CN108699190B - 制造氟弹性体的方法 - Google Patents
制造氟弹性体的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108699190B CN108699190B CN201680081506.7A CN201680081506A CN108699190B CN 108699190 B CN108699190 B CN 108699190B CN 201680081506 A CN201680081506 A CN 201680081506A CN 108699190 B CN108699190 B CN 108699190B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- group
- weight
- formula
- latex
- prepolymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 58
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims abstract description 51
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000006085 branching agent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- -1 perfluoroalkyl radicals Chemical class 0.000 claims description 28
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 125000003709 fluoroalkyl group Chemical group 0.000 claims description 17
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical group CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims description 14
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 claims description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 10
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical group N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 8
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims description 8
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical group [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 5
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 claims description 4
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N Vinyl ether Chemical class C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- MXXFMIQVWPMONH-UHFFFAOYSA-N 1-fluoro-2-(2-fluoro-2-methoxyethenoxy)-1-methoxyethene Chemical class FC(=COC=C(F)OC)OC MXXFMIQVWPMONH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 claims description 2
- 125000002993 cycloalkylene group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000000816 ethylene group Chemical class [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000006340 pentafluoro ethyl group Chemical group FC(F)(F)C(F)(F)* 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 125000002733 (C1-C6) fluoroalkyl group Chemical group 0.000 claims 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims 1
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium peroxydisulfate Substances [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)OOS([O-])=O VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 6
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 5
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 5
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L persulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])OOS(=O)(=O)[O-] JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trifluoroethene Chemical group FC=C(F)F MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KOMNUTZXSVSERR-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-tris(prop-2-enyl)-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound C=CCN1C(=O)N(CC=C)C(=O)N(CC=C)C1=O KOMNUTZXSVSERR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QMIWYOZFFSLIAK-UHFFFAOYSA-N 3,3,3-trifluoro-2-(trifluoromethyl)prop-1-ene Chemical group FC(F)(F)C(=C)C(F)(F)F QMIWYOZFFSLIAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N chlorotrifluoroethylene Chemical group FC(F)=C(F)Cl UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 4
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 3
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical compound FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 3
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 3
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000004965 peroxy acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- JILAKKYYZPDQBE-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2,3,3,4,4-octafluoro-1,4-diiodobutane Chemical compound FC(F)(I)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)I JILAKKYYZPDQBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 239000001164 aluminium sulphate Substances 0.000 description 2
- 235000011128 aluminium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- ZQMIGQNCOMNODD-UHFFFAOYSA-N diacetyl peroxide Chemical compound CC(=O)OOC(C)=O ZQMIGQNCOMNODD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H dialuminum;trisulfate;hydrate Chemical compound O.[Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 2
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- CVMIVKAWUQZOBP-UHFFFAOYSA-L manganic acid Chemical class O[Mn](O)(=O)=O CVMIVKAWUQZOBP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004530 micro-emulsion Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 239000010702 perfluoropolyether Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- XWGJFPHUCFXLBL-UHFFFAOYSA-M rongalite Chemical compound [Na+].OCS([O-])=O XWGJFPHUCFXLBL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 125000000876 trifluoromethoxy group Chemical group FC(F)(F)O* 0.000 description 2
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 2
- WFLOTYSKFUPZQB-OWOJBTEDSA-N (e)-1,2-difluoroethene Chemical group F\C=C\F WFLOTYSKFUPZQB-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 1
- NDMMKOCNFSTXRU-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,3,3-pentafluoroprop-1-ene Chemical group FC(F)C(F)=C(F)F NDMMKOCNFSTXRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AOSFMYBATFLTAQ-UHFFFAOYSA-N 1-amino-3-(benzimidazol-1-yl)propan-2-ol Chemical compound C1=CC=C2N(CC(O)CN)C=NC2=C1 AOSFMYBATFLTAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DMWVYCCGCQPJEA-UHFFFAOYSA-N 2,5-bis(tert-butylperoxy)-2,5-dimethylhexane Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)CCC(C)(C)OOC(C)(C)C DMWVYCCGCQPJEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MKTOIPPVFPJEQO-UHFFFAOYSA-N 4-(3-carboxypropanoylperoxy)-4-oxobutanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC(=O)OOC(=O)CCC(O)=O MKTOIPPVFPJEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N Lauroyl peroxide Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OOC(=O)CCCCCCCCCCC YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical group C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical class OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PDAVOLCVHOKLEO-UHFFFAOYSA-N acetyl benzenecarboperoxoate Chemical compound CC(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 PDAVOLCVHOKLEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940044197 ammonium sulfate Drugs 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 125000005604 azodicarboxylate group Chemical group 0.000 description 1
- ZJRXSAYFZMGQFP-UHFFFAOYSA-N barium peroxide Chemical compound [Ba+2].[O-][O-] ZJRXSAYFZMGQFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- IWTBWSGPDGPTIB-UHFFFAOYSA-N butanoyl butaneperoxoate Chemical compound CCCC(=O)OOC(=O)CCC IWTBWSGPDGPTIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 239000012933 diacyl peroxide Substances 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002429 hydrazines Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000011326 mechanical measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 125000005702 oxyalkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006551 perfluoro alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940093914 potassium sulfate Drugs 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- KOPQZJAYZFAPBC-UHFFFAOYSA-N propanoyl propaneperoxoate Chemical compound CCC(=O)OOC(=O)CC KOPQZJAYZFAPBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 150000003378 silver Chemical class 0.000 description 1
- HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L sodium disulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])(=O)=O HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940001584 sodium metabisulfite Drugs 0.000 description 1
- 235000010262 sodium metabisulphite Nutrition 0.000 description 1
- PFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N sodium peroxide Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][O-] PFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940001474 sodium thiosulfate Drugs 0.000 description 1
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- OPQYOFWUFGEMRZ-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2,2-dimethylpropaneperoxoate Chemical compound CC(C)(C)OOC(=O)C(C)(C)C OPQYOFWUFGEMRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SWAXTRYEYUTSAP-UHFFFAOYSA-N tert-butyl ethaneperoxoate Chemical compound CC(=O)OOC(C)(C)C SWAXTRYEYUTSAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004764 thiosulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
- C08F2/16—Aqueous medium
- C08F2/22—Emulsion polymerisation
- C08F2/24—Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/38—Polymerisation using regulators, e.g. chain terminating agents, e.g. telomerisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F214/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
- C08F214/18—Monomers containing fluorine
- C08F214/22—Vinylidene fluoride
- C08F214/222—Vinylidene fluoride with fluorinated vinyl ethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F214/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
- C08F214/18—Monomers containing fluorine
- C08F214/26—Tetrafluoroethene
- C08F214/262—Tetrafluoroethene with fluorinated vinyl ethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F259/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of halogen containing monomers as defined in group C08F14/00
- C08F259/08—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of halogen containing monomers as defined in group C08F14/00 on to polymers containing fluorine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2500/00—Characteristics or properties of obtained polyolefins; Use thereof
- C08F2500/02—Low molecular weight, e.g. <100,000 Da.
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2500/00—Characteristics or properties of obtained polyolefins; Use thereof
- C08F2500/03—Narrow molecular weight distribution, i.e. Mw/Mn < 3
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2500/00—Characteristics or properties of obtained polyolefins; Use thereof
- C08F2500/21—Rubbery or elastomeric properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2800/00—Copolymer characterised by the proportions of the comonomers expressed
- C08F2800/20—Copolymer characterised by the proportions of the comonomers expressed as weight or mass percentages
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于制造(全)氟弹性体[氟弹性体(A)]的方法,该方法包括以下步骤:步骤(a):通过在第一反应器中进料而在表面活性剂存在下在水性乳液中进行聚合,由此获得预聚物胶乳[胶乳(P)],所述进料包括进料以下成分:(i)单体混合物[混合物(M1)],其包含至少一种含氟单体[单体(F)],(ii)至少一种碘化的和/或溴化的链转移剂,(iii)至少一种支化剂,该支化剂具有至少两个烯键式不饱和度;以及(iv)至少一种自由基引发剂;步骤(b):从所述第一反应器中回收所述胶乳(P)并且将其储存在储槽中;以及步骤(c):将所述胶乳(P)从所述储槽进料到第二反应器中;步骤(d):在自由基引发剂存在下,在所述第二反应器中使包含至少一种单体(F)的至少第二单体混合物[混合物(M2)]聚合,以便获得最终胶乳[胶乳(F)];以及步骤(d):从所述胶乳(F)回收该(全)氟弹性体。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年12月14日提交的欧洲申请号15199930.7的优先 权,出于所有目的将所述申请的全部内容通过援引方式并入本申请。
技术领域
本发明涉及一种用于制造(全)氟弹性体的方法。
背景技术
固化的(全)氟弹性体是具有优异的耐热性和耐化学性特征的材料, 它们总体上被用于制造多种技术物品,如密封部件、管、油封圈和O形环,其 中必须在从低温到高温的宽工作温度范围内确保密封性、机械特性以及对多种 物质(如矿物油、液压流体、溶剂或具有不同性质的化学试剂)的耐受性。
为了确保遵守所有这些要求,认识到(全)氟弹性体被赋予了非常复 杂的分子结构,包括在分支、链端、性质、链中的分布以及固化位点的类型方 面的控制:这些结构要求是按照复杂的聚合配方和程序实现的,值得注意的是 需要在受控的压力条件下、在受控的水介质中、在若干种改性剂/辅助剂的存在 下,以及值得注意地在所有所需成分的受控计量下使所需单体聚合。
因此,设计用于确保此类受控的聚合反应的反应器容器是配备有多个 试剂入口、多个流量控制的压力容器,其中这些部件中的每一个是这样抵抗由 在聚合过程中可能形成的HF/氟化物的腐蚀。因此,需要大量的资本支出来提 供工厂布置,并且更具体地,能够制造(全)氟弹性体的反应器体系。
因此,本发明解决了提供具有复杂微结构的(全)氟弹性体,并且提 供在给定生产量下使设备成本最小化的方法的问题。
发明内容
因此,本发明涉及一种用于制造(全)氟弹性体[氟弹性体(A)]的方 法,该方法包括以下步骤:
步骤(a):通过在第一反应器中进料而在表面活性剂存在下在水性乳液中 进行聚合,由此获得预聚物胶乳[胶乳(P)],所述进料包括进料以下成分:
(i)单体混合物[混合物(M1)],其包含至少一种含氟单体[单体(F)]
(ii)至少一种碘化的和/或溴化的链转移剂,
(iii)至少一种支化剂,该支化剂具有至少两个烯键式不饱和度;以及
(iv)至少一种自由基引发剂;
步骤(b):从所述第一反应器中回收所述胶乳(P)并且将其储存在储槽中; 以及
步骤(c):将所述胶乳(P)从所述储槽进料到第二反应器中;
步骤(d):在自由基引发剂存在下,在所述第二反应器中使包含至少一种 单体(F)的至少第二单体混合物[混合物(M2)]聚合,以便获得最终胶乳[胶 乳(F)];以及
步骤(e):从所述胶乳(F)回收该氟弹性体(A)。
本申请人已经发现可以在这个多步骤过程中获得复杂的分子结构,该 过程需要仅用于制造预聚物的复杂反应器容器,通过在预聚物胶乳中引入所有 改性剂(链转移剂、支化剂...),该预聚物胶乳可以在适当的条件下无限期储存, 并且其可以通过在基本的压力容器中在第二聚合步骤中重新开始聚合进一步增 长直至达到目标分子量/转化,以这种方式获得材料,该材料具有与已经在复杂 反应器中完全制造的氟弹性体基本上相同的微结构,并且更重要的是,基本上 相同的性能/特性。对于给定的生产量,此溶液显著有益于降低设备成本。
为了本发明的目的,术语“(全)氟弹性体”[氟弹性体(A)]旨在表示 氟聚合物树脂,该氟聚合物树脂充当用于获得真正的弹性体的基础成分,所述 氟聚合物树脂包含大于10%wt、优选大于30%wt的衍生自至少一种包含至少 一个氟原子的烯键式不饱和单体(在下文中,(全)氟化单体)的重复单元以及, 任选地衍生自至少一种不含氟原子的烯键式不饱和单体(在下文中,氢化单体) 的重复单元。
真正的弹性体被ASTM,特殊技术通报,184号标准(Special Technical Bulletin、No.184standard)定义为能够在室温下被拉伸至它们固有长度的两倍, 并且在拉力下保持它们5分钟之后,一旦它们被释放,则在同样的时间内恢复 到它们初始长度10%以内的材料。
步骤(a)包括通过进料包含至少一种含氟单体的第一单体混合物(M1) 进行聚合。总体上在本发明的方法中使用包含多于一种含氟单体的单体混合物。
表述“含氟单体”或单体(F)是根据其通常含义在此使用的,即,用于 指示包含至少一个氟原子的烯键式不饱和单体。
单体(F)通常选自下组,该组由以下各项组成:
- C2-C8全氟烯烃类,如四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP);
- C2-C8含氢的氟烯烃类,如氟乙烯、1,2-二氟乙烯、偏二氟乙烯(VDF)、三氟乙烯(TrFE)、五氟丙烯、以及六氟异丁烯(HFIB);
- 符合式CH2=CH-Rf0的(全)氟烷基乙烯类,其中Rf0是C1-C6(全)氟烷基或具有一个或多个醚基的C1-C6(全)氟氧基烷基;
- 氯代-和/或溴代-和/或碘代-C2-C6氟烯烃类,像三氟氯乙烯(CTFE);
- 符合式CF2=CFORf1的氟烷基乙烯基醚类,其中Rf1为C1-C6氟-或全氟烷基,例如-CF3、-C2F5、-C3F7;
-符合式CH2=CFORf1的氢氟烷基乙烯基醚类,其中Rf1为C1-C6氟-或全氟烷基,例如-CF3、-C2F5、-C3F7;
- 符合式CF2=CFOX0的氟-氧基烷基乙烯基醚类,其中X0是C1-C12氧基烷基,或具有一个或多个醚基的C1-C12(全)氟氧基烷基,像全氟-2-丙氧基-丙基;
- 符合式CF2=CFOCF2ORf2的氟烷基-甲氧基-乙烯基醚类,其中Rf2是C1-C6氟-或全氟烷基,如-CF3、-C2F5、-C3F7,或具有一个或多个醚基的C1-C6(全)氟氧基烷基,像C2F5-O-CF3;
- 符合式CF2=CFOY0的官能的氟-烷基乙烯基醚类,其中Y0是C1-C12烷基或(全)氟烷基,或C1-C12氧基烷基或C1-C12(全)氟氧基烷基,所述Y0基团包含呈其酸、酰基卤或盐形式的羧酸或磺酸基团;
- 具有下式的氟间二氧杂环戊烯类:
其中Rf3、Rf4、Rf5、Rf6中的每一个彼此相同或不同,独立地为氟原子、C1-C6氟-或全(卤)氟烷基,任选地包含一个或多个氧原子,例如-CF3、-C2F5、-C3F7、-OCF3、-OCF2CF2OCF3。
混合物(M1)可包含至少一种不同于单体(F)的附加的单体,即, 没有氟的单体,另外总体上被称为氢化单体。氢化单体的实例值得注意地是 C2-C8非氟化烯烃(OI),具体地C2-C8非氟化α-烯烃(OI),包括乙烯、丙烯、 1-丁烯;二烯单体;苯乙烯单体;其中典型地使用α-烯烃,如以上详述的。
为了制造氟弹性体(A),混合物(M1)通常包含至少两种单体(F) 的组合,如以上详述的。
可以用作本发明的方法中的混合物(M1),特别地用于制造氟弹性体的单体(F)的具体组合优选地是:
(1)含偏二氟乙烯(VDF)的单体混合物,其中,VDF与至少一种不同于VDF并且选自下组的共聚单体混合,该组由以下各项组成:
(a)C2-C8全氟烯烃类,如四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP);
(b)含氢的C2-C8氟-烯烃类,如氟乙烯(VF)、三氟乙烯(TrFE)、六氟异丁烯(HFIB)、具有式CH2 = CH-Rf的全氟烷基乙烯类,其中Rf是C1-C6全氟烷基;
(c)C2-C8氯代和/或溴代和/或碘代-氟烯烃类,如三氟氯乙烯(CTFE);
(d)具有式CF2 = CFORf的(全)氟烷基乙烯基醚类(PAVE),其中Rf是C1-C6(全)氟烷基,如CF3、C2F5、C3F7;
(e)具有式CF2 = CFOX的(全)氟-氧基-烷基乙烯基醚类,其中X是包含链状氧原子的C1-C12((全)氟)-氧基烷基,如全氟-2-丙氧基丙基;
(f)具有下式的(全)氟间二氧杂环戊烯类:
其中Rf3、Rf4、Rf5、Rf6,彼此相同或不同,独立地选自氟原子和任选地包含一个或多于一个氧原子的C1-C6(全)氟烷基,如值得注意地-CF3、-C2F5、-C3F7、-OCF3、-OCF2CF2OCF3;优选地,全氟间二氧杂环戊烯类;
(g)具有下式的(全)氟-甲氧基-乙烯基醚类(MOVE,在下文中):
CFX2 = CX2OCF2OR''f
其中R''f选自直链或支链的C1-C6(全)氟烷基;C5-C6环状(全)氟烷基;以及直链或支链的包含从1至3个链状氧原子的C2-C6(全)氟氧基烷基,并且X2=F、H;优选地X2是F并且R''f是-CF2CF3(MOVE1);-CF2CF2OCF3(MOVE2);或-CF3(MOVE3);
(h)C2-C8非氟化烯烃类(Ol),例如乙烯和丙烯;
(i)包含腈(-CN)基团,可能(全)氟化的烯键式不饱和化合物;以及
(2)含四氟乙烯(TFE)的单体混合物,其中TFE与至少一种不同于TFE并且选自下组的共聚单体混合,该组由以下各项组成:如以上详述的类别(a)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、以及(i)的单体。
以下混合物(M1)可以被有利地使用(以mol%计):
(i)35%-85%的偏二氟乙烯(VDF)、10%-45%的六氟丙烯(HFP)、 0-30%的四氟乙烯(TFE)、0-15%的全氟烷基乙烯基醚类(PAVE);
(ii)50%-80%的偏二氟乙烯(VDF)、5%-50%的全氟烷基乙烯基醚类 (PAVE)、0-20%的四氟乙烯(TFE);
(iii)20%-30%的偏二氟乙烯(VDF)、10%-30%的C2-C8非氟化烯烃类 (Ol)、18%-27%的六氟丙烯(HFP)和/或全氟烷基乙烯基醚类(PAVE)、10%-30% 的四氟乙烯(TFE);
(iv)50%-80%的四氟乙烯(TFE)、20%-50%的全氟烷基乙烯基醚类 (PAVE);
(v)45%-65%的四氟乙烯(TFE)、20%-55%的C2-C8非氟化烯烃类(Ol)、 0%-30%的偏二氟乙烯;
(vi)32%-60%mol%的四氟乙烯(TFE)、10%-40%的C2-C8非氟化烯烃 类(Ol)、20%-40%的全氟烷基乙烯基醚类(PAVE)、0-30%的氟乙烯基醚类 (MOVE);
(vii)33%-75%的四氟乙烯(TFE)、15%-45%的全氟烷基乙烯基醚类 (PAVE)、5%-30%的偏二氟乙烯(VDF)、0-30%的六氟丙烯HFP;
(viii)35%-85%的偏二氟乙烯(VDF)、5%-40%的氟乙烯基醚类(MOVE)、 0-30%的全氟烷基乙烯基醚类(PAVE)、0-40%的四氟乙烯(TFE)、0-30%的六 氟丙烯(HFP);
(ix)20%-70%的四氟乙烯(TFE)、30%-80%的氟乙烯基醚类(MOVE)、 0-50%的全氟烷基乙烯基醚类(PAVE)。
在步骤(a)中,通常连续进料单体混合物(M1),即在聚合过程中以 恒定的方式直至达到所述混合物(M1)的目标转化量/聚合量,以便维持反应 器中的恒压。
如所述,步骤(a)包括在表面活性剂存在下在水性乳液中使混合物(M1) 聚合。
在本发明的方法中使用的表面活性剂总体上是氟化表面活性剂。更确 切地说,可以使用具有下式的氟化表面活性剂[表面活性剂(FS)]:
Rf§(X-)j(M+)j
其中Rf§是C3-C30(全)氟烷基链,其可能可以是直链的、环状的或支链的, C3-C30(全)氟(聚)氧基亚烷基链,其可能可以是直链的、环状的或支链的,X-是-COO-、-PO3 -或-SO3 -,M+选自H+、NH4 +、碱金属离子,并且j可以是1或2。
作为表面活性剂(FS)的非限制性实例,可以提及全氟羧酸铵和/或全 氟羧酸钠,和/或具有一个或多个羧基端基的(全)氟聚氧化烯类。
氟化表面活性剂的其他实例是在US 2007015864(3M创新有限公司 (3MINNOVATIVE PROPERTIES))1/8/2007、US 2007015865(3M创新有限 公司(3M INNOVATIVEPROPERTIES CO))1/18/2007、US 2007015866(3M 创新有限公司)1/18/2007、US2007025902(3M创新有限公司)2/1/2007中描 述的(全)氟氧基亚烷基表面活性剂。
更优选地,该表面活性剂(FS)选自下组,该组由以下各项组成:
-CF3(CF2)n1COOM',其中n1是范围从4至10、优选地从5至7、并且更优选地等于6的整数;M'代表H、NH4、Na、Li或K,优选NH4;
- T(C3F6O)n0(CFXO)m0CF2COOM'' [式(FS1)],其中T代表Cl或具有式CkF2k+1O的全氟氧基烷基,其中k为从1至3的整数,一个F原子任选地被Cl原子取代;n0是范围从1至6的整数;m0是范围从0至6的整数;M''代表H、NH4、Na、Li或K;X代表F或CF3;
-F-(CF2-CF2)n2-CH2-CH2-RO3M''',其中R是P或S,优选S,M'''代表H、NH4、Na、Li或K,优选H;n2是范围从2至5的整数,优选n2=3;
- A-Rf-B双官能氟化表面活性剂,其中A和B,彼此相同或不同,是-(O)pCFX—COOM*;M*代表H、NH4、Na、Li或K,优选M*代表NH4;X = F或CF3;p是等于0或1的整数;Rf是直链的或支链的全氟烷基链,或(全)氟聚醚链,这样使得A-Rf-B的数均分子量是在300至3,000,优选地从500至2,000的范围内;
- R'f-O-(CF2)r-O-L-COOM',其中R'f是直链的或支链的全氟烷基链,任选地包含链状氧原子,M'是H、NH4、Na、Li或K,优选地M'代表NH4;r是1至3;L是二价氟化桥联基团,优选–CF2CF2-或–CFX-,X = F或CF3;
- R''f-(OCF2)u-O-(CF2)v-COOM'',其中R''f是直链的或支链的全氟烷基链,任选地包含链状氧原子,M''是H、NH4、Na、Li或K,优选地M''代表NH4;u和v是从1至3的整数;
- R'''f-(O)t-CHQ-L-COOM''',其R'''f是直链的或支链的全氟烷基链,任选地包含链状氧原子,Q = F或CF3,t是0或1,M'''是H、NH4、Na、Li或K,优选地M'''是NH4;L是二价氟化桥联基团,优选–CF2CF2-或–CFX-,X = F或CF3;
- 具有以下式(I)的环状氟化合物:
其中X1、X2、X3,彼此相同或不同,独立地选自H、F、以及C1-6(全)氟烷基,任选地包含一个或多个链状的或非链状的氧原子;L代表键或二价基团,特别是二价氟化脂肪族基团;RF是二价氟化C1-3桥联基团;Y是选自由具有下式的那些组成的组的亲水官能团:
其中Xa是H、一价金属(优选碱金属)或具有式–N(R'n)4的铵基团,其中R'n,在每次出现时相同或不同,代表氢原子或C1-6 烃基(优选烷基);这些环状氟化合物值得注意地描述于WO 2010/003929中,其内容通过援引方式并入本申请;
- 以及它们的混合物。
在本发明的方法的某些特别优选的实施例中,步骤(a)的水性乳液进 一步有利地包含附加的非官能氟化流体(即非反应性含氟流体)。
这种技术是特别有利的,因为一种或多种某些特定的非官能氟化流体 [流体(F)]的添加可以提供乳液,该乳液包含具有优选地小于50nm、更优选 地小于40nm、甚至更优选地小于30nm的平均尺寸的所述流体的分散液滴。 所述纳米尺寸的液滴是特别有利的,在于它确保了胶乳(P)中较高的聚合速率 以及小的预聚合物颗粒。
根据这个实施例可以使用的所述非官能氟化流体优选地是包括重复单 元(R1)的(全)氟聚醚,所述重复单元包括在该主链中的至少一个醚键以及 至少一个氟原子(氟聚氧亚烷基链),并且具有氟(卤)烷基端基。
优选地,该(全)氟聚醚的重复单元R1选自由以下各项组成的组:
(I)–CFX-O-,其中X是–F或–CF3;以及
(II)–CF2-CFX-O-,其中X是–F或–CF3;以及
(III)–CF2-CF2-CF2-O-;以及
(IV)–CF2-CF2-CF2-CF2-O-;以及
(V)–(CF2)j-CFZ-O-,其中j是选自0和1的整数,并且Z是包含从1 至10个选自在此以上类别(I)至(IV)的重复单元的氟聚氧亚烷基链;以及 它们的混合物。
如果该(全)氟聚醚包括不同类型的重复单元R1,那么有利地所述重 复单元沿着该氟聚氧亚烷基链随机地分布。
优选地,该(全)氟聚醚是符合在此以下式(I-p)的化合物:
T’1-(CFX)p-O-Rf-(CFX)p’-T’2 (I-p)
其中:
-每个X独立地是F或CF3;
-p和p’,彼此相同或不同,是从0至3的整数;
-Rf是包括重复单元R°的氟聚氧亚烷基链,所述重复单元选自下组,该组 由以下各项组成:
(i)-CFXO-,其中X是F或CF3,
(ii)-CF2CFXO-,其中X是F或CF3,
(iii)-CF2CF2CF2O-,
(iv)-CF2CF2CF2CF2O-,
(v)-(CF2)j-CFZ-O-其中j是选自0和1的整数,并且Z是具有通式 -ORf’T3的基团,其中Rf’是包括从0至10个重复单元数的氟聚氧亚烷基链,所 述重复单元选自以下各项:-CFXO-、-CF2CFXO-、-CF2CF2CF2O-、 -CF2CF2CF2CF2O-,其中,每个X独立地是F或CF3;并且T3是C1-C3全氟烷 基,及其混合物;
-T’1和T’2,彼此相同或不同,是H、卤素原子、C1-C3氟烷基,任选地包 含一个或多个H或不同于氟的卤素原子。
特别优选的实施例是其中步骤(a)的水性乳液包含至少一种如以上详 述的表面活性剂(FS)、以及至少一种如以上详述的流体(F)的那些。更确切 地说,因为它们提供改进的反应速率以及包含纳米尺寸的颗粒的胶乳(P)的能 力而优选的实施例是其中步骤(a)的水性乳液包含以下项的那些:
-至少一种具有式(FS1)的表面活性剂(FS):
T(C3F6O)n0(CFXO)m0CF2COOM”,如以上详述的;以及
-至少一种如以上详述的具有式(I-p)T1-(CFX)p-O-Rf-(CFX)p’-T2(I-p)的流 体(F)。
如以上提及的,提供胶乳(P)的第一聚合步骤(步骤(a))值得注意 地包括进料至少一种链转移剂,如以上详述的。
典型地,一种或多种碘化的和/或溴化的链转移剂是具有式Rf(I)x(Br)y的那些,其中Rf为含有从1至8个碳原子的(全)氟烷基或(全)氟氯烷基, 同时x和y为在0与2之间的整数,其中1≤x+y≤2(参见例如专利US 4243770 (大金工业株式会社(DAIKIN IND LTD))1/6/1981和US 4943622(日本旗胜 株式会社(NIPPON MEKTRON KK))7/24/1990)。
特别有效类别的转移剂由具有1至8个碳原子的α,ω-二碘氟烷代表, 并且更具体地,由具有式I-R”f-I的化合物代表,其中R”f是二价全氟亚烷基基 团或含有从1至8个碳原子。
调整在步骤(a)过程中进料的一种或多种碘化的和/或溴化的链转移剂 的量,以调整预聚物的目标分子量和包含在其中的碘化的和/或溴化的固化位点 的数量。通常,所述量有利地是至少1.0重量份/100重量份的在步骤(a)中制 造的预聚物和/或有利地是至多4.0重量份/100重量份的在步骤(a)中制造的预 聚物。
步骤(a)进一步值得注意地包括进料至少一种具有至少两个烯键式不 饱和度的支化剂。
通常,在聚合过程中逐渐进料该支化剂;其可以连续地或逐步地进料, 即,通过在单体混合物(M1)转化的每个预定进程中添加预定的量。
该支化剂通常是双-烯烃[双-烯烃(OF)],其具有如下通式:
其中R1、R2、R3、R4、R5以及R6,彼此相同或不同,是H或C1-C5烷基; Z是直链或支链的C1-C18亚烷基或亚环烷基,任选地包含氧原子,优选至少部 分氟化的,或者(全)氟聚氧亚烷基基团,例如,如描述于EP 661304A(奥 塞蒙特公司(AUSIMONT SPA))05.07.1995中的。
该双-烯烃(OF)优选地选自下组,该组由以下各项组成:符合式(OF-1)、 (OF-2)以及(OF-3)的那些:
(OF-1)
其中j是在2与10之间、优选地在4与8之间的整数,并且R1、R2、R3、 R4,彼此相同或不同,是H、F或C1-5烷基或(全)氟烷基;
(OF-2)
其中每个A,彼此相同或不同并且在每次出现时,独立地选自F、Cl和H; 每个B,彼此相同或不同并且在每次出现时,独立地选自F、Cl、H和ORB, 其中RB是可以部分、基本上或完全氟化或氯化的支链或直链的烷基;E是任选 氟化的具有2至10个碳原子的二价基团,该基团可以插入有醚键;优选地E 是–(CF2)m-基团,其中m是从3至5的整数;优选的(OF-2)类型的双-烯烃是 F2C=CF-O-(CF2)5-O-CF=CF2。
(OF-3)
其中E、A和B具有如以上所定义的相同含义;R5、R6、R7,彼此相同或 不同,是H、F或C1-5烷基或(全)氟烷基。
特别优选的双-烯烃(OF)是双-烯烃(OF-1),如以上详述的,其中 R1、R2、R3、R4全部都是H,并且其中j是从2至8的整数。
步骤(a)中进料的具有至少两个烯键式不饱和度的支化剂的量通常是 相对于步骤(a)中获得的预聚物的总重量至多1%wt、优选至多0.5%wt、更 优选至多0.3%wt。下限不是特别关键的,并且通常被调整以便确保充分支化的 结构,以提供每分子预聚物超过两个碘化的和/或溴化的端链。
步骤(a)进一步包括进料至少一种自由基引发剂。自由基引发剂包括 已知用于引发氟化单体的自由基聚合的引发剂中的任何一种。适合的引发剂包 括过氧化物和偶氮化合物以及基于氧化还原的引发剂。过氧化物引发剂的具体 实例包括:过氧化氢;过氧化钠或过氧化钡;二酰基过氧化物如二乙酰基过氧 化物、二琥珀酰基过氧化物、二丙酰基过氧化物、二丁酰基过氧化物、二苯甲 酰基过氧化物、苯甲酰基乙酰基过氧化物、二戊二酸过氧化物以及二月桂酰过 氧化物,以及另外的过酸及其盐,例如像,铵盐、钠盐或钾盐。过酸的实例包 括过乙酸。也可以使用过酸的酯并且其实例包括叔丁基过氧乙酸酯以及叔丁基 过氧新戊酸酯。无机的实例包括例如过硫酸盐、高锰酸或锰酸、或锰酸类的铵- 碱金属-或碱土金属盐。过硫酸盐引发剂(例如过硫酸铵(APS)),可单独使用 或可与还原剂结合使用。适合的还原剂包括亚硫酸氢盐例如像亚硫酸氢铵或偏 亚硫酸氢钠,硫代硫酸盐例如像硫代硫酸铵、硫代硫酸钾或硫代硫酸钠,肼, 偶氮二羧酸盐以及偶氮二羧基二酰胺(ADA)。进一步地,可使用的还原剂包 括甲醛次硫酸钠(雕白粉)或氟烷基亚磺酸盐,例如像在US5285002中所披露 的。还原剂典型地减少过硫酸盐引发剂的半衰期。另外,可加入金属盐催化剂, 例如像铜盐、铁盐或银盐。
该引发剂可以在步骤(a)中在聚合开始时一次性计量加入,或可以连 续地或逐步地添加;其中该引发剂是过硫酸盐(例如过硫酸铵)的实施例通常 提供在聚合开始时全部进料所述过硫酸盐。
步骤(a)的水性乳液聚合可以在10℃至150℃之间、优选20℃至 110℃之间、优选50℃至90℃之间的温度下进行,并且压力典型地是在2与 30巴之间、特别是15至30巴。
如上所提及的,步骤(a)包括进料(i)混合物(M1),
(ii)一种或多种碘化的和/或溴化的链转移剂,(iii)支化剂具有;以及(iv) 自由基引发剂;通常,将所有这些成分各自从分开的入口计量端口进料到第一 反应器。
步骤(a)提供了预聚物胶乳[胶乳(P)],该预聚物胶乳因此包含分散 在包含表面活性剂的水性乳液中的如此聚合的预聚物的颗粒,如以上详述的。
由于支化剂和链转移剂的使用,所述如此聚合的预聚物通常是具有支 化结构并且包含碘化的和/或溴化的链端的低分子量氟聚合物,如以上详述的。
从步骤(a)获得的预聚物通常具有有利地至少1000、优选至少5000、 更优选至少10000和/或有利地至多40000、优选至多30000、更优选至多20000 的数均分子量。
数均分子量(Mn)为:
,其值得注意地可以通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定。
值得注意地可以通过GPC测定的其他分子参数是重均分子量(Mw):
,以及多分散性指数(PDI),该多分散性指数在此表示为重均分子量(Mw) 与数均分子量(Mn)的比值。
从步骤(a)获得的预聚物通常具有有利地至少1.2、优选至少1.3并且 更优选至少1.5和/或有利地至多3.5、优选至多3.0并且更优选至多2.8的PDI。
从步骤(a)获得的预聚物通常具有的碘和/或溴含量有利地是相对于预 聚物的重量至少0.5%、优选至少1.0%wt、更优选至少1.2%wt,和/或有利地 是相对于预聚物的重量至多3.0%、优选至多2.5%wt、更优选至多2.0%wt。
在步骤(b)中,所述胶乳(P)是从所述第一反应器中回收的;这通 常暗示在所述第一反应器中冷却该胶乳,并且从相同残留量的气态未反应的单 体中排出。可以使用任何具有适合的抗腐蚀性的储槽。不对储存时间进行特别 限定;含有胶乳(P)的储槽可以在不同位置内移动,以便使该胶乳(P)能够 从同一个厂的不同部门或从一个厂到另一个厂转移。通常,在步骤(c)之前经 过至少1小时、优选至少1天的储存时间,如下所详述的。
尽管使用单数形式的表述“储槽”,但本发明包括其中该胶乳(P)被储 存在多个储槽中、或在储存时间期间从第一储槽(或从第一多个储槽)被移动 到第二储槽(或第二多个储槽)、和/或被移动到任何另外的储槽(或多个储槽) 中的实施例。
在步骤(c)中,将所述胶乳(P)从所述储槽进料到第二反应器中。
第二反应器通常与第一反应器不同,尽管可以使用相同类型的反应器 和/或进料回第一反应器中进行该方法。
通常,尽管如此,第二步骤是在与第一反应器不同的第二反应器中进 行的。特别地,第二反应器,虽然配备用于引入胶乳(P)、自由基引发剂和单 体混合物(M2),但未配备用于计量支化剂和/或用于计量碘化的和/或溴化的链 转移剂。
在步骤(d)中,在自由基引发剂存在下,使包含至少一种单体(F) 的第二单体混合物[混合物(M2)]聚合,以便获得最终胶乳[胶乳(F)],从该 胶乳中回收氟弹性体(A)。
本申请人已经出人意料地发现,尽管中断了预聚物的聚合和储存,可 以重新引发该反应用于重新开始链增长。此外,尽管限制在第二反应器中进料 碘化的和/或溴化的链转移剂和支化剂,已经证明与适当的预聚物配方和第二聚 合步骤、在一个步骤中制造的类似单体组合物的(全)氟弹性体的特性和结构 相匹配是可能的。
混合物(M2)的特征是上文针对混合物(M1)描述的那些。该混合物 (M2)可以与如以上详述的混合物(M1)相同(在组分和相关浓度二者方面), 或可以关于其组分和/或它们各自的量与混合物(M1)不同。
步骤(d)中使用的自由基引发剂具有与步骤(a)中使用的自由基引 发剂相关的如上所述的相同特征。通常相同的引发剂可以在两个步骤中使用, 这不是强制性的。
类似地,按照步骤(a),步骤(d)的水性乳液聚合可以在10℃至150℃、 优选20℃至110℃、优选50℃至90℃之间的温度下进行,并且压力典型地是 在2与30巴之间、特别是15至30巴。
与在步骤(a)中类似地,单体混合物(M2)可以在步骤(d)中被连 续进料以便维持恒压。
典型地,在步骤(d)中,未添加支化剂。
类似地,优选其中步骤(d)中未添加碘化的和/或溴化的链转移剂的实 施例。
然而,更优选地,在步骤(d)中未添加支化剂且未添加碘化的和/或溴 化的链转移剂。
步骤(d)中转化的混合物(M2)的量没有特别限制;通常,步骤(d) 中转化的混合物(M2)的量(或换句话说,胶乳(F)中的氟弹性体(A)的 链增长/重量增加)与被进料到第二反应器中作为胶乳(P)的预聚物的量之间 的重量比总体上有利地是每重量份的预聚物至少2、优选至少3、更优选至少5 重量份的转化的混合物(M2),和/或有利地是每重量份的预聚物至多20、优选 至多15的转化的混合物(M2)。
换句话说,步骤(a)中产生的氟弹性体(A)的重量分数(或换言之, 预聚物的重量分数)总体上是相对于氟弹性体(A)的总重量小于33%重量、 优选小于25%重量、更优选小于18%重量。
通过以这种方式调整在含有多个进料端口的复杂反应器中通过受控的 聚合物技术制造的预聚物与氟弹性体(A)的总重量之间的重量比可能有利地 达到双反应器制造进程的高生产量,同时最小化资本支出,由于大多数生产的 材料在基本的反应器槽(具有简化的且成本更低的布局)中获得。
在步骤(e)中,可以使用标准技术从胶乳(F)中回收该氟弹性体(A)。 可以使用的凝固技术包括通过添加电解液的凝固、冻融凝固、以及高剪切下凝 固。总体上,该氟弹性体是通过过滤、倾析、离心、以及其他传统的固/液分离 技术中的任一种从水相中分离的。
总体上,回收进一步涉及干燥该氟弹性体(A)以除去残留水分。
该氟弹性体(A)具有的分子量高于从步骤(A)获得的预聚物的分子 量。
更具体地,氟弹性体(A)具有有利地是至少40000、优选至少50000、 更优选至少60000、甚至更优选至少80000;和/或有利地是至多150000、优选 至多130000、更优选至多120000的数均分子量。
这种链增长可以或可以不与PDI的宽化有关,该宽化将在从至少1.5 到至多9.0的范围内;尽管如此,可以适当地确保链增长以提供氟弹性体(A), 其中PDI被维持在有利地是至多3.5、优选至多3.0且优选至多2.8的值。
由于步骤(d)中的链增长通常在不添加碘化的和/或溴化的链转移剂时 被实践,因此氟弹性体(A)的碘和/或溴含量相对于预聚物的碘和/或溴含量减 少。
因此,总体上,碘和/或溴含量减少,与步骤(d)中达到的链增长/重 量增加一致。换句话说,碘和/或溴含量减少一个因子,该因子等于氟弹性体(A) 的重量除以从步骤(a)获得的预聚物的重量。
从步骤(d)获得的氟弹性体(A)通常具有的碘和/或溴含量有利地是 相对于氟弹性体(A)的重量至少0.05%、优选至少0.1%wt、更优选至少0.15% wt,和/或有利地是相对于氟弹性体(A)的重量至多1.5%、优选至多1.2%wt、 更优选至多1.0%wt。
类似地,由于步骤(d)中的链增长通常在不添加支化剂时被实践,因 此氟弹性体(A)中的支化剂含量相对于预聚物的支化剂含量减少。
因此,总体上,支化剂含量减少,与步骤(d)中达到的链增长/重量增 加一致。换句话说,支化剂含量减少一个因子,该因子等于氟弹性体(A)的 重量除以从步骤(a)获得的预聚物的重量。
如此获得的氟弹性体(A)可以使用传统的固化和模制技术被成形为最 终零件并进行交联。
总体上,氟弹性体(A)适合用于过氧化物固化,即,适合用于在过氧 化物和多不饱和交联剂(例如三烯丙基异氰尿酸酯)存在下进行交联。
若通过援引方式并入本申请的任何专利、专利申请以及公开物的披露 内容与本说明相冲突到了可能导致术语不清楚的程度,则本说明应该优先。
现在将参考以下实例对本发明进行更详细地说明,这些实例的目的仅 仅是说明性的并且不限制本发明的范围。
实例
实例1
实例1a–预聚物胶乳的制备
在装备有以545rpm运转的机械搅拌器的10升反应器中,引入5.4l 的脱矿质水和175ml的微乳液,该微乳液是之前通过混合以下项来获得的:38.5 ml的具有下式的具有酸性端基的全氟聚氧化烯(具有600的平均分子量): CF2ClO(CF2-CF(CF3)O)n(CF2O)mCF2COOH(其中n/m=10)、24.6ml的30%v/v NH4OH水溶液、87.7ml的脱矿质水以及24.2ml的具有下式的D02 全氟聚醚(具有450的平均分子量):CF3O(CF2CF(CF3)O)n(CF2O)mCF3(其中 n/m=20)。
将反应器加热并且保持在80℃的设定点温度;然后加入偏二氟乙烯 (VDF)(78.5%摩尔)和六氟丙烯(HFP)(21.5%摩尔)的混合物以达到25 巴的最终压力。然后引入102g作为链转移剂的1,4-二碘全氟丁烷(C4F8I2), 并且引入2.0g作为引发剂的过硫酸铵(APS)。通过连续进料偏二氟乙烯(VDF) (78.5%摩尔)以及六氟丙烯(HFP)(21.5%摩尔)的气态混合物直到总共3150 g将压力维持在25巴的设定点下。同时地,在单体消耗之后,以受控的方式将 6.8g CH2=CH-(CF2)6-CH=CH2进料到反应器中,即通过在聚合开始时以及在目 标转化率每增加5%时进行20次相同的逐步添加。然后将该反应器冷却、排放 并回收胶乳并在槽中储存超过1天的持续时间。采集这种预聚物的样品用于分 析/机械测定
实例1b–最终氟弹性体的制备
在装备有以60rpm运转的磁力搅拌器的21升反应器中,引入12.9l 的脱矿质水以及1776g在实例1中生产的具有约36%wt固体含量的胶乳。
将反应器加热并且保持在80℃的设定点温度;然后加入偏二氟乙烯 (VDF)(78.5%摩尔)和六氟丙烯(HFP)(21.5%摩尔)的混合物以达到25 巴的最终压力。然后引入2.6g作为引发剂的过硫酸铵(APS)。通过连续进料 偏二氟乙烯(VDF)(78.5%摩尔)以及六氟丙烯(HFP)(21.5%摩尔)的气态 混合物直到总共4170g将压力维持在25巴的设定点下。然后将该反应器冷却、 排放,并且回收胶乳。通过添加硫酸铝使该胶乳凝固;将凝固的氟弹性体从水 相中分离出来、用脱矿质水洗涤并且在90℃的对流烘箱中干燥16小时。
在表1和表2中报告了原始聚合物表征数据。
对比实例2
在装备有以545rpm运转的机械搅拌器的10升反应器中,引入5.4l 的脱矿质水和40ml的微乳液,该微乳液是之前通过混合以下项来获得的:8.8 ml的具有下式的具有酸性端基的全氟聚氧化烯(具有600的平均分子量): CF2ClO(CF2-CF(CF3)O)n(CF2O)mCF2COOH(其中n/m=10)、5.6ml的30%v/v NH4OH水溶液、20.0ml的脱矿质水以及5.5ml的具有下式的D02 全氟聚醚(具有450的平均分子量):CF3O(CF2CF(CF3)O)n(CF2O)mCF3(其中n/m=20)。
将反应器加热并且保持在80℃的设定点温度;然后加入偏二氟乙烯 (VDF)(78.5%摩尔)和六氟丙烯(HFP)(21.5%摩尔)的混合物以达到25 巴的最终压力。然后引入13.5g作为链转移剂的1,4-二碘全氟丁烷(C4F8I2), 并且引入2.0g作为引发剂的过硫酸铵(APS)。通过连续进料偏二氟乙烯(VDF) (78.5%摩尔)以及六氟丙烯(HFP)(21.5%摩尔)的气态混合物直到总共3150 g将压力维持在25巴的设定点下。此外,在聚合开始时并且然后在转化率每增 加5%时,引入以20个相等部分进料的1.2g CH2=CH-(CF2)6-CH=CH2。然后将 该反应器冷却、排放,并且回收胶乳。将该胶乳用硫酸铝处理,从水相中分离 出来、用脱矿质水洗涤并且在90℃的对流烘箱中干燥16小时。在表1和表2 中报告了原始聚合物表征数据。
GPC测定
通过GPC使用如在以下表1中详述的仪器操作和条件表征氟弹性体, 并且基于聚苯乙烯标准物确定相关参数,对于相关标准物和对于氟弹性体考虑 聚合物/溶剂Mark-Houwink参数。
表6
表1
表2
对固化样品的机械和密封特性的测定
将实例1的氟弹性体(来自实例1b的最终氟弹性体)和实例2的对比 氟弹性体使用布拉本德(Brabender)混合机与如在下表中列出的交联成分预混 配:
表5
(*):TAIC: TAIC 75:二氧化硅中的三烯丙基异氰尿酸酯75%wt 分散体;(**)Luperox 101XL 45过氧化物是2,5-二甲基2,5二(叔丁基过氧)己 烷在碳酸钙中的45%分散体;(***)炭黑
固化行为根据ASTM D-6601,在170℃的温度下持续12分钟,通过 测定下列特性确定:
ML=最小扭矩(lb*in)
MH=最大扭矩(lb*in)
ΔM=MH-ML
t’90=达到90%固化状态的时间(秒)
已根据ASTM D1646-07在121℃下测定生橡胶的门尼粘度(MU),以 ML(1+10)计。
基板和O型环(尺寸等级=214)已经在压制的模具中在170℃下固化 10分钟,并且然后在空气循环烘箱中进行后处理((1+4)h,在230℃下)。
根据DIN 53504标准,对从基板冲压出的样品测定拉伸特性。
M100是在100%伸长率下以MPa表示的模量;
T.S.是以MPa表示的拉伸强度;
E.B.是以%表示的断裂伸长率。
根据ASTM D 2240方法对堆叠的3块基板测定肖氏A硬度(3”)(HDS)。
表6
表7
Claims (14)
1.一种用于制造氟弹性体即氟弹性体(A)的方法,该方法包括以下步骤:
步骤(a):通过在第一反应器中进料而在表面活性剂存在下在水性乳液中进行聚合,由此获得预聚物胶乳即胶乳(P),其中该胶乳(P)包含预聚物的颗粒,该预聚物具有至少1000和至多40000的数均分子量;所述进料包括进料以下成分:
(i)单体混合物即混合物(M1),其包含至少一种含氟单体即单体(F)
(ii)至少一种碘化的和/或溴化的链转移剂,
(iii)至少一种支化剂,该支化剂具有至少两个烯键式不饱和度,其是具有以下通式的双-烯烃(OF):
其中,R1、R2、R3、R4、R5以及R6,彼此相同或不同,是H或C1-C5烷基;Z是直链或支链的C1-C18亚烷基或亚环烷基基团,任选地含有氧原子,或氟聚氧亚烷基,并且其中,在步骤(a)中进料的具有至少两个烯键式不饱和度的支化剂的量是相对于在步骤(a)中获得的预聚物的总重量至多1% wt;以及
(iv)至少一种自由基引发剂;
步骤(b):从所述第一反应器中回收所述胶乳(P)并且将其储存在储槽中;以及
步骤(c):将所述胶乳(P)从所述储槽进料到第二反应器中;
步骤(d):在自由基引发剂存在下,在所述第二反应器中使包含至少一种单体(F)的至少第二单体混合物即混合物(M2)聚合,以便获得最终胶乳即胶乳(F);以及
步骤(e):从所述胶乳(F)回收该氟弹性体(A)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,单体混合物(M1)包含至少一种选自下组的含氟单体,该组由以下各项组成:
- C2-C8全氟烯烃类;
- C2-C8含氢的氟烯烃类;
- 符合式CH2=CH-Rf0的氟烷基乙烯类,其中Rf0是C1-C6氟烷基或具有一个或多个醚基的C1-C6氟氧基烷基;
- 氯代-和/或溴代-和/或碘代-C2-C6氟烯烃类;
- 符合式CF2=CFORf1的氟烷基乙烯基醚类,其中Rf1是C1-C6氟-或全氟烷基;
-符合式CH2=CFORf1的氢氟烷基乙烯基醚类,其中Rf1为C1-C6氟-或全氟烷基;
- 符合式CF2=CFOX0的氟-氧基烷基乙烯基醚类,其中X0是C1-C12氧基烷基,或具有一个或多个醚基的C1-C12氟氧基烷基;
- 符合式CF2=CFOCF2ORf2的氟烷基-甲氧基-乙烯基醚类,其中Rf2是C1-C6氟-或全氟烷基,或具有一个或多个醚基的C1-C6氟氧基烷基;
- 符合式CF2=CFOY0的官能的氟-烷基乙烯基醚类,其中Y0是C1-C12烷基或氟烷基,或C1-C12氧基烷基或C1-C12氟氧基烷基,所述Y0基团包含呈其酸、酰基卤或盐形式的羧酸或磺酸基团;
- 具有下式的氟间二氧杂环戊烯类:
其中Rf3、Rf4、Rf5、Rf6中的每一个彼此相同或不同,独立地为氟原子、C1-C6氟-或全氟烷基,任选地包含一个或多个氧原子。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,混合物(M1)选自下组,该组由以下各项组成:
(1)含偏二氟乙烯(VDF)的单体混合物,其中,VDF与至少一种不同于VDF并且选自下组的共聚单体混合,该组由以下各项组成:
(a)C2-C8全氟烯烃类;
(b)含氢的C2-C8氟-烯烃类;
(c)C2-C8氯代和/或溴代和/或碘代-氟烯烃类;
(d)具有式CF2 = CFORf的氟烷基乙烯基醚类(PAVE),其中Rf是C1-C6氟烷基;
(e)具有式CF2 = CFOX的氟-氧基-烷基乙烯基醚类,其中X是包含链状氧原子的C1-C12(氟)-氧基烷基;
(f)具有下式的氟间二氧杂环戊烯类:
其中Rf3、Rf4、Rf5、Rf6,彼此相同或不同,独立地选自氟原子和任选地包含一个或多于一个氧原子的C1-C6氟烷基;
(g)具有下式的氟-甲氧基-乙烯基醚类:
CFX2 = CX2OCF2OR"f
其中R"f选自直链或支链的C1-C6氟烷基;C5-C6环状氟烷基;以及直链或支链的包含从1至3个链状氧原子的C2-C6氟氧基烷基,并且X2=F、H;并且R"f是-CF2CF3;-CF2CF2OCF3;或-CF3;
(h)C2-C8非氟化烯烃类;
(i)包含腈(-CN)基团的烯键式不饱和化合物;以及
(2)含四氟乙烯(TFE)的单体混合物,其中TFE与至少一种不同于TFE并且选自下组的共聚单体混合,该组由以下各项组成:如以上详述的类别(a)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、以及(i)的单体。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,步骤(a)包括在氟化表面活性剂即表面活性剂(FS)的存在下、在水性乳液中使该混合物(M1)聚合,该氟化表面活性剂选自下组,该组由以下各项组成:
-CF3(CF2)n1COOM',其中n1是范围从4至10的整数;M'代表H、NH4、Na、Li或K;
- T(C3F6O)n0(CFXO)m0CF2COOM"即式(FS1),其中T代表Cl或具有式CkF2k+1O的全氟烷氧基,其中k为从1至3的整数,一个F原子任选地被Cl原子取代;n0是范围从1至6的整数;m0是范围从0至6的整数;M"代表H、NH4、Na、Li或K;X代表F或CF3;
-F-(CF2-CF2)n2-CH2-CH2-RO3M'",其中R是P或S,M'"代表H、NH4、Na、Li或K;n2是范围从2至5的整数;
- A-Rf-B双官能氟化表面活性剂,其中A和B,彼此相同或不同,是-(O)pCFX—COOM*;M*代表H、NH4、Na、Li或K;X = F或CF3;p是等于0或1的整数;Rf是直链的或支链的全氟烷基链,或氟聚醚链,这样使得A-Rf-B的数均分子量是在300至3,000的范围内;
- R'f-O-(CF2)r-O-L-COOM',其中R'f是直链的或支链的全氟烷基链,任选地包含链状氧原子,M'是H、NH4、Na、Li或K;r是1至3;L是二价氟化桥联基团;
- R"f-(OCF2)u-O-(CF2)v-COOM",其中R"f是直链的或支链的全氟烷基链,任选地包含链状氧原子,M"是H、NH4、Na、Li或K;u和v是从1至3的整数;
- R'"f-(O)t-CHQ-L-COOM'",其R'"f是直链的或支链的全氟烷基链,任选地包含链状氧原子,Q = F或CF3,t是0或1,M'"是H、NH4、Na、Li或K;L是二价氟化桥联基团;
- 具有以下式(I)的环状氟化合物:
其中X1、X2、X3,彼此相同或不同,独立地选自H、F、以及C1-6氟烷基,任选地包含一个或多个链状的或非链状的氧原子;L代表键或二价基团;RF是二价氟化C1-3桥联基团;Y是选自由具有下式的那些组成的组的亲水官能团:
其中Xa是H、一价金属或具有式–N(R'n)4的铵基团,其中R'n,在每次出现时相同或不同,代表氢原子或C1-6烃基;
- 以及它们的混合物。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,步骤(a)的该水性乳液进一步有利地包括附加的非官能氟化流体,该非官能氟化流体选自符合在此以下的式(I-p)的氟聚醚:
T'1-(CFX)p-O-Rf-(CFX)p'-T'2 (I-p)
其中:
- 每个X独立地是F或CF3;
- p和p',彼此相同或不同,是从0至3的整数;
- Rf是包括重复单元R°的氟聚氧亚烷基链,所述重复单元选自下组,该组由以下各项组成:
(i) -CFXO-,其中X是F或CF3,
(ii) -CF2CFXO-,其中X是F或CF3,
(iii)-CF2CF2CF2O-,
(iv) -CF2CF2CF2CF2O-,
(v)–(CF2)j-CFZ-O-,其中j是选自0和1的整数,并且Z是具有通式-ORf'T3的基团,其中Rf'是包括从0至10个重复单元数的氟聚氧亚烷基链,所述重复单元选自以下各项:-CFXO-、-CF2CFXO-、-CF2CF2CF2O-、-CF2CF2CF2CF2O-,其中,每个X独立地是F或CF3;并且T3是C1-C3全氟烷基,及其混合物;
- T'1和T'2,彼此相同或不同,是H、卤素原子、C1-C3氟烷基,任选地包含一个或多个H或不同于氟的卤素原子。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,该碘化的和/或溴化的链转移剂是选自由具有式Rf(I)x(Br)y的那些组成的组,其中Rf是含有从1至8个碳原子的氟烷基或氟氯烷基,同时x和y是在0与2之间的整数,其中1 ≤ x+y ≤ 2,并且其中,在步骤(a)过程中进料的一种或多种碘化的和/或溴化的链转移剂的量是每100重量份步骤(a)中制造的预聚物至少1.0重量份和/或每100重量份步骤(a)中制造的预聚物至多4.0重量份。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,步骤(a)提供预聚物胶乳即胶乳(P),该预聚物胶乳即胶乳(P)包含预聚物的颗粒,该预聚物具有有利地至少1.2和/或有利地至多3.5的PDI。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,步骤(a)提供预聚物胶乳即胶乳(P),该预聚物胶乳即胶乳(P)包含预聚物的颗粒,该预聚物具有的碘和/或溴含量为相对于该预聚物的重量至少0.5%,和/或相对于该预聚物的重量至多3.0%。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,在步骤(b)中,所述胶乳(P)是从所述第一反应器中回收的,在储槽中持续至少1小时的储存时间。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,该第二反应器与该第一反应器不同,该第二反应器未配备用于计量支化剂和/或用于计量碘化的和/或溴化的链转移剂。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,单体混合物即混合物(M2)包含至少一种如权利要求2所述的含氟单体和/或选自如权利要求3所述的混合物。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,步骤(d)中转化的混合物(M2)的量与被进料到该第二反应器中作为胶乳(P)的预聚物的量之间的重量比有利地是每重量份的预聚物至少2重量份的转化的混合物(M2),和/或有利地是每重量份的预聚物至多20的转化的混合物(M2),和/或其中,产生的氟弹性体(A)的重量分数是相对于氟弹性体(A)的总重量小于33%重量。
13.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,氟弹性体(A)具有有利地至少40000;和/或有利地至多150000的数均分子量。
14.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,该氟弹性体(A)的碘和/或溴含量减少一个因子,该因子等于氟弹性体(A)的重量除以从步骤(a)获得的预聚物的重量,和/或其中该氟弹性体(A)中的支化剂含量减少一个因子,该因子等于氟弹性体(A)的重量除以从步骤(a)获得的预聚物的重量。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP15199930.7 | 2015-12-14 | ||
EP15199930 | 2015-12-14 | ||
PCT/EP2016/080956 WO2017102820A1 (en) | 2015-12-14 | 2016-12-14 | Method of manufacturing fluoroelastomers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108699190A CN108699190A (zh) | 2018-10-23 |
CN108699190B true CN108699190B (zh) | 2021-10-12 |
Family
ID=55077346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201680081506.7A Expired - Fee Related CN108699190B (zh) | 2015-12-14 | 2016-12-14 | 制造氟弹性体的方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10882935B2 (zh) |
EP (1) | EP3390470B1 (zh) |
JP (1) | JP7008625B2 (zh) |
KR (1) | KR20180093016A (zh) |
CN (1) | CN108699190B (zh) |
WO (1) | WO2017102820A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112748850B (zh) | 2019-10-29 | 2024-04-19 | 伊姆西Ip控股有限责任公司 | 用于存储管理的方法、设备和计算机程序产品 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1117502A (zh) * | 1994-05-18 | 1996-02-28 | 奥西蒙特公司 | 具有优良机械和弹性性能的新氟化热塑性弹性体及其制备方法 |
US5869577A (en) * | 1994-12-06 | 1999-02-09 | Daikin Industries, Ltd. | Flourine-containing elastic copolymer excellent in molding processability, preparation process thereof and vulcanizable composition excellent in molding processability |
CN102770468A (zh) * | 2009-12-18 | 2012-11-07 | 索尔维特殊聚合物意大利有限公司 | 用于生产氟弹性体的方法 |
CN103282392A (zh) * | 2010-10-15 | 2013-09-04 | 索尔维特殊聚合物意大利有限公司 | 含氟弹性体 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53125491A (en) | 1977-04-08 | 1978-11-01 | Daikin Ind Ltd | Fluorine-containing polymer easily curable and its curable composition |
JPS63304009A (ja) | 1987-06-04 | 1988-12-12 | Nippon Mektron Ltd | パ−オキサイド加硫可能な含フッ素エラストマ−の製造方法 |
US5231154A (en) * | 1992-09-25 | 1993-07-27 | E. I. Dupont De Nemours And Company | Iodine containing chain transfer angents for fluoropolymer polymerizations |
US5285002A (en) | 1993-03-23 | 1994-02-08 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Fluorine-containing polymers and preparation and use thereof |
IT1265461B1 (it) | 1993-12-29 | 1996-11-22 | Ausimont Spa | Fluoroelastomeri comprendenti unita' monomeriche derivanti da una bis-olefina |
JP4714991B2 (ja) * | 1998-07-07 | 2011-07-06 | ダイキン工業株式会社 | 含フッ素ポリマーの製造法 |
ITMI20012164A1 (it) * | 2001-10-18 | 2003-04-18 | Ausimont Spa | Fluoroelastomeri |
US20060135716A1 (en) | 2004-12-20 | 2006-06-22 | Ming-Hong Hung | Fluoroelastomers having low glass transition temperature |
GB0514387D0 (en) | 2005-07-15 | 2005-08-17 | 3M Innovative Properties Co | Aqueous emulsion polymerization of fluorinated monomers using a perfluoropolyether surfactant |
GB0514398D0 (en) | 2005-07-15 | 2005-08-17 | 3M Innovative Properties Co | Aqueous emulsion polymerization of fluorinated monomers using a fluorinated surfactant |
US20070025902A1 (en) | 2005-07-15 | 2007-02-01 | 3M Innovative Properties Company | Recovery of fluorinated carboxylic acid from adsorbent particles |
AU2006203398B2 (en) * | 2005-08-19 | 2011-09-29 | Rohm And Haas Company | Aqueous dispersion of polymeric particles |
AU2006203400B2 (en) * | 2005-08-19 | 2011-09-08 | Rohm And Haas Company | Aqueous dispersion of polymeric particles |
US8703889B2 (en) | 2008-07-08 | 2014-04-22 | Solvay Solexis S.P.A. | Method for manufacturing fluoropolymers |
EP2383302B1 (en) * | 2009-01-16 | 2014-12-17 | Asahi Glass Company, Limited | Fluorine-containing elastic copolymer, process for the production thereof, and crosslinked rubber articles |
WO2011007862A1 (ja) * | 2009-07-16 | 2011-01-20 | ダイキン工業株式会社 | 含フッ素ブロック共重合体の製造方法 |
GB201012944D0 (en) * | 2010-08-02 | 2010-09-15 | 3M Innovative Properties Co | Peroxide curable fluoroelastomers containing modifiers and iodine or bromine endgroups |
WO2012150256A1 (en) * | 2011-05-03 | 2012-11-08 | Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. | Method for manufacturing fluoroelastomers |
-
2016
- 2016-12-14 JP JP2018530679A patent/JP7008625B2/ja active Active
- 2016-12-14 EP EP16809420.9A patent/EP3390470B1/en active Active
- 2016-12-14 CN CN201680081506.7A patent/CN108699190B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2016-12-14 US US16/061,965 patent/US10882935B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2016-12-14 KR KR1020187019224A patent/KR20180093016A/ko not_active Withdrawn
- 2016-12-14 WO PCT/EP2016/080956 patent/WO2017102820A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1117502A (zh) * | 1994-05-18 | 1996-02-28 | 奥西蒙特公司 | 具有优良机械和弹性性能的新氟化热塑性弹性体及其制备方法 |
US5869577A (en) * | 1994-12-06 | 1999-02-09 | Daikin Industries, Ltd. | Flourine-containing elastic copolymer excellent in molding processability, preparation process thereof and vulcanizable composition excellent in molding processability |
CN102770468A (zh) * | 2009-12-18 | 2012-11-07 | 索尔维特殊聚合物意大利有限公司 | 用于生产氟弹性体的方法 |
CN103282392A (zh) * | 2010-10-15 | 2013-09-04 | 索尔维特殊聚合物意大利有限公司 | 含氟弹性体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017102820A1 (en) | 2017-06-22 |
US10882935B2 (en) | 2021-01-05 |
CN108699190A (zh) | 2018-10-23 |
JP7008625B2 (ja) | 2022-01-25 |
KR20180093016A (ko) | 2018-08-20 |
JP2018537571A (ja) | 2018-12-20 |
EP3390470A1 (en) | 2018-10-24 |
EP3390470B1 (en) | 2020-05-13 |
US20180371135A1 (en) | 2018-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2342403C2 (ru) | Полимеризация в водной эмульсии без эмульгатора для получения сополимеров фторированного олефина и углеводородного олефина | |
EP2705061B1 (en) | Method for manufacturing fluoroelastomers | |
US10377843B2 (en) | Method for the controlled polymerization of fluoromonomers | |
JP5506392B2 (ja) | 含フッ素ポリマーを製造するための水系方法 | |
JP5744902B2 (ja) | フルオロエラストマーの製造方法 | |
CN111201251B (zh) | 用于制造氟聚合物的方法 | |
JP4226270B2 (ja) | フルオロエラストマー組成物 | |
WO2021100836A1 (ja) | フルオロポリマーの製造方法、ポリテトラフルオロエチレンの製造方法、パーフルオロエラストマーの製造方法および組成物 | |
JP2018531316A6 (ja) | 非晶質フルオロポリマーとフルオロプラスチック粒子とを含む組成物及びその製造方法 | |
JP2018531316A (ja) | 非晶質フルオロポリマーとフルオロプラスチック粒子とを含む組成物及びその製造方法 | |
US11591430B2 (en) | Method for making fluoropolymers | |
WO2021100835A1 (ja) | フルオロポリマーの製造方法 | |
US20200017620A1 (en) | Method for making fluoropolymers | |
CN111247176B (zh) | 合成氟聚合物的方法 | |
JP3718850B2 (ja) | 成形加工性に優れた含フッ素弾性状共重合体、その製法および成形加工性に優れた加硫用組成物 | |
CN108699190B (zh) | 制造氟弹性体的方法 | |
AU2023227088A1 (en) | Method for making fluoropolymers containing ion exchange groups |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20211012 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |