[发明专利]交联的含氟聚合物网络

说明书

发明领域

本发明涉及交联的含氟聚合物网络，所述含氟聚合物网络是由在聚合物主链的两个末端具有丙烯酸酯基团的含氟聚合物的自由基引发的反应形成的。

发明背景

弹性体含氟聚合物(即含氟弹性体)表现出对热、天气、油、溶剂和化学品的影响的优异的抗性。此类材料是可商购获得的并且是最普通的偏二氟乙烯(VF₂)和六氟丙烯(HFP)的共聚物或VF₂、HFP和四氟乙烯(TFE)的共聚物。

其它常见的含氟弹性体包括TFE与一种或多种烯烃的共聚物，所述烯烃如乙烯(E)或丙烯(P)，并且还有TFE与全氟(烷基乙烯基醚)的共聚物，所述全氟(烷基乙烯基醚)如全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE)。

许多含氟弹性体需要掺入固化位点单体进入到它们的聚合物链中以便有效地交联(Logothetis，A.L，Prog.Polym.Sci.，第14卷，第251-296页(1989年)；A.Taguet等人，Advances in Polymer Science，第184卷，第127-211页(2005年))。如果没有此类固化位点单体，所述含氟弹性体根本不会与固化剂反应，其仅会部分地反应，或反应对用于商业规模而言会太慢。由不充分交联的弹性体制得的密封件通常比可能另外预期的更快失效。遗憾的是，缺点与现今应用的许多固化位点单体和固化剂相关。例如，某些固化剂(如二胺)是毒性的。包含活性溴或碘原子的固化位点单体可在所述固化反应期间释放副产物，这对环境有害。其它固化位点单体(如在分子的两端包含双键的那些)可能活性太大而使得它们通过改变聚合速率、终止聚合或通过引起不可取的链支化甚至形成胶凝来破坏含氟弹性体的聚合作用。最后，将固化位点单体掺入到含氟弹性体聚合物链中可能会不利地影响含氟弹性体的特性(物理特性和耐化学品性)。

本领域存在对新型含氟弹性体固化体系的需要，所述固化体系对环境是友好的，不会破坏聚合且不会损害含氟弹性体的特性。

偏二氟乙烯(VF₂)与全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE)的遥爪双官能低分子量(数均分子量介于1000和25,000道尔顿之间)共聚物和四氟乙烯(TFE)与PMVE的双官能共聚物已被公开于US 20090105435A1中。官能团位于所述共聚物主链的每个末端。所公开的官能团包括碘、烯丙基、羟基、羧基和腈。

发明概述

本发明是交联的含氟聚合物网络，所述含氟聚合物网络是由在聚合物主链的每个末端具有丙烯酸酯基团的含氟聚合物的自由基引发的反应形成的。

因此，本发明的一个方面为用于制造交联的含氟聚合物网络的方法，所述方法包括：

A)提供式CH₂＝CR’COO-(CH₂)_n-R-(CH₂)_n-OOCCR’＝CH₂的遥爪二丙烯酸酯共聚物，其中R’为H或-CH₃，n为1-4且R为具有1000-25,000道尔顿数均分子量的低聚物，所述低聚物选自：i)包含偏二氟乙烯和全氟(甲基乙烯基醚)共聚单元的低聚物，ii)包含偏二氟乙烯和六氟丙烯共聚单元的低聚物，iii)包含四氟乙烯和全氟(甲基乙烯基醚)共聚单元的低聚物，和iv)包含四氟乙烯和烯烃共聚单元的低聚物；

B)将所述二丙烯酸酯共聚物与选自光引发剂和有机过氧化物的自由基源混合以形成可固化的组合物；以及

C)产生自由基以形成交联的含氟聚合物网络。

本发明的另一个方面为由以下方法制得的交联的含氟聚合物网络，所述方法包括：

A)提供式CH₂＝CR’COO-(CH₂)_n-R-(CH₂)_n-OOCCR’＝CH₂的二丙烯酸酯共聚物，其中R’为H或-CH₃，n为1-4且R为具有1000-25,000道尔顿数均分子量的低聚物，所述低聚物选自：i)包含偏二氟乙烯和全氟(甲基乙烯基醚)共聚单元的低聚物，ii)包含偏二氟乙烯和六氟丙烯共聚单元的低聚物，iii)包含四氟乙烯和全氟(甲基乙烯基醚)共聚单元的低聚物，和iv)包含四氟乙烯和烯烃共聚单元的低聚物；

B)将所述二丙烯酸酯共聚物与选自光引发剂和有机过氧化物的自由基源混合以形成可固化的组合物；以及