их прочность при растяжении значительно уменьшается (примерно на 30-35%). Кроме того, конечная температура разложения материала не превышает 510°C. Известна композиция на основе сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров, содержащего циангруппу, включающая вулканизующий агент - бис-4,41-диокси-3,31-диаминодифенилгексафторпропан и добавку - фуллереновую сажу при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

сополимер 100
вулканизующий агент 1-2
фуллереновая сажа 0,5-2

(Патент RU 2515784, C08L 27/18, приор. от 10.02.12)

В ненаполненном состоянии вулканизаты обладают невысоким напряжением при 100% растяжении (~3,9 МПа), а введение технического углерода хотя и повышает этот показатель, но приводит к тому, что материалы становятся неустойчивыми к действию таких высокоагрессивных сред, как F2, OF2 и т.п. Кроме того, введение сажи не позволяет получить светлые композиты для использования в микроэлектронике. Наиболее близким аналогом по составу композиции является композиция на основе тройного или четвертичного сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров, содержащего циангруппу, включающая в качестве вулканизующего агента 1-4 мас. ч. перфтордиимидоиламидина и добавку - 0,5-2 мас. ч. аморфного наноразмерного политетрафторэтилена (ПТФЭ) с размером среднечисленного значения диаметра частиц 300-1300 НМ на 100 мас. ч. сополимера.

(Патент RU 2470964, C08L 27/18, приор. от 19.01.11).

Вулканизаты такой композиции обладают повышенной теплостойкостью после старения при 300°C. Недостатком является невысокое значение напряжения при 100% растяжении (3,1-3,3 МПа). Кроме того, конечная температура разложения композиции не превышает 530°C.

Задачей предлагаемого технического решения является разработка композиции, вулканизаты которой даже в ненаполненном состоянии обладают более высоким значением напряжения при 100% растяжении и повышенной температурой конечного разложения. Поставленная задача достигается тем, что композиция на основе тройного или четвертичного сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров, содержащего циангруппу, включающая в качестве вулканизующего агента перфтордиимидоиламидин и добавку политетрафторэтилена, использует ультрадисперсный порошок радиационно модифицированного политетрафторэтилена с размером среднечисленного значения диаметра частиц 1-15 мкм при следующем соотношении компонентов, масс. ч.:

сополимер 100
вулканизующий агент 1-4
ультрадисперсный порошок ПТФЭ 1-10.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Смешение компонентов проводят на вальцах или в резиносмесителях закрытого типа при температуре 20-25°C. Сначала подают сополимер и ультрадисперсный порошок ПТФЭ, затем вулканизующий агент. Вулканизацию проводят в две стадии, сначала в прессе при 160-180°C в течение 30 мин, а затем в термостате при ступенчатом подъеме температуры от 30°C до 280°C в течение 38-40 час.

В качестве дисперсного порошка ПТФЭ используют ультрадисперсный порошок ТФЭ, получаемый радиационно механическим методом (РМ ПТФЭ), состоящим в радиационной обработке блочного ПТФЭ с последующим размельчением 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 основы композиции могут быть использованы тройные или четвертичные сополимеры на основе ТФЭ, ПФМВЭ и перфторалкилвиниловых эфиров, содержащих циангруппу, например сополимеры следующих формул:

где m=42-70 мол.%, n=25-55 мол.%, p=1-5 мол.%.

где m=42-70 мол.%, n=25-55 мол.%, p=1-5 мол.%.

где m=42-70 мол.%, n=25-55 мол.%, p=1-4 мол.%, а=1-7 мол.%.

Используемые вулканизующие агенты получаются по известной методике: (Thomas Croft and I.L. Zollinger, Ind, Eng. Chem. Prod. Develop, v. 13, N2, 1974). Испытания вулканизатов проводят по следующим показателям:

упругопрочностные показатели - по ГОСТ 270-75

твердость по Шору - по ГОСТ 263-75

термогравиметрический анализ композитов - по ИСО 7III-87 (ГОСТ 29127-91)

Нижеприведенные примеры иллюстрируют данное изобретение.

Пример 1.

На вальцах при температуре валков 25°C проводят смешение 100 мас.ч. сополимера формулы IV, где n=70 мол.%, m=27,2 мол.%, p=1,24 мол.%, a=1,56 мол.%, 5 мас.ч. RM ПТФЭ со среднечисленным значением размера диаметра 5 МКМ и 3 мас.ч. ДПИА формулы 1, где n=6, m=6, в течение 10 мин. Полученную смесь подвергают вулканизации сначала в прессе при 180°C, а затем в термостате в течение 40 час. Для удобства рассмотрения составы композиций по примеру 1 и всех последующих примеров сведены в таблицу 1 (примеры 1-7), там же приведены два контрольных примера по прототипу (8, 9).

Результаты испытаний полученных вулканизатов приведены в таблице 2.

Вулканизаты имеют светлую окраску.

Таким образом, как видно из данных, приведенных в таблицах, предлагаемые композиции дают вулканизаты, обладающие высоким значением напряжения при 100% растяжении и конечной температурой разложения свыше 600°.

Эластомерная композиция для уплотнительных материалов на основе тройного или четвертичного сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров, содержащего циангруппу, включающая в качестве вулканизующего агента перфтордиимидоиламидин и добавку политетрафторэтилена, отличающаяся тем, что в качестве добавки используется ультрадисперсный порошок радиационно модифицированного политетрафторэтилена размером среднечисленного значения диаметра частиц 1-15 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

сополимер 100
вулканизующий агент 1-4
ультрадисперсный порошок политетрафторэтилена 1-10.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области материаловедения и может быть использовано для получения дисперсных низкомолекулярных фторуглеродных материалов при создании химически стойких и антикоррозийных покрытий.

Изобретение относится к эластомерным композициям на основе сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров и может применятся в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к получению синтетических формованных изделий, например, для изготовления снижающих трение лент, используемых в качестве промежуточного слоя гибких жидкостных трубопроводов, например, для транспортирования нефти.

Изобретение относится к отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции для формирования самосмазывающейся прокладки. Отверждаемая ультрафиолетовым излучением полимерная композиция для самосмазывающейся прокладки включает: (мет)акрилатное соединение, имеющее цикл изоциануровой кислоты, описываемое формулой (1): в которой «X» представляет группу, которая содержит акрилоильную группу и состоит только из С, Н и О, а «Y» и «Z» представляют группы, каждая из которых состоит только из С, Н и О, и политетрафторэтиленовую смолу в качестве твердого смазочного материала, причем (мет)акрилатное соединение, имеющее цикл изоциануровой кислоты, содержится в количестве от 20% по весу до 90% по весу, и политетрафторэтиленовая смола содержится в количестве от 10% по весу до 50% по весу относительно общего количества отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции.

Изобретение относится к получению радиационно-сшиваемой композиции на основе фторуглеродного полимера и предназначено для создания однородной в объеме композиции с высокими вязкоупругими свойствами, обладающей высокой технологичностью и термической стойкостью без сшивок с однородной ровной поверхностью гранул и способной перерабатываться в тонкостенную изоляцию проводов.

Изобретение относится к изоляционным материалам для проводов и кабелей, т.е. к изоляционным материалам для кабельной промышленности, представляющим собой радиационно-сшиваемые композиции (РСК).
Настоящее изобретение относится к материалу на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), способу его получения, применению такого материала для получения электрического кабеля, а также к способу получения электрического кабеля.

Изобретение относится к области материаловедения, в частности к антифрикционным полимерным композиционным материалам, предназначенным для изготовления деталей смазываемых и металлополимерных узлов трения машин и агрегатов.

Изобретение относится к смешанным фторполимерным композициям, которые в одном типичном применении можно применять в качестве покрытия для субстрата и необязательно можно наносить на субстрат, на который ранее уже была нанесена грунтовка, или подложка, и/или промежуточное покрытие.

Изобретение относится к фторопластовой порообразующей композиции (ФПК) для создания надежной облегченной изоляции радиочастотных кабелей. Предложена ФПК, представляющая собой полимерную основу (ПМО) из смеси термопластичных фторопластов Ф-4МБ марок «Б» или «К» в виде гранул и «ВН» или «В» в виде порошка и регулятор порообразования (РП), причем ПМО взята в количестве 99,0-99,5 мас.% ФПК, а РП 0,5-1 мас.% ФПК.

Изобретение относится к полимерной композиции конструкционного назначения на основе фторопласта и порошковых наполнителей и может быть использовано при изготовлении уплотнений для фланцевых соединений ёмкостей, содержащих агрессивные вещества, и устройств, работающих в агрессивной среде. Композиция содержит фторопласт и наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас.%: фторопласт марки Ф-4М 75-95, никелевый порошок со средним размером частиц от 2 до 10 мкм 5-25. Технический результат – улучшенные эксплуатационные показатели, а именно низкая влагопроницаемость, модуль упругости при сохранении высокой коррозионной стойкости, что позволяет достичь герметичности ёмкостей с агрессивными средами на более длительный промежуток времени; обеспечение прокладок для сохранения герметичности фланцевых соединений ёмкостей и увеличение ресурса эксплуатации ёмкости при длительном хранении агрессивных веществ, например отвального гексафторида урана, без их опорожнения до 80-100 лет; обеспечение уплотнителей фланцевых соединений или прокладок фланцев газовых центрифуг для производства гексафторида урана с увеличенным в 2 раза сроком эксплуатации. 5 табл., 5 пр.

Изобретение относится к антифрикционным материалам. Антифрикционный композиционный материал на основе бронзофторопласта с наполнителем состоит из оловянно-свинцовистой бронзы, фторопласта и ультрадисперсных алмазов при следующем соотношении компонентов масс.%: фторопласт - 5-6; ультрадисперсные алмазы - 0,065-0,187; оловянно-свинцовистая бронза - остальное. Способ изготовления материала включает предварительное смешивание порошков фторопласта и ультрадисперсных алмазов. Затем смесь смешивают с порошком оловянно-свинцовистой бронзы. Полученную трехкомпонентную смесь подвергают холодному прессованию при давлении 8000-9000 кгс/см2 с последующим горячим прессованием при температуре 355-400°C и давлении 4500-5500 кгс/см2. Охлаждение горячепрессованной заготовки до комнатной температуры осуществляют под давлением горячего прессования. Обеспечивается повышение механической прочности и триботехнических характеристик антифрикционного композиционного материала. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.

Настоящее изобретение относится к способу получения формовочного порошка политетрафторэтилена, а также к способу получения агломерированного продукта из политетрафторэтилена. Способ получения формовочного порошка политетрафторэтилена включает стадию суспензионной полимеризации мономера, включающего по меньшей мере 99,8 мас.% тетрафторэтилена, в водной среде для получения гранулированных полимерных частиц и стадию размалывания гранулированных полимерных частиц. Водная среда содержит от 0,5 до 2000 ч/млн соединения, описываемого формулой RF(OCF(X1)CF2)k-1OCF(X2)COO-M+, где RF представляет собой перфторированную С1-10 одновалентную органическую группу, Х1 и Х2 представляют собой атомы фтора или трифторметильную группу и М+ представляет собой ион аммония, ион водорода, ион алкилзамещенного аммония или ион щелочного металла. Способ получения агломерированного продукта включает стадию агломерирования указанного формовочного порошка политетрафторэтилена. Полученный формовочный порошок политетрафторэтилена обладает высокой объемной плотностью и получен из гранулированных полимерных частиц без использования эмульгатора, обнаруживающего проблемы с биологическим накоплением и токсичностью. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 10 пр.

Изобретение относится к смешанным композициям фторполимеров, используемым для получения покрытий. В состав композиции входят: низкомолекулярный политетрафторэтилен (LPTFE), имеющий среднечисловую молекулярную массу (Mn) менее 500000 и начальную температуру плавления (Tm) 332°C или менее, в виде жидкой дисперсии частиц со средним размером 1,0 мкм или менее, где жидкая дисперсия включает менее 1,0 вес.% поверхностно-активного вещества от массы дисперсии LPTFE, при этом дисперсию получают эмульсионной полимеризацией и ее не подвергают агломерации, деградации при воздействии температуры, или облучению, и перфторалкокси (PFA) в форме жидкой дисперсии частиц со средним размером частиц 1,0 мкм или менее и имеющий скорость течения в расплаве (MFR) по меньшей мере 4,0 г/10 мин, где содержание PFA в вышеуказанной композиции составляет от 37 до 65 вес.%, а содержание LPTFE составляет от 35 до 63 вес.% от общего содержания твердых веществ вышеуказанных LPTFE и PFA. Смешанную композицию фторполимеров можно использовать для изготовления покрытия с улучшенной непроницаемостью, стойкостью к образованию пятен, износоустойчивостью, гладкостью и большими величинами контактных углов. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 64 ил., 5 табл., 11 пр.
Изобретение относится к способу получения композиционных полимерных материалов, которые могут быть использованы для изготовления уплотнительных деталей. Способ получения полимерных композиций на основе политетрафторэтилена включает предварительное диспергирование минерального наполнителя флогопита и шпинели магния в планетарной мельнице. Далее осуществляют последующую ультразвуковую обработку в среде этилового спирта при объемной мощности ультразвука 3000 Вт в течение 15 мин. Затем осуществляют изготовление изделий путем холодного прессования с последующим свободным спеканием и охлаждением. Использование изобретения позволит снизить скорость массового изнашивания композиционного материала до 370 раз и повысить относительное удлинение на 36%, а изделий на его основе -ресурс работы машин и оборудования. 1 табл., 1 пр.

Изобретение направлено на разработку двухстадийного способа получения массивных блочных изделий из суспензионного политетрафторэтилена и неагломерированных наночастиц наполнителя, представляющего собой молекулярный нанокомпозит на основе ультрадисперсного политетрафторэтилена и наночастиц диоксида титана или диоксида кремния, синтезированный из газовой фазы пиролизом с последующим осаждением аммиачной водой на первой стадии. На второй стадии материал дополнительно проходит механическую обработку в механоактиваторе в течение 15 мин, таблетирование в пресс-форме при давлении Р 100 МПа в течение 60 с, спекание с содержанием наполнителя 0,05-0,5 мас.ч. на 100 мас.ч. суспензионного политетрафторэтилена при температуре Т 365-370°С в течение 60 мин без избыточного давления. Техническим результатом является улучшение физико-механических свойств композита. 4 ил.

Изобретение относится к области получения резиновых смесей на основе перфторированных соединений, такие композиции предназначены для использования в качестве уплотнительных материалов в химической, нефтеперерабатывающей промышленности и микроэлектронике. Описана эластомерная композиция для уплотнительных материалов на основе тройного или четвертичного сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров, содержащего циангруппу, включающая в качестве вулканизующего агента перфтордиимидоиламидин и добавку политетрафторэтилена, отличающаяся тем, что в качестве добавки используется ультрадисперсный порошок радиационно модифицированного политетрафторэтилена размером среднечисленного значения диаметра частиц 1-15 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: сополимер 100, вулканизующий агент 1-4, ультрадисперсный порошок политетрафторэтилена 1-10. Технический результат: разработана композиция, вулканизаты которой даже в ненаполненном состоянии обладают высоким напряжением при 100 растяжении и повышенной температурой конечного разложения. 2 табл., 7 пр.

Наверх