Эластомерная композиция на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров



Эластомерная композиция на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров
Эластомерная композиция на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров
Эластомерная композиция на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров
Эластомерная композиция на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров
Эластомерная композиция на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров

 


Владельцы патента RU 2608091:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" (ФГУП "НИИСК") (RU)

Изобретение относится к области получения резиновых смесей на основе тройных или четверных бромсодержащих сополимеров тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров. Описана эластомерная композиция для уплотнительных материалов на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров, включающая вулканизующий агент, органический пероксид, соагент вулканизации - триаллилизоцианурат и акцептор галогеноводородов, выбранный из группы, включающей оксид цинка и гидроксид кальция, которая дополнительно содержит радиационно-модифицированный политетрафторэтилен со среднечисленным размером частиц 1-15 мкм при следующих соотношениях компонентов, масс. ч.: сополимер 100, органический пероксид 2,0-3,5, триаллилизоцианурат 2,0-3,5, акцептор галогеноводородов 2,0-3,0, радиационно-модифицированный ПТФЭ 2-20. Технический результат: разработка композиции, вулканизаты которой обладают пониженным водопоглощением при 200ºС, при сохранении высоких прочностных характеристик композита. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 16 пр.

 

Предлагаемое изобретение относится к области получения резиновых смесей на основе тройных или четверных бромсодержащих сополимеров тетрафторэтилена (ТФЭ) и перфторалкилвиниловых эфиров (ПФАВЭ).

Такие композиции предназначены для использования в качестве уплотнительных материалов, применяемых в химической, нефтеперерабатывающей промышленности, буровой технике, а также других отраслях техники, где требуются высокие термоагрессивные свойства.

Известна эластомерная композиция на основе сополимера общей формулы:

где R=смесь СН2 и CF2, в которой содержание компонентов R=СН2 составляет не менее 60%;

RF=-CF3; -OCF3; -OCF2CF2CF2OCF3;

n=64,0-85,0 мол %, k=1-3;

p=0,3-3,0 мол %;

m = остальное до 100%

следующего состава:

полимер 100 масс. ч.
сажа Т-900 25 масс. ч.
гидроксид кальция 3,0 масс. ч.
Luperox 101XL 45 2,5 – масс. ч.
Триаллилизоцианурат (DIAK # 7) 2,5 масс ч.

Вулканизаты обладают высокими физико-механическими показателями:

твердость по Шору 68-76
прочность при растяжении, МПа 14,5-19,5
относительное удлинение при разрыве, % 180-200

([RU 2407753] CO8L 27/16, опубликовано 27.12.10, приоритет 25.03.09.)

Однако по данным авторов настоящей заявки композиции обладают высоким влагопоглощением. Так, в среде перегретого пара при 200°C в течение 70 часов этот показатель достигает до 40% объема.

Известна эластомерная композиция на основе сополимера тетрафторэтилена общей формулы:

где Rf = -CF3; -OCF3; -OCF2CF2CF2OCF3;

R'f = -CF20(CF2)kCF2Br, -OCF2CF2Br;

n=64,0-85,0 мол. %, k=1-3;

p=0,3-3,0 мол. %;

m - остальное до 100 мол. %.

Композиция содержит:

полимер 100 масс. ч.
сажа - Т-900 20-25 масс. ч.
гидроксид кальция 3,0-5,0 масс. ч.
Luperox 101XL-45 2-3 масс. ч.
триаллилизоцианурат (DIAK#7) 2-3 масс. ч.
фуллереновая сажа 0,5-2 масс. ч.

Вулканизаты на их основе обладают хорошими физико-механическими свойствами:

твердость по Шору от 71 до 80
прочность при растяжении, МПа 14,0-17,7
относительное удлинение при разрыве, % 160-185

[RU 2499011, CO8L 27/16, приоритет от 10.02.12.]

Однако по данным авторов настоящей заявки композиции обладают высоким влагопоглощением. Так в среде перегретого пара при 200°C в течение 70 часов этот показатель составляет до 20% масс.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату является композиция на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторметилвинилового эфира (PMVE). Сополимер содержит до 5% мол. перфторалкилвиниловых эфиров, отличных от PMVE. Содержание бромсодержащего мономера в сополимере составляет от 0,001 до 5% масс. ч.

Композиция включает 2,0 масс. ч. вулканизующего агента перекисного характера 3,5 масс. ч. соагента вулканизации (триаллилизоцианурат, марки TAIC М60) 3,0 масс. ч. акцептора галогеноводородов (например, оксид цинка) и наполнитель. В качестве наполнителя используют технический углерод.

Вулканизаты такой композиции обладают высокими прочностными показателями в наполненном состоянии 18,9-19,4 МПа). Однако также обладают достаточно высоким водопоглощением. Так, в среде перегретого пара при 200°C в течение 70 часов этот показатель составляет 14-17% объема [патент US 6303699, CO8F 3/18, приоритет от 18.02.99].

Задачей предлагаемого технического решения является разработка композиции на основе бромсодержащих сополимеров ТФЭ и ПФАВЭ, вулканизаты которой обладают пониженным водопоглощением при 200°C, при сохранении высоких прочностных характеристик композита.

Поставленная задача достигается тем, что композиция на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров, включающая вулканизующий агент - органический пероксид, соагент вулканизации - триаллилизоцианурат и акцептор галогеноводородов дополнительно содержит радиационно-модифицированный политетрафторэтилен со среднечисленным размером частиц 1-15 мкм при следующем соотношении компонентов резиновой смеси (масс. ч.):

сополимер 100
органический пероксид 2,0-3,5
триаллилизоцианурат 2,0-3,5
акцептор галогеноводородов 2,0-3,0
радиационно-модифицированный ПТФЭ 2-20

Композиция может дополнительно содержать наполнитель - технический углерод в количестве 2-20 масс. ч., например, марки Т-900.

В качестве основы композиции могут быть использованы тройные или четверные сополимеры на основе ТФЭ, например, сополимеры общей формулы:

где

n=42-71 мол. %,

m=27,0-56,0 мол. %,

р=0,5-2,0 мол. %,

Rf = -CF3, CF2CF2CF3, (CF2)3OCF3,

R'f = -OCF2CF2Br, -CF2O(CF2)kCF2Br, k=1-3.

В качестве радиационно-модифицированного политетрафторэтилена (РМ ПТФЭ) используют порошок ПТФЭ, получаемый радиационно-механическим методом, состоящим в радиационной обработке блочного ПТФЭ с последующим измельчением 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 вулканизацию агента может быть использована, например, перекись-2,5-бис-(третбутилперокси)-2,5-диметилгексан, выпускаемая под маркой Luperox 101XL. В качестве соагента вулканизации используют триаллилизоцианурат, который выпускается по ТУ 6-01-2-699-89 под маркой ТАИЦ.

В качестве акцептора галогеноводородов используют гидроксид кальция или оксид цинка. Первый выпускается по ГОСТ 9262-77, а второй - по ГОСТ 10262-73. Сущность предлагаемого изобретения заключается в смешении компонентов композиции на вальцах либо в резиносмесителях закрытого типа при температуре 20-25°C. Сначала вводят сополимер и РМ ПТФЭ, затем оставшиеся компоненты композиции, общее время смешения ~15 минут. Вулканизацию проводят в две стадии: сначала в прессе при 155-160°C в течение 15-20 минут, а затем в термостате при ступенчатом нагреве от 20°C до 230°C в течение 24 часов. Оценку физико-механических свойств композиции проводят по следующим государственным стандартам:

- упругопрочностные показатели - по ГОСТ 270-75,

- твердость по Шору - по ГОСТ 263-75.

Водопоглощение композитов - по методике, описанной в патенте US 6303699.

Образцы композитов прогревались в дистиллированной воде при 200°C в течение 70 ч.

Водопоглощение оценивали по увеличению массы.

Нижеприведенные примеры иллюстрируют, но не ограничивают предлагаемое изобретение.

Пример 1

На вальцах при температуре валков 25°C смешивают 100 м.ч. сополимера общей формулы:

где n=70 мол. %, m=28,8 мол. %, р=1,2 мол. %.

2 масс. ч. РМ ПТФЭ со среднечисленным размером частиц 5 мкм, 3,5 масс. ч. ТАЙЦ, 3,0 масс. ч. Luperox 101 XL-45 и 3,0 масс. ч. гидроксида кальция.

Полученную смесь подвергают вулканизации сначала в прессе при температуре 155°C в течение 15 минут, а затем в термостате в течение 24 часов при ступенчатом нагреве до 230°C.

Для удобства рассмотрения составы композиции по примеру 1 и всех последующих примеров сведены в таблицу 1, там же приведен контрольный пример (7).

Результаты испытаний приведены в таблицах.

Таким образом, как видно из данных, приведенных в таблицах, предлагаемая композиция обладает значительно пониженным водопоглощением при сохранении высоких прочностных показателей.

1. Эластомерная композиция для уплотнительных материалов на основе бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров, включающая вулканизующий агент, органический пероксид, соагент вулканизации-триаллилизоцианурат и акцептор галогеноводородов, выбранный из группы, включающей оксид цинка и гидроксид кальция, заключающаяся в том, что она дополнительно содержит радиационно-модифицированный политетрафторэтилен со среднечисленным размером частиц 1-15 мкм при следующих соотношениях компонентов, масс. ч.:

сополимер 100
органический пероксид 2,0-3,5
триаллилизоцианурат 2,0-3,5
акцептор галогеноводородов 2,0-3,0
радиационно-модифицированный ПТФЭ 2-20

2. Эластомерная композиция по п. 1, заключающаяся в том, что она дополнительно содержит технический углерод в количестве 2-20 масс. ч. на 100 масс. ч. сополимера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к композиции полимеров, используемой в составе диспергирующего средства, ее получению и применению. Предложена композиция полимеров для использования в качестве диспергирующего средства, содержащая 5-95 мас.% сополимера Н и 2-60 мас.% сополимера K, сополимеры Н и K каждый имеют полиэфирные макромономерные структурные элементы и кислотные мономерные структурные элементы, присутствующие в сополимерах Н и K в каждом случае в молярном соотношении от 1:20 до 1:1, и по меньшей мере 20 мол.% всех структурных элементов сополимера Н и по меньшей мере 25 мол.% всех структурных элементов сополимера K присутствуют в каждом случае в форме кислотных мономерных структурных элементов.

Изобретение относится к композиции полимеров, используемой в составе диспергирующего средства, ее получению и применению. Предложена полимерная композиция для использования в качестве диспергирующего вещества, содержащая 3-95 весовых % сополимера Н и 3-95 весовых % сополимера К, при этом каждый из сополимеров Н и К содержит структурные звенья макромономера простого полиэфира и структурные звенья мономера кислоты, которые присутствуют в сополимерах Н и К, в каждом случае, в молярном соотношении 1:20-1:1, и по крайней мере 20 мольных % всех структурных звеньев сополимера Н и по крайней мере 25 мольных % всех структурных звеньев сополимера К, в каждом случае, присутствуют в виде структурных звеньев мономера кислоты, при этом структурные звенья макромономера простого полиэфира сополимеров Н и К содержат боковые цепи, в каждом случае, содержащие, по крайней мере, 5 атомов кислорода простого эфира, при этом количество атомов кислорода простого эфира в боковой цепи структурных звеньев макромономера простого полиэфира сополимеров Н и К, в каждом случае, варьируется таким образом, что соответствующие диаграммы плотности распределения вероятностей, где количество атомов кислорода простого эфира в боковой цепи структурного звена макромономера простого полиэфира, в каждом случае, отображается на оси абсцисс и соответственно соответствующие частоты встречаемости сополимеров Н или К, в каждом случае, отображаются на оси ординат, содержат, в каждом случае, по крайней мере, 2 максимума, значения абсциссы которых, в каждом случае, отличаются друг от друга более чем на 7 атомов кислорода простого эфира, при этом диаграммы плотности распределения вероятности сополимеров Н и К отличаются друг от друга тем, что значение абсциссы, по крайней мере, одного максимума сополимера Н, в каждом случае, отличается более чем на 5 атомов кислорода простого эфира от значений абсциссы всех максимумов сополимера К, и/или тем, что средние арифметические атомов кислорода простого эфира структурных звеньев макромономера простого полиэфира сополимеров Н и К отличаются друг от друга более чем на 5 атомов кислорода простого эфира.

Изобретение относится к полимерной композиции и способу ее приготовления, диспергирующему веществу и способу его приготовления, а также к применению полимерной композиции.
Изобретение относится к области переработки пластмасс, в частности к полиэфирной композиции для защитного покрытия металлических поверхностей. .

Изобретение относится к составам для получения электролюминесцентных слоев, которые могут применяться в электролюминесцентных приборах, устройствах отображения информации, индикаторной и конденсаторной технике.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к -f СН,-СН()}-( -{о(СНг),ОС(0)СН,СНз )J Состав смеси по изобретению, мае.ч.: изопреновый каучук 50, полибутадиеновый каучук 50, сера 1,1-2,0; оксид резиновой смеси на основе изопренового и полибутадиенового .каучуков, и может быть использовано в промышленности резинотехнических изделий и тинной промышленности.

Изобретение относится к области пластификации фторкаучуков, в частности к пластификаторам временного характера. Пластификаторами для фторкаучуков являются химические соединения, которые представляют собой фторпроизводные спирты.

Изобретение относится к резиновым смесям на основе фтористых каучуков. Резиновая смесь содержит сополимер винилиденфторида и хлортрифторэтилена и тройной сополимер винилиденфторида, гексафторпропилена и тетрафторэтилена с 0,3 мас.% функциональной группы брома, оксид магния и гидрооксид кальция в качестве активатора вулканизации и технический углерод Т-900.
Изобретение относится к способу получения термопластичной эластомерной композиции с повышенной стойкостью к действию агрессивных сред, которые могут быть использованы для изготовления методами литья под давлением и экструзии прокладок, втулок, манжет и других резинотехнических изделий, работающих в условиях контакта с агрессивными средами.

Изобретение относится к получению полимерных композиций на основе сополимеров фторолефинов, используемых в химической, нефтеперерабатывающей промышленности, в частности в узлах техники глубокого бурения.

Изобретение относится к получению резиновых смесей и может быть использовано для получения уплотнительных материалов, работоспособных в условиях агрессивных сред при высоких температурах.
Изобретение относится к области полимерных термопластичных композиций на основе полиуретанов и фторполимеров. .

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности к водным дисперсиям на основе винилиденфторида для получения защитных красок. .

Изобретение относится к области бромсодержащих сополимеров на основе тетрафторэтилена. .
Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано при изготовлении резиновых технических изделий из смеси на основе сополимеров винилиденфторида и гексафторпропилена с различной молекулярной массой, предназначенных для работы в агрессивных средах при повышенных температурах.

Изобретение относится к смоляной композиции для труб из жесткого ударопрочного поливинилхлорида (УПВХ), обладающей превосходной прочностью и сопротивлением гидростатическому давлению, которая содержит смолу поливинилхлорида (ПВХ) со значением К от 72 до 84, от 1 мас.

Изобретение относится к монобензоатному пластификатору, а именно 3-фенилпропилбензоату, пригодному для использования в качестве пластификатора в дисперсиях полимеров, к полимерным адгезивным композициям, в том числе на водной и неводной основе, а также пригодных для использования в упаковочных клеях, монтажных адгезивах, в ламинатах, конвертах, упаковках для пищевых продуктов, столярном клее, строительных адгезивах, для сборки электронных изделий, содержащих указанный монобензоатный пластификатор, к смесям пластификаторов, содержащим указанный монобензоатный пластификатор, латексному клею, уплотняющей и герметизирующей композиции, содержащих указанный монобензоатный пластификатор, к способу обеспечения вязкостной характеристики, улучшения времени схватывания пленки по краям при использовании указанного монобензоатного пластификатора.
Наверх