CN101065440B - 热塑性聚合物组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种热塑性聚合物组合物,其兼具优异的耐热性-耐化学性-耐油性、具有柔软性、且成型加工性优异。本发明的热塑性聚合物组合物含有10重量%~95重量%氟树脂(A)和90重量%~5重量%交联氟橡胶(B),其中,所述氟树脂(A)含有熔点为120℃~330℃的含氟乙烯性聚合物(a),所述交联氟橡胶(B)是在氟树脂(A)和交联剂(C)的存在下,使至少1种的氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)在熔融条件下进行动态交联处理而成的。
Description
技术领域
本发明涉及含有氟树脂和交联氟橡胶的热塑性聚合物组合物,还涉及含有该热塑性聚合物组合物的成型品、密封材料、燃料周边零件、燃料软管、燃料容器。
背景技术
交联橡胶由于具有优异的耐热性、耐化学性、柔软性,多用于车辆零件、家电零件、电线包覆、医疗用零件等领域中。但是,使用交联橡胶来制造成型品时,一般要经过复杂的工序,该工序例如为:(1)将未交联橡胶与交联剂、受酸剂、填充剂等共同混炼的步骤、(2)使用挤出机或注射成型机进行成型的步骤、(3)使用加压或烘炉进行交联的步骤等,因而要得到成型品必需较长的时间。此外,由于交联橡胶在交联后不熔融,因而不能进行熔合等后加工,存在不能再循环的问题。
为了解决上述问题,已经开发出了使聚丙烯类树脂等热塑性树脂和未交联的交联性橡胶与交联剂一起在挤出机中进行熔融混炼并同时进行交联的所谓动态交联技术。
根据该技术,可以得到将交联橡胶粒子分散在聚丙烯类树脂等热塑性树脂中而成的热塑性树脂组合物,该热塑性树脂组合物是热塑性的,能够进行熔融成型或再循环,并且能够表现出近似于交联橡胶的性能。作为该动态交联橡胶(TPV),例如具有将发生了交联的乙烯-丙烯-二烯烃橡胶(EPDM)分散于聚丙烯类树脂中的结构的动态交联橡胶(例如,参照特开平6-287368号公报、特开平6-256571号公报或特开平11-228750号公报)等橡胶已经得到了广泛的研究,其中的一部分已被实用化。
但是,对于上述含有聚丙烯类树脂和交联EPDM的TPV,由于其基质为聚丙烯类树脂,因而其实际上在聚丙烯类树脂的熔点以上时不具有 耐热性,此外耐化学性也较差。
为了开发出耐热性和耐化学性优异的TPV,例如已知有使用聚酯类树脂或4-甲基-1-戊烯类树脂作为基质来分散交联橡胶的结构的TPV(例如,参照特开平10-212392号公报、特开平11-269330号公报)。但是,与含有聚丙烯类树脂和交联EPDM的TPV相比,这些TPV虽然在耐热性和耐化学性方面有一些提高,但是还不充分,此外还存在柔软性或力学性能较差的问题。
进而,对具有以氟树脂作为基质来分散发生了交联的氟橡胶(该发生了交联的氟橡胶作为交联橡胶)的结构的TPV进行了研究(例如,参照特开昭61-57641号公报、特开平5-140401号公报或特开平6-228397号公报)。该TPV虽然具有由作为基质的氟树脂所带来的优异的耐热性和耐化学性,但是由于交联氟橡胶的分散不均一,因而其柔软性或压缩永久变形性等物性较差,此外成型加工性也不充分。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热塑性聚合物组合物,该热塑性聚合物组合物兼具优异的耐热性-耐化学性-耐油性-燃料屏蔽性、具有柔软性且成型加工性优异。
即,本发明涉及一种热塑性聚合物组合物,该热塑性聚合物组合物含有10重量%~95重量%氟树脂(A)和90重量%~5重量%交联氟橡胶(B),其中,所述氟树脂(A)含有熔点为120℃~330℃的含氟乙烯性聚合物(a),所述交联氟橡胶(B)是在氟树脂(A)和交联剂(C)的存在下,使至少1种的氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)在熔融条件下进行动态交联处理而成的。
含氟乙烯性聚合物(a)的熔点优选为150℃~310℃。
含氟乙烯性聚合物(a)优选为选自由下述(a-1)、(a-2)、(a-3)和(a-4)组成的组中的至少一种聚合物,
所述(a-1)为四氟乙烯和乙烯的共聚物;
所述(a-2)为四氟乙烯和下述通式(1)所示的全氟乙烯性不饱和化合物 的共聚物;
所述(a-3)为含有19摩尔%~90摩尔%四氟乙烯单元、9摩尔%~80摩尔%乙烯单元和1摩尔%~72摩尔%下述通式(1)所示的全氟乙烯性不饱和化合物单元的共聚物;
所述(a-4)为聚偏二氟乙烯;
所述通式(1)为:
CF2=CF-Rf 1 (1)
通式(1)中,Rf 1表示-CF3或-ORf 2,Rf 2表示碳原子数为1~5的全氟烷基。
交联剂(C)优选为选自由有机过氧化物、多胺化合物、多羟基化合物组成的组中的至少1种物质。
所述组合物优选为氟树脂(A)形成连续相且交联氟橡胶(B)形成分散相的结构。
交联氟橡胶(B)的平均分散粒径优选为0.01μm~30μm。
氟树脂(A)与氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)的熔融粘度的比优选为0.1~1.5。
热塑性聚合物组合物的熔体流动速率优选为1g/10min~30g/10min。
热塑性聚合物组合物的燃料透过性优选为0.1g·mm/m2·天~20g·mm/m2·天。
此外,本发明涉及含有上述热塑性聚合物组合物的成型品、密封材料、燃料周边零件、单层燃料软管和单层燃料容器。
本发明还进一步地涉及含有含上述热塑性聚合物组合物的层的多层燃料软管或多层燃料容器。
具体实施方式
本发明涉及一种热塑性聚合物组合物,该热塑性聚合物组合物含有10重量%~95重量%氟树脂(A)和90重量%~5重量%交联氟橡胶(B),其中,所述氟树脂(A)含有熔点为120℃~330℃的含氟乙烯性聚合物(a),所述交联氟橡胶(B)是在氟树脂(A)和交联剂(C)的存在下,使至少1种的氟 橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)在熔融条件下进行动态交联处理而成的。
作为氟树脂(A),不特别限定,可以为含有至少1种的含氟乙烯性聚合物(a)的氟树脂,含氟乙烯性聚合物(a)可以具有来源于至少1种的含氟乙烯性单体的结构单元。作为上述含氟乙烯性单体,可以举出例如,四氟乙烯、下述通式(1)所示的全氟乙烯性不饱和化合物等全氟烯烃;氯三氟乙烯、三氟乙烯、六氟异丁烯、偏二氟乙烯、氟乙烯、下述通式(2)所示的化合物等的氟烯烃等;
CF2=CF-Rf 1 (1)
通式(1)中,Rf 1为-CF3或-ORf 2,Rf 2是碳原子数为1~5的全氟烷基;
CH2=CX1(CF2)nX2 (2)
通式(2)中,X1为氢原子或氟原子,X2为氢原子、氟原子或氯原子,n为1~10的整数。
而且,含氟乙烯性聚合物(a)可以具有来源于能够与上述含氟乙烯性单体共聚的单体的结构单元,作为该单体,可以举出除上述氟代烯烃、全氟烯烃以外的不含氟的乙烯性单体。作为不含氟的乙烯性单体,可以举出例如,乙烯、丙烯或烷基乙烯基醚类等。其中,烷基乙烯基醚指的是具有碳原子数为1~5的烷基的烷基乙烯基醚。
其中,从所得到的热塑性聚合物组合物的耐热性-耐化学性-耐油性优异且成型加工性变得容易的方面考虑,含氟乙烯类聚合物(a)优选为(a-1)、(a-2)、(a-3)和(a-4)中的任意一种;
所述(a-1)为含有四氟乙烯和乙烯的乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE);
所述(a-2)为含有四氟乙烯和下述通式(1)所示的全氟乙烯性不饱和化合物的四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物(PFA)或四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP);
所述(a-3)为含有四氟乙烯、乙烯和下述通式(1)所示的全氟乙烯性不饱和化合物的乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(Et-TFE-HFP共聚物);
所述(a-4)为聚偏二氟乙烯(PVDF);
所述通式(1)为:
CF2=CF-Rf 1 (1)
通式(1)中,Rf 1为-CF3或-ORf 2,Rf 2是碳原子数为1~5的全氟烷基。接着对(a-1)~(a-4)的优选的含氟乙烯性聚合物进行说明。
(a-1)ETFE
所述含氟乙烯性聚合物(a)为ETFE时,其除了具有上述作用效果之外,还在低燃料透过性和柔软性方面是优选的。四氟乙烯单元和乙烯单元的含有摩尔比优选为20∶80~90∶10,更优选为62∶38~90∶10,特别优选为63∶37~80∶20。其还可以含有第3成分,作为第3成分,只要是能够与四氟乙烯和乙烯共聚的成分则对其种类不限定。作为第3成分,通常使用下式所示的单体;
CH2=CX3Rf 3、CF2=CFRf 3、CF2=CFORf 3、CH2=C(Rf 3)2 (式中,X3表示氢原子或氟原子,Rf 3表示氟代烷基),其中,更优选为CH2 =CX3Rf 3所示的含氟乙烯基单体,特别优选Rf 3的碳原子数为1~8的单体。
作为上式所示的含氟乙烯性单体的具体例子,可以举出,1,1-二氢全氟-1-丙烯、1,1-二氢全氟-1-丁烯、1,1,5-三氢全氟-1-戊烯、1,1,7-三氢全氟-1-庚烯、1,1,2-三氢全氟-1-己烯、1,1,2-三氢全氟-1-辛烯、2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基乙烯基醚、全氟(甲基乙烯基醚)、全氟(丙基乙烯基醚)、六氟丙烯、全氟-1-丁烯、3,3,3-三氟-2-三氟甲基-1-丙烯、2,3,3,4,4,5,5-七氟-1-戊烯(CH2=CFCF2CF2CF2H)。
第3成分的含量相对于含氟乙烯性聚合物(a)优选为0.1摩尔%~10摩尔%,更优选为0.1摩尔%~5摩尔%,特别优选为0.2摩尔%~4摩尔%。
(a-2)PFA或FEP
所述含氟乙烯性聚合物(a)为PFA或FEP时,其在上述作用效果中特别具有优异的耐热性,并且除具有上述作用效果之外,还表现出低燃料透过性,因此是优选的。所述含氟乙烯性聚合物(a)更优选含有90摩尔%~99摩尔%四氟乙烯单元和1摩尔%~10摩尔%通式(1)所示的全氟乙烯性不饱和化合物单元。此外,含有四氟乙烯和通式(1)所示的全氟乙烯性不饱和化合物的含氟乙烯性聚合物(a)也可以含有第3成分,作为第3成分, 只要是能够与四氟乙烯和通式(1)所示的全氟乙烯性不饱和化合物共聚的成分则对其种类不限定。
(a-3)Et-TFE-HFP共聚物
所述含氟乙烯性聚合物(a)为Et-TFE-HFP共聚物时,其除具有上述作用效果之外,还在低燃料透过性和柔软性方面优选。该含氟乙烯性聚合物(a)更优选含有19摩尔%~90摩尔%四氟乙烯单元、9摩尔%~80摩尔%乙烯单元、和1摩尔%~72摩尔%通式(1)所示的全氟乙烯性不饱和化合物单元,进一步优选含有20摩尔%~70摩尔%四氟乙烯单元、20摩尔%~60摩尔%乙烯单元、和1摩尔%~60摩尔%通式(1)所示的全氟乙烯性不饱和化合物单元。
此外,含有四氟乙烯、乙烯和通式(1)所示的全氟乙烯性不饱和化合物的含氟乙烯性聚合物(a)也可以含有追加成分,作为追加成分,可以举出2,3,3,4,4,5,5-七氟-1-戊烯(CH2=CFCF2CF2CF2H)等。
追加成分的含量相对于含氟乙烯性聚合物(a)优选为0.1摩尔%~3摩尔%。
(a-4)PVDF
所述含氟乙烯性聚合物(a)为PVDF时,其除具有上述作用效果之外,还具有柔软性和优异的力学物性,因此优选。
此外,含氟乙烯性聚合物(a)的熔点为120℃~330℃,优选为150℃~310℃,更优选为150℃~290℃,进一步优选为170℃~250℃。若含氟乙烯性聚合物(a)的熔点小于120℃,则所得到的热塑性聚合物组合物的耐热性有降低的趋势;若超过330℃,则在氟树脂(A)和交联剂(C)的存在下使氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)在熔融条件下进行动态交联时,需要将熔融温度设定在含氟乙烯性聚合物(a)的熔点以上,但是此时氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)有热劣化的趋势。
作为本发明中所使用的交联氟橡胶(B),只要是使至少1种的氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)在熔融条件下进行动态交联处理而成的,则不特别限定。
作为氟橡胶(b-1),可以举出例如,全氟橡胶、非全氟橡胶等。
作为全氟橡胶,可以举出四氟乙烯(下文称为TFE)/全氟(烷基乙烯基醚)(下文称为PAVE)类共聚物、TFE/六氟丙烯(下文称为HFP)/PAVE类共聚物等。
作为非全氟橡胶,可以举出例如,偏二氟乙烯(下文称为VdF)类聚合物、TFE/丙烯类共聚物等,它们可以分别单独使用或在不损害本发明效果的范围内任意组合使用。
此外,作为上述全氟橡胶或非全氟橡胶所举出的例子为其主要单体的结构,也可以适宜地使用将上述主要单体与交联用单体或改性单体等进行共聚而得到的橡胶。作为交联用单体或改性单体,可以使用含有碘原子、溴原子、双键的单体等公知的交联用单体;转移剂、公知的乙烯性不饱和化合物等改性单体等。
作为上述VdF类聚合物,具体地说,可以举出VdF/HFP类共聚物、VdF/TFE/HFP类共聚物、VdF/TFE/丙烯类共聚物、VdF/乙烯/HFP类共聚物、VdF/TFE/PAVE类共聚物、VdF/PAVE类共聚物、VdF/氯三氟乙烯(下文称为CTFE)类共聚物等。更具体地说,所述VdF类聚合物优选为含有25摩尔%~85摩尔%的VdF和75摩尔%~15摩尔%能够与VdF共聚的至少1种其它单体的含氟共聚物,更优选为含有50摩尔%~80摩尔%的VdF和50摩尔%~20摩尔%能够与VdF共聚的至少1种其它单体的含氟共聚物。
其中,作为能够与VdF共聚的至少1种的其它单体,可以举出例如,TFE、CTFE、三氟乙烯、HFP、三氟丙烯、四氟丙烯、五氟丙烯、三氟丁烯、四氟异丁烯、PAVE、氟乙烯等含氟单体;乙烯、丙烯、烷基乙烯基醚等不含氟单体。它们可以分别单独使用或任意组合使用。
上述氟橡胶中,从耐热性、压缩永久变形性、加工性、成本方面考虑,优选为含有VdF单元的氟橡胶,从压缩永久变形性优异的方面考虑,更优选为具有VdF单元和HFP单元的氟橡胶。
此外,上述氟橡胶优选为选自由VdF/HFP类氟橡胶、VdF/TFE/HFP类氟橡胶、TFE/丙烯类氟橡胶组成的组中的至少1种橡胶,更优选为VdF/TFE/HFP类氟橡胶。
作为含氟热塑性弹性体(b-2),只要含有至少1种弹性体性聚合物链段(S1)和至少1种非弹性体性聚合物链段(S2),则不特别限定,但是从与氟树脂(A)的相容性优异的方面考虑,优选弹性体性聚合物链段(S1)和非弹性体性聚合物链段(S2)中的至少一方为含氟聚合物链段,更优选S1和S2这两者都为含氟聚合物链段。此时,可以期待本发明的热塑性聚合物组合物的成型加工性得到提高,并可以期待由此得到的成型品具有优异的拉伸断裂强度和拉伸断裂伸长率。
弹性体性聚合物链段(S1)向聚合物赋予柔软性,其玻璃化转变温度为25℃以下,优选为0℃以下。作为其结构单元,可以举出例如,四氟乙烯、氯三氟乙烯、六氟丙烯、下述通式(3)所示的全氟乙烯基醚等全卤烯烃;偏二氟乙烯、三氟乙烯、三氟丙烯、四氟丙烯、五氟丙烯、三氟丁烯、四氟异丁烯、氟乙烯等含氟单体;乙烯、丙烯、烷基乙烯基醚等不含氟单体等;
CF2=CFO(CF2CFX4O)p-(CF2CF2CF2O)q-Rf 4 (3)
通式(3)中,X4为氟原子或-CF3,Rf 4是碳原子数为1~5的全氟烷基,p为0~5的整数,q为0~5的整数。
作为提供交联部位的单体,可以举出例如,下述通式(4)所示的含碘或溴的单体、下述通式(5)所示的单体等,这些单体可以分别单独使用或任意组合使用;
CX5 2=CX5-Rf 5CHR1X6 (4)
通式(4)中,X5为氢原子、氟原子或-CH3,Rf 5为氟代亚烷基、全氟亚烷基、氟代聚氧化亚烷基或全氟聚氧化亚烷基,R1为氢原子或-CH3,X6 为碘原子或溴原子;
CF2=CFO(CF2CF(CF3)O)m(CF2)n-X7 (5)
通式(5)中,m为0~5的整数,n为1~3的整数,X7为氰基、羧基、烷氧羰基、溴原子。
接着,作为非弹性体性聚合物链段(S2)的结构单元,可以举出四氟乙烯、氯三氟乙烯、全氟(烷基乙烯基醚)、六氟丙烯、下述通式(6)所示的化合物、全氟-2-丁烯等全卤烯烃;偏二氟乙烯、氟乙烯、三氟乙烯、下述 通式(7)所示的化合物、CH2=C(CF3)2等部分氟化烯烃;乙烯、丙烯、氯乙烯、乙烯基醚、羧酸乙烯基酯、丙烯酸等的不含氟单体等;
CF2=CF(CF2)rX8 (6)
通式(6)中,r为1~10的整数,X8为氟原子或氯原子;
CH2=CX9-(CF2)s-X9 (7)
通式(7)中,X9为氢原子或氟原子,s为1~10的整数。
此外,其中优选弹性体性聚合物链段(S1)为四氟乙烯、偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物且非弹性体性聚合物链段(S2)为四氟乙烯和乙烯的共聚物的含氟热塑性弹性体(b-2),更优选弹性体性聚合物链段(S1)为四氟乙烯/偏二氟乙烯/六氟丙烯=0摩尔%~35摩尔%/40摩尔%~90摩尔%/5摩尔%~50摩尔%且非弹性体性聚合物链段(S2)为四氟乙烯/乙烯=20摩尔%~80摩尔%/80摩尔%~20摩尔%的含氟热塑性弹性体(b-2)。
重要的是,含氟热塑性弹性体(b-2)为弹性体性聚合物链段(S1)和非弹性体性聚合物链段(S2)在1个分子中以嵌段或接枝的方式键合而成的含氟多元链段化聚合物,该含氟热塑性弹性体(b-2)更优选含有:
(1)含有1个弹性体性聚合物链段(S1)和1个非弹性体性聚合物链段(S2)且其中的一方为含氟聚合物链段的二嵌段聚合物、和/或
(2)含有1个弹性体性聚合物链段(S1)和2个非弹性体性聚合物链段(S2)且其中的至少一方为含氟聚合物链段的三嵌段聚合物,
该含氟热塑性弹性体(b-2)特别优选含有:
(1)含有1个弹性体性聚合物链段(S1)和1个非弹性体性聚合物链段(S2)且其中的两种链段均为含氟聚合物链段的二嵌段聚合物、和/或
(2)含有1个弹性体性聚合物链段(S1)和2个非弹性体性聚合物链段(S2)且所述链段均为含氟聚合物链段的三嵌段聚合物。
作为含氟热塑性弹性体(b-2),为了将弹性体性聚合物链段(S1)和非弹性体性聚合物链段(S2)以嵌段或接枝等方式进行连接从而制成含氟多元链段化聚合物,可以采用公知的各种方法,但是其中优选采用特公昭58-4728号公报等所公开的嵌段型的含氟多元链段化聚合物的制法、特开昭62-34324号公报中所公开的接枝型的含氟多元链段化聚合物的制法 等。
特别是从能得到链段化率(嵌段化率)较高、均质且规则的链段化聚合物的方面考虑,优选采用按照特公昭58-4728号公报、高分子论文集(Vol.49、No.10、1992)所记载的所谓碘转移聚合法来合成的嵌段型的含氟多元链段化聚合物。
作为含氟热塑性弹性体(b-2)的优选制造方法,可以举出作为氟橡胶的制造方法所公知的碘转移聚合法。可以举出例如下述方法:在实质上无氧的条件下,在水介质中,在碘化合物、优选在二碘化合物的存在下,将上述全氟烯烃和根据需要提供固化部位的单体在加压下进行搅拌,同时在自由基引发剂的存在下进行乳液聚合。作为所使用的二碘化合物的代表例子,例如可使用通式(8)所示的化合物,通过存在该通式(8)所示的化合物可得到所述弹性体;
R2IxBry (8)
通式(8)中,x和y分别为0~2的整数且满足1≤x+y≤2,R2是碳原子数为1~16的饱和或不饱和的氟代烃基、氯氟烃基、或碳原子数为1~3的烃基,其可以含有氧原子。如此导入的碘或溴发挥作为交联点的功能。
作为通式(8)所示的化合物,可以举出例如,1,3-二碘全氟丙烷、1,3-二碘-2-氯全氟丙烷、1,4-二碘全氟丁烷、1,5-二碘-2,4-二氯全氟戊烷、1,6-二碘全氟己烷、1,8-二碘全氟辛烷、1,12-二碘全氟十二烷、1,16-二碘全氟十六烷、二碘甲烷、1,2-二碘乙烷、1,3-二碘正丙烷、CF2Br2、BrCF2CF2Br、CF3CFBrCF2Br、CFClBr2、BrCF2CFClBr、CFBrClCFClBr、BrCF2CF2CF2Br、BrCF2CFBrOCF3、1-溴-2-碘全氟乙烷、1-溴-3-碘全氟丙烷、1-溴-4-碘全氟丁烷、2-溴-3-碘全氟丁烷、3-溴-4-碘全氟-1-丁烯、2-溴-4-碘全氟-1-丁烯、苯的单碘单溴取代物、苯的二碘单溴取代物、以及苯的(2-碘乙基)和(2-溴乙基)取代物等,这些化合物可以单独使用或相互组合使用。
其中,从聚合反应性、交联反应性、获得容易性等方面考虑,优选使用1,4-二碘全氟丁烷、二碘甲烷等。
本发明中所使用的自由基聚合引发剂可以与迄今用于含氟弹性体的聚合的自由基聚合引发剂相同。这些引发剂中有有机和无机过氧化物以 及偶氮化合物。作为典型的引发剂,有过硫酸盐类、过氧化碳酸酯类、过氧化酯类等,作为优选的引发剂,可以举出过硫酸铵(APS)。APS可以单独使用或与诸如亚硫酸酯类、亚硫酸盐类等还原剂组合使用。
作为乳液聚合中所使用的乳化剂,可以使用较宽范围的乳化剂,但是为了抑制在聚合过程中发生的向乳化剂分子的链转移反应,所述乳化剂优选为具有氟碳链或氟代聚醚链的羧酸的盐类。乳化剂的用量优选为所添加的水的约0.05重量%~2重量%,特别优选为0.2重量%~1.5重量%。
聚合压力可以在较宽的范围内变化。一般为0.5MPa~5MPa的范围。由于聚合压力越高则聚合速度越快,因而从提高生产性方面考虑,所述聚合压力优选为0.8MPa以上。
用上述碘转移聚合法制造含氟热塑性弹性体(b-2)的弹性体性聚合物链段(S1)时,从向所得到的含氟多元链段化聚合物整体赋予柔软性、赋予弹性、赋予机械物性的方面考虑,其数均分子量优选为3000~750000,更优选为5000~300000。
如此得到的弹性体性聚合物链段(S1)的末端部分形成全卤型,具有成为非弹性体性聚合物链段(S2)的嵌段共聚的引发点的碘原子。
接着,非弹性体性聚合物链段(S2)向弹性体性聚合物链段(S1)的嵌段共聚,可以紧接着弹性体性聚合物链段(S1)的乳液聚合,通过将单体变换为非弹性体性聚合物链段(S2)用的单体来进行。从向本发明的热塑性聚合物组合物赋予耐热性、赋予机械物性的方面考虑,非弹性体性聚合物链段(S2)的数均分子量优选为1000~1200000,更优选为3000~600000。
此外,含氟热塑性弹性体(b-2)中,相对于含氟热塑性弹性体(b-2)中的链段和聚合物分子的总量来说,未键合有非弹性体性聚合物链段(S2)而仅为弹性体性聚合物链段(S1)的聚合物分子优选为20重量%以下,更优选为10重量%以下。
从能够使用有机过氧化物进行交联的方面考虑,优选氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)在分子中具有碘原子或溴原子。
氟树脂(A)与向氟树脂(A)中添加的氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)的重量比优选在10/90~95/5的范围内,更优选在20/80~80/20的范 围内。若向氟树脂(A)中添加的氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)的重量比小于5重量%,则所得到的热塑性聚合物组合物的柔软性有降低的趋势;若超过90重量%,则所得到的热塑性聚合物组合物的流动性变差,成型加工性有降低的趋势。
本发明的热塑性聚合物组合物是在氟树脂(A)和交联剂(C)的存在下使至少1种的氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)在熔融条件下进行动态交联处理而得到的。其中,动态交联处理指的是使用班伯里密炼机、加压捏合机、挤出机等将氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)熔融混炼并同时使其动态交联。其中,从能够施加高剪切力的方面考虑,优选使用双轴挤出机等挤出机。通过进行动态交联处理,可以控制氟树脂(A)和交联氟橡胶(B)的相结构。
交联剂(C)可以根据氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)的种类或熔融混炼条件适当选择。
当氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)中含有交联性基团(硫化部位)时,本发明中所使用的交联体系可以根据硫化部位的种类或所得到的成型品等的用途来适当选择。作为交联体系,可以任意采用多元醇交联体系、有机过氧化物交联体系和多胺交联体系。
其中,若通过多元醇交联体系进行交联,则交联点具有碳-氧键、压缩永久变形性较小、成型性优异、密封特性优异,由于具有上述特征,所以优选。
若通过有机过氧化物交联体系进行交联,则交联点具有碳-碳键,因而与交联点具有碳-氧键的多元醇交联体系和具有碳-氮双键的多胺交联体系相比,具有耐化学性和耐蒸汽性优异的特征。
若通过多胺交联进行交联,则交联点具有碳-氮双键,具有动态机械特性优异的特征。但是,与使用多元醇交联体系或有机过氧化物交联体系进行交联时相比,压缩永久变形率有增大的趋势。
因此,本发明中,优选使用多元醇交联体系或有机过氧化物交联体系的交联剂,如上所述从密封性优异方面考虑,更优选使用多元醇交联体系的交联剂。
本发明中的交联剂可以使用多胺体系、多元醇体系、有机过氧化物体系的交联剂。
作为多胺交联剂,可以举出例如,六亚甲基二胺氨基甲酸酯、N,N′-二亚肉桂基-1,6-六亚甲基二胺、4,4′-二(氨基环己基)甲烷氨基甲酸酯等多胺化合物。其中优选N,N′-二亚肉桂基-1,6-六亚甲基二胺。
作为多元醇交联剂,可以使用以往作为氟橡胶的交联剂已知的化合物,例如多羟基化合物,从耐热性优异方面考虑,特别优选使用多羟基芳香族化合物。
作为上述多羟基芳香族化合物,不特别限定,可以举出例如,2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(下文称为双酚A)、2,2-二(4-羟基苯基)全氟丙烷(下文称为双酚AF)、间苯二酚、1,3-二羟基苯、1,7-二羟基萘、2,7-二羟基萘、1,6-二羟基萘、4,4′-二羟基联苯、4,4′-二羟基茋、2,6-二羟基蒽、对苯二酚、邻苯二酚、2,2-二(4-羟基苯基)丁烷(下文称为双酚B)、4,4-二(4-羟基苯基)戊酸、2,2-二(4-羟基苯基)四氟二氯丙烷、4,4′-二羟基二苯基砜、4,4′-二羟基二苯基酮、三(4-羟基苯基)甲烷、3,3′,5,5′-四氯双酚A、3,3′,5,5′-四溴双酚A等。这些多羟基芳香族化合物可以为碱金属盐、碱土金属盐等,但是使用酸来凝析共聚物时,优选不使用上述金属盐。
作为有机过氧化物交联体系的交联剂,只要是在热或氧化还原体系的存在下能够容易地产生过氧自由基的有机过氧化物即可,具体可以举出例如,1,1-二(叔丁基过氧化)-3,5,5-三甲基环己烷、2,5-二甲基己烷-2,5-过氧化二氢、二叔丁基过氧化物、叔丁基异丙苯基过氧化物、二异丙苯基过氧化物、α,α-二(叔丁基过氧化)-对二异丙基苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)-3-己炔、苯甲酰过氧化物、叔丁基过氧化苯、叔丁基过氧化马来酸、叔丁基过氧化异丙基碳酸酯等。其中优选2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)-3-己炔。
其中,从所得到的成型品等的压缩永久变形性较小、成型性优异、密封特性优异方面考虑,优选为多羟基化合物,从耐热性优异的方面考虑,更优选为多羟基芳香族化合物,进一步优选为双酚AF。
此外,多元醇交联体系中,通常使用交联促进剂,该交联促进剂与多元醇系交联剂并用。若使用交联促进剂,则可通过促进氟橡胶主链的脱氢氟酸反应中的分子内双键的形成来促进交联反应。
作为多元醇交联体系的交联促进剂,通常使用鎓化合物。作为鎓化合物不特别限定,可以举出例如,季铵盐等铵化合物、季膦盐等膦化合物、氧鎓化合物、锍化合物、环状胺、1官能性胺化合物等,其中优选为季铵盐、季膦盐。
作为季铵盐不特别限定,可以举出例如,8-甲基-1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一碳烯鎓氯化物、8-甲基-1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一碳烯鎓碘化物、8-甲基-1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一碳烯鎓氢氧化物、8-甲基-1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一碳烯鎓硫酸甲酯、8-乙基-1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一碳烯鎓溴化物、8-丙基-1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一碳烯鎓溴化物、8-十二烷基-1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一碳烯鎓氯化物、8-十二烷基-1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一碳烯鎓氢氧化物、8-二十烷基-1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一碳烯鎓氯化物、8-二十四烷基-1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一碳烯鎓氯化物、8-苄基-1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一碳烯鎓氯化物(下文称为DBU-B)、8-苄基-1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一碳烯鎓氢氧化物、8-苯乙基-1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一碳烯鎓氯化物、8-(3-苯基丙基)-1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一碳烯鎓氯化物等。其中,从交联性、交联物的物性方面考虑,优选为DBU-B。
此外,作为季膦盐,不特别限定,可以举出例如,四丁基氯化膦、苄基三苯基氯化膦(下文称为BTPPC)、苄基三甲基氯化膦、苄基三丁基氯化膦、三丁基烯丙基氯化膦、三丁基-2-甲氧基丙基氯化膦、苄基苯基(二甲基氨基)氯化膦等,其中,从交联性、交联物的物性方面考虑,优选为苄基三苯基氯化膦(BTPPC)。
此外,作为交联促进剂,也可以使用季铵盐、季膦盐与双酚AF的固溶体;特开平11-147891号公报中公开的无氯交联促进剂。
作为有机过氧化物交联促进剂,可以举出例如,氰脲酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯(TAIC)、三丙烯酸甲缩醛(tracryl formal)、苯偏三酸三 烯丙酯、N,N′-间亚苯基二马来酰亚胺、二炔丙基对苯二甲酸酯、二烯丙基邻苯二甲酸酯、四烯丙基对苯二甲酰胺、三烯丙基磷酸酯、双马来酰亚胺、氟化三烯丙基异氰脲酸酯(1,3,5-三(2,3,3-三氟-2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮)、三(二烯丙基胺)-S-三嗪、亚磷酸三烯丙酯、N,N-二烯丙基丙烯酰胺、1,6-二乙烯基十二氟己烷、六烯丙基磷酰胺、N,N,N′,N′-四烯丙基邻苯二甲酰胺、N,N,N′,N′-四烯丙基丙二酰胺、三乙烯基异氰脲酸酯、2,4,6-三乙烯基甲基三硅氧烷、三(5-降冰片烯-2-亚甲基)氰脲酸酯、三烯丙基亚磷酸酯等。其中,从交联性、交联物的物性方面考虑,优选为异氰脲酸三烯丙酯(TAIC)。
交联剂(C)的配合量相对于100重量份氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)优选为0.1重量份~10重量份,更优选为0.3重量份~5重量份。若交联剂(C)小于0.1重量份,则氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)的交联进行得不充分,所得到的热塑性聚合物组合物的耐热性和耐油性有降低的趋势,若超过10重量份,则所得到的热塑性聚合物组合物的成型加工性有降低的趋势。
此外,熔融条件下指的是氟树脂(A)、氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)发生熔融的温度下。发生熔融的温度根据各种氟树脂(A)以及氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)的玻璃化转变温度和/或熔点的不同而不同,但是优选为120℃~330℃,更优选为130℃~320℃。若温度低于120℃,则氟树脂(A)与氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)之间的分散有粗大化的趋势,若超过330℃,则氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)有热劣化的趋势。
所得到的热塑性聚合物组合物可以具有氟树脂(A)形成连续相且交联氟橡胶(B)形成分散相的结构或具有氟树脂(A)和交联氟橡胶(B)形成共连续的结构,但是其中优选具有氟树脂(A)形成连续相且交联氟橡胶(B)形成分散相的结构。
即使氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)在分散最初形成为基质,伴随着交联反应的进行,氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)形成为交联氟橡胶(B),熔融粘度也会增大,从而使交联氟橡胶(B)形成为分散相或 形成与氟树脂(A)的共连续相。
若形成为该结构,则本发明的热塑性聚合物组合物表现出优异的耐热性、耐化学性和耐油性,并同时具有优异的成型加工性。此时,交联氟橡胶(B)的平均分散粒径优选为0.01μm~30μm,更优选为0.1μm~10μm。若平均分散粒径小于0.01μm则流动性有降低的趋势,若超过30μm则所得到的热塑性聚合物组合物的强度有降低的趋势。
本发明的热塑性聚合物组合物中的交联氟橡胶(B)的平均分散粒径可以通过使用AFM、SEM、TEM中的任意一种方式或它们的组合方式来确定。例如,使用AFM时,由连续相的氟树脂(A)和分散相的交联氟橡胶(B)的表面信息所得到的差异以明暗不同的像的形式来得到,通过对该明暗度进行色调区分可以进行2进制化。通过将2进制化的位置作为色调区分中的中央水平,可以得到具有明确的对比度的像,可以读取分散相的交联橡胶粒径。此外,使用SEM时,通过强调对比度、或对像实施明暗度的调整或进行上述两种调整以使得分散相的交联氟橡胶(B)在由反射电子像得到的像中为清晰的,从而可以与AFM同样地读取分散相的交联橡胶粒子径。对于TEM,也与SEM同样地,通过调整所得到的像的对比度、或明暗度或对像进行上述两种调整,则可以与AFM或SEM同样地来读取分散相的交联橡胶粒径。其中,对于各种热塑性聚合物组合物,可以选择更易确认的方法。
另一方面,本发明的热塑性聚合物组合物中,氟树脂(A)与氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)的熔融粘度的比([树脂(A)的熔融粘度]/[橡胶(b-1)或弹性体(b-2)的熔融粘度])优选为0.1~1.5,更优选为0.2~1.2,特别优选为0.3~1.1。上述熔融粘度的比小于0.1或大于1.5时,交联氟橡胶(B)的平均分散粒径粗大化,分散有不均一化的趋势。通过使氟树脂(A)与氟橡胶(b-1)或含氟热塑性弹性体(b-2)的熔融粘度比为0.1~1.5,可使交联氟橡胶(B)的平均分散粒径微细化,分散均一,因而可以得到柔软性、压缩永久变形性和成型加工性优异的热塑性聚合物组合物。其中,熔融粘度指的是在温度为297℃、负荷为5000g的条件下所测定的熔体流动速率的值。
此外,对于本发明的热塑性聚合物组合物,在作为其优选方式的氟树脂(A)形成连续相且交联氟橡胶(B)形成分散相的结构的一部分中,也可以含有氟树脂(A)和交联氟橡胶(B)的共连续结构。
本发明的热塑性聚合物组合物含有10重量%~95重量%氟树脂(A)、90重量%~5重量%交联氟橡胶(B),优选含有20重量%~80重量%氟树脂(A)、80重量%~20重量%交联氟橡胶(B),更优选含有30重量%~70重量%氟树脂(A)、70重量%~30重量%交联氟橡胶(B)。若氟树脂(A)小于10重量%,则所得到的热塑性聚合物组合物的流动性变差,成型加工性有降低的趋势;若超过95重量%,则所得到的热塑性聚合物组合物的柔软性有降低的趋势。
本发明热塑性聚合物组合物的熔体流动速率(MFR)优选为0.5g/10min~30g/10min,更优选为1g/10min~25g/10min。若MFR小于0.5g/10min则流动性变差,成型加工性有降低的趋势。其中,MFR的测定是使用东洋精机制作所制熔体流动速率测定装置在温度为297℃、负荷为5000g的条件下进行测定的。
另外,当考虑到将本发明的热塑性聚合物组合物用于燃料周边零件时,所述热塑性聚合物组合物的燃料透过性优选为0.1g·mm/m2·天~20g·mm/m2·天,更优选为0.2g·mm/m2·天~18g·mm/m2·天。其中,燃料透过性的测定是在40℃时使用CE10(甲苯/异辛烷/乙醇=45vol%/45vol%/10vol%)作为模拟燃料通过杯法(Cup method)来进行的。
此外,在不影响本发明的效果的范围内,可以在本发明的热塑性聚合物组合物中添加聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯、聚氨酯等其它的聚合物;碳酸钙、滑石、粘土、氧化钛、炭黑、硫酸钡等无机填充材料;颜料、阻燃剂、润滑剂、光稳定剂、耐候稳定剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、脱模剂、发泡剂、香料、油、软化剂等。
本发明的热塑性聚合物组合物可以使用一般的成型加工法或成型加工装置等进行成型加工。作为成型加工方法,例如,可以采用注射成型、挤出成型、压缩成型、吹塑成型、压延成型、真空成型等任意的方法,将本发明的热塑性聚合物组合物根据使用目的成型为任意形状的成型 体。
进一步地,本发明中涉及使用本发明的热塑性聚合物组合物而得到的成型品,作为该成型品,包含片材或膜的成型体,并包含具有含本发明的热塑性聚合物组合物的层和含其它材料的层的层积结构体。
在至少一层含有本发明的热塑性聚合物组合物的层和至少一层含有其它的材料的层的层积结构体中,上述其它材料可以根据所要求的特性、所预定的用途等选择适当的材料。作为其它材料,可以举出例如,聚烯烃(例如:高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚丙烯等)、尼龙、聚酯、氯乙烯树脂(PVC)、偏二氯乙烯树脂(PVDC)等热塑性聚合物;乙烯-丙烯-二烯烃橡胶、丁基橡胶、腈橡胶、硅酮橡胶、丙烯酸橡胶等交联橡胶;金属;玻璃;木材;陶瓷等。
在具有该层积结构的成型品中,可以在含有本发明的热塑性聚合物组合物的层和含有其它材料的基材层之间插入粘合剂层。通过插入该粘合剂层,可以使含有本发明的热塑性聚合物组合物的层和含有其它材料的基材层牢固地接合并一体化。作为粘合剂层中所使用的粘合剂,可以使用二烯烃类聚合物的酸酐改性物;聚烯烃的酸酐改性物;高分子多元醇(例如,将乙二醇、丙二醇等二元醇化合物与己二酸等二元酸缩聚而得到的聚酯多元醇;乙酸乙烯酯与氯乙烯的共聚物的部分酮化物等)与多异氰酸酯化合物(例如,1,6-六亚甲基二醇等二元醇化合物与2,4-亚甲代苯基二异氰酸酯等二异氰酸酯化合物的摩尔比为1比2的反应产物;三羟甲基丙烷等三元醇化合物与2,4-亚甲代苯基二异氰酸酯等二异氰酸酯化合物的摩尔比为1比3的反应产物等)的混合物等。而且,为了形成层积结构,可以使用共挤出、共注射、挤出涂布等公知的方法。
本发明中包含仅含有本发明的热塑性聚合物组合物的层的燃料软管或燃料容器。对燃料软管的用途不特别限定,可以举出例如,车辆用的填充物软管、蒸发软管(ェバポホ一ス)、制冷软管(ブリ一ザ一ホ一ス)等。此外,对燃料容器的用途不特别限定,可以举出例如,车辆用的燃料容器、自动两轮车用的燃料容器、小型发电机的燃料容器、割草机的燃料 容器等。
本发明中还包含下述的多层燃料软管或多层燃料容器,所述多层燃料软管或多层燃料容器具有含本发明的热塑性聚合物组合物的层。作为该多层燃料软管或多层燃料容器,含有含本发明的热塑性聚合物组合物的层并含有含其它材料的至少一层,这些层不通过粘合剂层或通过粘合剂层相互粘接。
而且,作为含其它材料的层,可以举出含有除本发明热塑性聚合物组合物以外的橡胶的层或含有热塑性树脂的层。
作为该橡胶,从耐化学性或柔软性方面考虑,优选其含有选自由丙烯腈-丁二烯橡胶或其加氢橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶和聚氯乙烯的混合橡胶、氟橡胶、表氯醇橡胶和丙烯酸橡胶组成的组中的至少1种橡胶,更优选其含有选自由丙烯腈-丁二烯橡胶或其加氢橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶和聚氯乙烯的混合橡胶、氟橡胶组成的组中的至少1种橡胶。
此外,作为该热塑性树脂,从燃料屏蔽性方面考虑,优选其含有选自由氟树脂、聚酰胺类树脂、聚烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚乙烯醇类树脂、聚氯乙烯类树脂、聚苯硫醚类树脂组成的组中的至少1种热塑性树脂,更优选其含有选自由氟树脂、聚酰胺类树脂、聚乙烯醇类树脂、聚苯硫醚类树脂组成的组中的至少1种热塑性树脂。
作为上述含有含本发明的热塑性聚合物组合物的层和含其它橡胶或含其它热塑性树脂的层的燃料软管或燃料容器,不特别限定,可以举出例如,车辆用的填充物软管、蒸发软管、制冷软管等燃料软管;车辆用的燃料容器、自动两轮车用的燃料容器、小型发电机的燃料容器、割草机的燃料容器等燃料容器。
其中,作为含有含本发明的热塑性聚合物组合物的层和含其它橡胶的层的燃料软管,从表现出优异的燃料屏蔽性-柔软性-耐化学性方面考虑,优选其为由外层、中间层和内层这3层所构成的燃料软管(此时,所述外层含有丙烯腈-丁二烯橡胶或其加氢橡胶、或含有丙烯腈-丁二烯橡胶和聚氯乙烯的混合橡胶;所述中间层含有本发明的热塑性聚合物组合物;所述内层含有氟橡胶)、或为由外层和内层这2层所构成的燃料软管(此 时,所述外层含有丙烯腈-丁二烯橡胶或其加氢橡胶、或含有丙烯腈-丁二烯橡胶和聚氯乙烯的混合橡胶;所述内层含有本发明的热塑性聚合物组合物)。
本发明的热塑性聚合物组合物以及含有该组合物的成型品可以合适地用于下述领域中。
在半导体制造装置、液晶面板制造装置、等离子体面板制造装置、等离子体寻址液晶面板、场致发射显示板、太阳电池基板等半导体相关领域中,可以举出,圆(方)形环、密封垫、密封材料、管、辊、涂层、衬层、衬垫、隔膜、软管等,这些可以用于CVD装置、干式蚀刻装置、湿式蚀刻装置、氧化扩散装置、溅射装置、灰化装置、洗涤装置、离子注入装置、排气装置、试剂配管、气体配管中。具体地说,可以用作闸阀的圆形环、密封材料;石英窗的圆形环、密封材料;腔室的圆形环、密封材料;栅极的圆形环、密封材料;钟罩的圆形环、密封材料;连接器的圆形环、密封材料;泵的圆形环、密封材料、隔膜;半导体用气体控制装置的圆形环、密封材料;抗蚀剂显影液、剥离液用的圆形环、密封材料;晶片洗涤液用的软管、管;晶片搬运用的辊;抗蚀剂显影液槽、剥离液槽的衬层、涂层;晶片洗涤液槽的衬层、涂层;或湿式蚀刻槽的衬层、涂层。进一步地,可以用作封闭材料-密封剂;光纤的石英的包覆材料;以绝缘、防振、防水、防湿为目的的电子部件、电路基板的罐封、涂层、粘合密封;磁性存储装置用的衬垫;环氧等密封材料的改性材料;洁净室-洁净设备用密封剂等。
在车辆领域中,衬垫、轴封、气门杆油封、密封材料和软管可以用于发动机以及周边装置,软管和密封材料可以用于AT装置,圆(方)形环、管、密封垫、阀芯材、软管、密封材料和隔膜可以用于燃料系统以及周边装置。具体地说,可以用作发动机头衬垫、金属衬垫、油盘衬垫、曲柄轴密封、凸轮轴封、阀杆密封、歧管密封垫、输油软管、氧传感器用密封、ATF软管、喷射器圆形环、喷射器密封垫、燃料泵圆形环、隔膜、燃料软管、曲柄轴密封、齿轮箱密封、动力活塞密封垫、汽缸套的密封、阀杆的密封、自动变速器的前泵密封、后轴小齿轮密封、万向接头的衬 垫、速度计的小齿轮密封、脚踏式动器的活塞皮碗、转矩传递的圆形环、油封、排气再燃烧装置的密封、轴承密封、EGR管、双汽化器管、汽化器的传感器用隔膜、防振橡胶(发动机架、排气部等)、再燃烧装置用软管、氧传感器衬套等。
在航空器领域、火箭领域和船舶领域中,可以举出隔膜、圆(方)形环、阀、管、密封垫、软管、密封材料等,这些可以用于燃料系统中。具体地说,在航空器领域中,可以用于喷气发动机阀杆密封;燃料供给用软管、衬垫和圆形环;转轴密封;油压仪器的衬垫;防火墙密封等,在船舶领域中,可以用于螺杆的螺旋桨轴船尾密封、柴油机的吸排气用阀杆密封、蝶形阀的阀密封、蝶形阀的轴封等。
在化工设备等化学品领域中,可以举出衬层、阀、密封垫、辊、软管、隔膜、圆(方)形环、管、密封材料、耐化学用涂层等,这些可以用于医药、农药、涂料、树脂等化学品制造工序中。具体地说,可以用作化学药品用泵、流动计;配管的密封;热交换器的密封;硫酸制造装置的玻璃冷却器密封垫;农药散布机;农药输送泵的密封;气体配管的密封;电镀液用密封;高温真空干燥机的密封垫;造纸用传动带的科罗封料(コロシ一ル);燃料电池的密封;风洞的联结密封;耐三氯乙烯用辊(纤维染色用);耐酸软管(浓硫酸用);气相色谱、pH计的管结合部的密封垫;氯气输送用软管;苯、甲苯贮槽的排雨水软管;分析仪器、理化仪器的密封、管、隔膜、阀部件等。
在医药品等药品领域中,可以用作药用盖等。
在显影仪等摄像领域、印刷机械等印刷领域和涂装设备等涂装领域中,可以举出辊等,其分别可以用于膜显影仪-X线膜显影仪、印刷辊和涂装辊。具体地说,可以用作膜显影仪-X线膜显影仪的显影辊;印刷辊的凹印辊、导向辊;涂装辊的磁带制造涂布生产线的凹印辊、磁带制造涂布生产线的导向辊、各种涂布辊等。进一步地,可以用作干式复印机的密封;印刷设备的印刷辊、刮刀、管、阀部件;涂布、涂装设备的涂布辊、刮刀、管、阀部件;打印机的油墨管、辊、传动带;干式复印机的传动带、辊;印刷机的辊、传动带等。
此外,可以将管用于分析-理化仪器领域中。
在食品设备仪器领域中,可以举出衬层、阀、密封垫、辊、软管、隔膜、圆(方)形环、管、密封材料、传动带等,它们可以用于食品制造工序中。具体地说,可以用作板式热交换器的密封、自动售货机的电磁阀密封等。
在原子能设备仪器领域中,可以举出密封垫、圆形环、软管、密封材料、隔膜、阀、辊、管等。
在钢板加工设备等钢铁领域中,可以举出辊等,其可以用作钢板加工辊等。
在一般工业领域中,可以举出密封垫、圆形环、软管、密封材料、隔膜、阀、辊、管、衬层、心轴、电线、柔性接头、传动带、橡胶板、挡风雨条、PPC复印机的辊、辊刮刀、传动带等。具体地说,可以用于油压、润滑器械的密封;轴承密封;干洗仪器的窗;其它的密封;六氟化铀的浓缩装置的密封;回旋加速器的密封(真空)阀;自动包装机的密封;空气中的亚硫酸气体、氯气分析用泵的隔膜(公害测定器);印刷机的辊、传动带;酸洗用压榨辊等。
在电气领域中,具体地说,可以用作高速列车(新干线)的绝缘油盖、液封型变压器的钳压密封(benching seal)、油井电缆的套管等。
在燃料电池领域中,具体地说,可以用作电极、隔离器(separator)之间的密封材料、氢-氧-生成水配管的密封等。
在电子部件领域中,具体地说,可以用于散热材料原料、电磁波屏蔽材料原料、环氧等印刷电路板预浸树脂的改性材料、灯泡等的防止飞散材料、计算机的硬盘驱动器的衬垫等。
作为能够用于现场施工型的成型的物质没有特别限定,可以举出例如,车辆发动机用金属衬垫的涂布剂;发动机的油盘衬垫;复印机-打印机用辊;建筑用密封剂;磁性存储装置用衬垫;洁净室用过滤元件的密封剂;打印机底座的涂布剂;电器-电子部件的固定剂;电子仪器导线终端的绝缘防湿处理;电炉等烤炉的密封;护套加热器的端线处理;微波炉的窗框密封;CRT楔(wedge)和凹槽(neck)的粘接;车辆电装部件的粘 接;厨房、浴室、卫生间等处的接缝密封等。
本发明的成型品可以合适地用于上述各种用途,特别是作为燃料周边零件是合适的。此外,本发明的成型品作为密封材料、密封垫、辊、管或软管是特别有用的。
实施例
下面接着举出实施例对本发明进行说明,但是本发明并不仅限于下述实施例。
<硬度>
使用由实施例、比较例制造的热塑性聚合物组合物的颗粒,利用热挤压机于260℃、5MPa的条件下进行压缩成型,制造厚度为2mm的片状试验片,使用这些试验片以JIS-K6301为基准测定A硬度。
<流动性>
使用由实施例、比较例制造的热塑性聚合物组合物的颗粒,利用熔体流动测定装置测定在温度为297℃、负荷为5000g的条件下的熔体流动速率(MFR)。
<压缩永久变形率>
使用由实施例、比较例制造的热塑性聚合物组合物的颗粒,利用热挤压机于260℃、5MPa的条件下进行压缩成型,制造厚度为2mm和0.7mm的片状试验片。将该片状试验片重叠,制成直径为29.0mm、厚度为12.7mm的圆柱状,以JIS-K6301为基准测定在温度为150℃、压缩变形量为25%的条件下放置22小时后的压缩永久变形率。
<拉伸断裂强度和拉伸断裂伸长率>
使用由实施例、比较例制造的热塑性聚合物组合物的颗粒,将该颗粒利用热挤压机在260℃、5MPa的条件下进行压缩成型,制造厚度为2mm的片状试验片,将其冲切成厚度为2mm、宽度为5mm的哑铃状试验片。使用所得到的哑铃状试验片,采用Autograph((株)岛津制作所制)以JIS-K6301为基准测定在50mm/min的条件下于23℃时的拉伸断裂强度和拉伸断裂伸长率。
<燃料透过性>
使用由实施例、比较例制造的热塑性聚合物组合物的颗粒,将该颗粒利用热挤压机在260℃、5MPa的条件下进行压缩成型,制造厚度为2mm的片状试验片。由该片状试验片切出直径为10cm的圆盘状片,以JIS-Z0208为基准利用杯法(Cup method)于40℃测定CE10(甲苯/异辛烷/乙醇=45vol%/45vol%/10vol%)的透过量。
<含氟乙烯性聚合物(a)>
四氟乙烯-乙烯共聚物(TFE∶ET=50mol%∶50mol%,熔点为220℃,在温度为297℃、负荷为5000g时的MFR=30g/10min)
<氟橡胶(b-1α)>
由偏二氟乙烯(VdF)和六氟丙烯(HFP)形成的2元体系橡胶(VdF∶HFP=78mol%∶22mol%,121℃时的门尼粘度=41,在温度为297℃、负荷为5000g时的MFR=28g/10min)
<含氟热塑性弹性体(b-2)>
含有(四氟乙烯-乙烯共聚物链段)-(偏二氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物链段)-(四氟乙烯-乙烯共聚物链段)的三嵌段共聚物(在温度为297℃、负荷为5000g时的MFR=26g/10min)
四氟乙烯-乙烯共聚物链段中的四氟乙烯和乙烯的比率=50mol%∶50mol%
偏二氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物链段中的偏二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯的比率=50mol%∶30mol%∶20mol%
<氟橡胶(b-1β)>
由偏二氟乙烯(VdF)、四氟乙烯(TFE)和六氟丙烯(HFP)形成的3元体系橡胶(VdF∶TFE∶HFP=50mol%∶20mol%∶30mol%,121℃时的门尼粘度=88,在温度为297℃、负荷为5000g时的MFR=87g/10min)
<交联剂(C-1)>
多元醇体系交联剂:2,2-二(4-羟基苯基)全氟丙烷(大金工业制“双酚AF”)
<交联剂(C-2)>
有机过氧化物体系交联剂:2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)-3-己炔 (日本油脂制“Perhexyn 25B-40”)
实施例1~3
将100重量份上述氟橡胶(b-1α)与2.17重量份交联剂(C-1)和0.43重量份交联促进剂(苄基三苯基氯化膦,北兴化学工业制“TPP-ZC”)以双辊进行混炼,制造氟橡胶(b-1α)的组合物(compound)。
然后以表1所示的比率将上述含氟乙烯性聚合物(a)、氟橡胶(b-1α)的组合物(compound)进行预先混合,接着相对于100重量份上述组合物中的氟橡胶(b-1α),进一步加入3重量份受酸剂(协和化学工业制氧化镁“MA150”)、6重量份促进剂(近江化学工业制氢氧化钙“CARDIC 2000”)并进行混合,供给至双轴挤出机,在料斗温度为250℃和螺杆旋转速度为300rpm的条件下进行熔融混炼,分别制造热塑性聚合物组合物的颗粒。使用所得到的热塑性聚合物组合物的颗粒,采用上述方法对硬度、流动性、压缩永久变形率、拉伸强度、拉伸伸长率和燃料透过性进行测定,测定结果如表1所示。
实施例4和5
以表1所示的比率将上述含氟乙烯性聚合物(a)、含氟热塑性弹性体(b-2)和交联剂(C-2)预先混合后,供给至双轴挤出机,在料斗温度为250℃和螺杆旋转速度为300rpm的条件下进行熔融混炼,分别制造热塑性聚合物组合物的颗粒。使用所得到的热塑性聚合物组合物的颗粒,采用上述方法对硬度、流动性、压缩永久变形率、拉伸强度、拉伸伸长率和燃料透过性进行测定,测定结果如表1所示。
实施例6~8
将100重量份上述氟橡胶(b-1β)与2.0重量份交联剂(C-1)和0.55重量份交联促进剂(8-苄基-1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一碳烯鎓氯化物,和光纯药(株)制“DBU-B”)以双辊进行混炼,制造氟橡胶(b-1β)的组合物(compound)。
然后以表1所示的比率将上述含氟乙烯性聚合物(a)、氟橡胶(b-1β)的组合物进行预先混合,接着相对于100重量份上述组合物(compound)中的氟橡胶(b-1β),进一步加入3重量份受酸剂(协和化学工业制氧化镁 “MA150”)、6重量份促进剂(近江化学工业制氢氧化钙“CARDIC 2000”)并进行混合,供给至双轴挤出机,在料斗温度为250℃和螺杆旋转速度为300rpm的条件下进行熔融混炼,分别制造热塑性聚合物组合物的颗粒。使用所得到的热塑性聚合物组合物的颗粒,采用上述方法对硬度、流动性、压缩永久变形率、拉伸强度、拉伸伸长率和燃料透过性进行测定,测定结果如表1所示。
通过扫描型电子显微镜(日本电子(株)制)进行形态学观察可知,由实施例1~8得到的热塑性聚合物组合物具有氟树脂(A)形成连续相且交联氟橡胶(B)形成分散相的结构。
比较例1
仅使用氟树脂(A)的颗粒,采用上述方法对流动性、拉伸强度、拉伸伸长率和燃料透过性进行测定,测定结果如表1所示。
比较例2
将100重量份上述氟橡胶(b-1α)与2.17重量份交联剂(C-1)、0.43重量份交联促进剂(苄基三苯基氯化膦,北兴化学工业制“TPP-ZC”)、3重量份受酸剂(协和化学工业制氧化镁“MA150”)、6重量份促进剂(近江化学工业制氢氧化钙“CARDIC 2000”)以双辊进行混炼,于160℃加压交联10分钟后,在180℃烘炉交联4小时,制造交联的氟橡胶(b-1α)。利用上述方法由所得到的交联氟橡胶(b-1α)的片材制造试验片,采用上述方法对硬度、拉伸断裂强度、拉伸断裂伸长率和压缩永久变形率进行测定并对燃料透过性进行评价,结果如表1所示。
产业上的可利用性
本发明的热塑性聚合物组合物含有氟树脂和交联氟橡胶,且该交联氟橡胶是通过使至少1种的氟橡胶或含氟热塑性弹性体在熔融条件下进行动态交联处理而成的,因而该热塑性聚合物组合物兼具优异的耐热性-耐化学性-耐油性-燃料屏蔽性,具有柔软性,并且成型加工性优异。
Claims (13)
1.一种热塑性聚合物组合物,其含有10重量%~95重量%氟树脂(A)和90重量%~5重量%交联氟橡胶(B),其中,所述氟树脂(A)含有熔点为120℃~330℃的四氟乙烯和乙烯的共聚物(a-1),所述交联氟橡胶(B)是在氟树脂(A)和交联剂(C)的存在下,使至少1种的氟橡胶(b-1)在熔融条件下进行动态交联处理而成的,所述组合物的燃料透过性为0.1g·mm/m2·天~20g·mm/m2·天,
该氟橡胶(b-1)是偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物或偏二氟乙烯/六氟丙烯/四氟乙烯共聚物;
所述交联剂(C)为多羟基化合物。
2.如权利要求1所述的热塑性聚合物组合物,其中,所述含氟乙烯性聚合物(a)的熔点为150℃~310℃。
3.如权利要求1或2所述的热塑性聚合物组合物,其中,所述组合物为氟树脂(A)形成连续相且交联氟橡胶(B)形成分散相的结构。
4.如权利要求3所述的热塑性聚合物组合物,其中,所述交联氟橡胶(B)的平均分散粒径为0.01μm~30μm。
5.如权利要求1或2所述的热塑性聚合物组合物,其中,所述氟树脂(A)与氟橡胶(b-1)的熔融粘度的比为0.1~1.5。
6.如权利要求1或2所述的热塑性聚合物组合物,其中,所述组合物的熔体流动速率为0.5g/10min~30g/10min。
7.一种成型品,其含有权利要求1或2所述的热塑性聚合物组合物。
8.一种密封材料,其含有权利要求1或2所述的热塑性聚合物组合物。
9.一种燃料周边零件,其含有权利要求1或2所述的热塑性聚合物组合物。
10.一种单层燃料软管,其含有权利要求1或2所述的热塑性聚合物组合物。
11.一种单层燃料容器,其含有权利要求1或2所述的热塑性聚合物组合物。
12.一种多层燃料软管,其含有含权利要求1或2所述的热塑性聚合物组合物的层。
13.一种多层燃料容器,其含有含权利要求1或2所述的热塑性聚合物组合物的层。
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