部分氟化的彈性體及其制備和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明描述了包含部分氣化的彈性體膠和離子液體的組合物連同其制備和使用 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 部分含氣的彈性體諸如偏二氣乙締（VD巧和六氣丙締（HF巧的共聚物W及四氣乙 締（TFE)、偏二氣乙締（VD巧和六氣丙締化FP)的S元共聚物已被用于多種應(yīng)用。固化體 系諸如過氧化物固化體系、胺固化體系和多元醇固化體系可W用于交聯(lián)部分氣化的彈性體 膠。
[0003] 抗壓縮永久變形性能是材料在由于力而變形并且由于移除力而變形時保持其初 始形狀/尺寸的能力。交聯(lián)密度是影響部分氣化的彈性體的壓縮形變的一個因素?？蒞 使用交聯(lián)劑（例如，雙酪AF或其與氯化芐基S苯基鱗的復(fù)合物），然而，隨著交聯(lián)劑的量增 加，固化速度降低。
[0004] 口尼粘度是影響部分氣化的彈性體的壓縮形變的另一個因素。通常，在多元醇固 化體系中，具有較高口尼粘度的部分氣化的彈性體具有較低的壓縮形變。然而，n尼粘度越 高，可越難W加工部分氣化的彈性體膠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 期望一種包含可固化含氣彈性體同時平衡含氣彈性體的最終特性（諸如壓縮形 變）的組合物，其中所述可固化含氣彈性體具有良好的加工性能（諸如固化速度、n尼粘度 等）。在一個實施例中，希望具有不含溶劑（諸如揮發(fā)性溶劑）的組合物。
[0006] 在一個方面，提供了包含W下的組合物：（i)包含部分氣化的聚合物的部分氣化 的彈性體膠；和（ii)基于部分氣化的聚合物和離子液體的總重量小于10重量％的離子液 體。
[0007] 在一個實施例中，基于離子液體和部分氣化的聚合物的總重量，離子液體的量大 于0. 01重量％并且小于1. 0重量％。
[0008] 在另一個實施例中，基于離子液體和部分氣化的聚合物的總重量，離子液體的量 大于1. 0重重％并且小于10. 0重重％。
[0009] 在另一個方面，提供了包含可固化組合物的制品，所述可固化組合物包含：（i)包 含部分氣化的聚合物的部分氣化的彈性體膠；和（ii)基于部分氣化的聚合物和離子液體 的總重量小于10重量％的離子液體。
[0010] 在另一方面，提供了固化制品，所述固化制品包含（i)包含部分氣化的聚合物的 部分氣化的彈性體膠；（ii)基于部分氣化的聚合物和離子液體的總重量小于10重量％的 離子液體；和（iii)固化劑。
[0011] 上述
【發(fā)明內(nèi)容】
并非旨在描述每個實施例。本發(fā)明的一個或多個實施例的細節(jié)還在 下文的描述中示出。根據(jù)該描述和權(quán)利要求書，其它特征、目的和優(yōu)點將顯而易見。
【具體實施方式】
[001引如本文所用，術(shù)語
[0013]"一個"、"一種"和"所述"可互換使用并指一種或多種；
[0014]"和/或"用于表示可能發(fā)生一種或兩種所述的情況，例如A和/或B包括（A和B) 和（A或B);化及
[0015]"共聚物"意味著衍生自兩個或更多個不同的單體單元的聚合物，并且包括=元共 聚物、四元共聚物等。
[0016] 另外，本文中由端值表述的范圍包括在該范圍內(nèi)所包括的所有數(shù)值（例如，1至10 包括 1. 4、1. 9、2. 33、5. 75、9. 98 等）。
[0017] 另外，本文中"至少一個"的表述包括一個及W上的所有數(shù)目（例如，至少2個、至 少4個、至少6個、至少8個、至少10個、至少25個、至少50個、至少100個等）。
[0018] 已發(fā)現(xiàn)，在液體狀態(tài)下為鹽的離子液體由于其獨特的特性而增加了應(yīng)用，所述特 性包括高的離子電導(dǎo)率、寬的電化學(xué)穩(wěn)定性、良好的熱穩(wěn)定性、寬的溫度液體范圍和環(huán)境友 好的性質(zhì)。
[0019] 離子液體已被添加到凝膠聚合物電解質(zhì)或離子傳導(dǎo)性聚合物（諸如在商品名 "NAFI0N"下可用的PVDF/HFP共聚物或基于橫化四氣乙締的含氣聚合物）W改善聚合物的 離子電導(dǎo)率，W用作在裡電池、超級電容器、燃料電池等中的電解質(zhì)。通常，由于使用的離 子液體越多，所得的組合物的離子電導(dǎo)率越高，所W離子液體通常W相對于聚合物至少0. 4 至1的重量比而被加入。參見，例如，化Her,J.等人，《電化學(xué)學(xué)會志》第144卷第4期第 2007頁第67行至第69行。
[0020]JP專利公布No. 2007-281048(Mutsuaki等人）公開了用于熱耗散的包含離子液體 和膠凝劑的凝膠組合物，其中膠凝劑為大于2重量（重量）％并且小于50重量％。如果膠 凝劑小于2重量％，則稱組合物的膠凝是不充足的，并且如果膠凝劑超過50重量％，則稱凝 膠組合物的彈性和柔初性丟失并且組合物將變硬。
[0021] 在本公開中，已發(fā)現(xiàn)通過將低量（例如，小于10重量％ )的離子液體添加到部分 氣化的彈性體膠，可W獲得除別的之外還具有改善的固化速度、較低的口尼粘度和/或改 善的壓縮形變的組合物。
[0022] 在本公開的一個實施例中，還已發(fā)現(xiàn)離子液體可W用于對在固化體系中的組分增 溶，例如雙酪AF(交聯(lián)劑）和/或氯化芐基S苯基鑲（交聯(lián)助劑），在一個實施例中，所述 離子液體可W提供改善的固化劑分散。
[0023] 離子液體為獨特的鹽，其在約100°C或更低溫度下呈液態(tài)，具有可忽略的蒸氣壓和 高度的熱穩(wěn)定性。離子液體由陽離子和陰離子構(gòu)成并且具有大體約l〇(TC或更低溫度（即 在約100°C或更低溫度下為液體）、約95°C或更低溫度或甚至約80°C或更低溫度的烙點。某 些離子液體即便在環(huán)境溫度下也W烙融狀態(tài)存在，因為它們的烙點低于室溫，并因此它們 有時也稱為環(huán)境溫度烙鹽。離子液體的陽離子和/或陰離子的空間體積相對大，并且通常， 運些離子中的一者和/或兩者為有機離子?？蒞通過已知方法，例如，通過諸如陰離子交換 或復(fù)分解法的方法或通過酸-堿或中和方法，來合成離子液體。
[0024] 本公開的離子液體的陽離子可W為錠離子、鱗錄!離子、梳離子等，包括各種未定 域的雜芳族陽離子，但并不限于此。錠離子包括選自烷基錠、咪挫It、化晚li、化咯燒 、化咯晰垂、化嗦鐵、喀晚偷三挫鐵、立嗦鎌、哇嘟偷、異哇嘟纖、嗎I噪鑛、哇嘟德 、贓晚鐵、嚷挫嘟鑛、嚷挫嘟犧、嗎嘟輸、贓嗦It及它們的組合的錠離子。變||離子的 示例包括選自四烷基fin、芳基爆錢I、烷基芳基鱗錐及它們的組合的fill離子。梳離子 的示例包括選自烷基梳、芳基梳、嚷吩鎊I、四氨嚷吩t養(yǎng)及它們的組合的梳離子。直接鍵合 氮原子、憐原子或硫原子的烷基基團可W是碳數(shù)為至少1個、2個或甚至4個并且不超過8 個、10個、12個、15個或甚至20個的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基基團。烷基可W任選地包含 雜原子，諸如在鏈中或在鏈的末端（例如，端-0H基）的0和N和S。直接鍵合氮原子、憐 原子或硫原子的芳基可W是碳數(shù)為至少5個、6個或甚至8個并且不超過12個、15個或甚 至20個的單環(huán)或縮合環(huán)狀芳基。在構(gòu)成此類陽離子的結(jié)構(gòu)中的任意部位可W由被烷基基 團、締基基團、烘基基團、環(huán)烷基基團、芳基基團、芳烷基基團、芳基烷基基團、烷氧基基團、 芳氧基基團、徑基基團、幾基基團、簇基基團、醋基基團、酷基基團、氨基基團、二烷基氨基基 團、酷胺基團、亞氨基團、酷亞胺基團、硝基基團、臘基基團、硫酸基團、亞諷基團、諷基基團、 面素原子等進一步取代，并且雜原子諸如氧原子、氮原子、硫原子和娃原子可W被包含在構(gòu) 成所述陽離子的結(jié)構(gòu)的主鏈或環(huán)中。
[00巧]陽離子的具體示例包括N-乙基-N'-甲基咪挫鐵、N-甲基-N-丙基贓晚:|||、 N，N，N-S甲基-N-丙基錠、N-甲基-N，N，N-S丙基錠、N，N，N-S甲基-N-下基錠、N，N，N-S甲基-N-甲氧基乙基錠、N-甲基-N，N，N-S(甲氧基乙基）錠、N，N-二甲基-N-下基-N-甲 氧基乙基錠、N，N-二甲基-N，N-二下基錠、N-甲基-N，N-二下基-N-甲氧基乙基錠、N-甲 基-N，N，N-S下基錠、N，N，N-S甲基-N-己基錠、N，N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙 基）錠、1-丙基-四氨嚷吩It.、1-下基-四氨嚷吩It.、1-戊基-四氨嚷吩鶴、1-己基-四 氨嚷吩錄^縮水甘油基S甲基錠、N-乙基丙締酷基-N，N，N-S甲基錠、N-乙基-N-甲基嗎 嘟fi^N，N，N-S辛基錠、N-甲基-N，N，N-S辛基錠、N，N-二甲基-正辛基-N-(2-徑乙基） 錠和它們的組合。
[0026] 不包含表現(xiàn)出反應(yīng)性的官能團或部分（例如，具有反應(yīng)活性的不飽和鍵）的 陽離子就耐熱性來看是有利的，并且此類陽離子的示例包括N-甲基-N-丙基贓晚f纔和 N，N，N-S甲基-N-丙基錠。有利的是，構(gòu)成所述陽離子的基團被氣原子取代，因為期望與含 氣聚合物有良好的相容性。
[0027] 本公開的離子液體的陰離子可W為，例如，硫酸根（r-〇s〇3)、橫酸根（r-s〇3)、簇 酸根（R-% )、憐酸根（(R0)2P( = 0)0 )、由下式表示的棚酸根：BR4，諸如四氣棚酸根度F4) 和四烷基棚酸根、由下式表示的憐酸根：PRe，諸如六氣憐酸根（PFJ和六烷基憐酸根、亞胺 陰離子化N)、甲基陰離子化C)、硝酸根離子（N03)或亞硝酸根離子（N02 )。在該式中，每 個R可W獨立地為氨原子、面素原子（氣、氯、漠、艦）、取代或未取代的烷基、締基、烘基、環(huán) 烷基、芳基、芳烷基、芳基烷基、酷基或橫酷基等。雜原子諸如氧原子、氮原子和硫原子可W 被包含在R基的主鏈或環(huán)中，并且在R基的碳原子上的部分或全部氨原子可W用氣原子取 代。在陰離子中存在多個R'的情況下，運些R'可W相同或不同。因為通常與含氣聚合物 有良好的相容性，所W有利的是，在陰離子中R基的碳原子上的部分或全部氨原子被氣原 子取代，并且有利的是，陰離子包含全氣烷基。
[0028]包含全氣烷基的陰離子（其可W被有利地使用）的示例包括雙（全氣烷基橫酷 基）亞胺陰離子（巧fS〇2)2N)、全氣烷基橫酸根巧fS〇3)和=(全氣烷基橫酷基）甲基陰 離子（(RfS〇2)3C)(其中Rf表示全氣烷基）。全氣烷基的碳數(shù)可W為（例如）至少1個、2 個、3個或甚至4個到至多8個、10個、12個、15個或甚至20個。雙（全氣烷基橫酷基）亞 胺陰離子的具體示例包括：雙氣甲橫酷基）亞胺陰離子、雙（五氣乙橫酷基）亞胺陰離 子、雙（屯氣丙橫酷基）亞胺陰離子和雙（九氣下橫酷基）亞胺陰離子。全氣