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DE69912207T2 - Fluoroelastomere - Google Patents

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DE69912207T2
DE69912207T2 DE69912207T DE69912207T DE69912207T2 DE 69912207 T2 DE69912207 T2 DE 69912207T2 DE 69912207 T DE69912207 T DE 69912207T DE 69912207 T DE69912207 T DE 69912207T DE 69912207 T2 DE69912207 T2 DE 69912207T2
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DE
Germany
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tfe
fluoroelastomers
pave
vdf
per
Prior art date
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DE69912207T
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Ivan Rapallo Wlassics
Marco Bellinzago Apostolo
Margherita Albano
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Solvay Specialty Polymers Italy SpA
Original Assignee
Solvay Solexis SpA
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F214/00Copolymers 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
    • C08F214/18Monomers containing fluorine
    • C08F214/22Vinylidene fluoride
    • C08F214/222Vinylidene fluoride with fluorinated vinyl ethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08F214/26Tetrafluoroethene
    • C08F214/262Tetrafluoroethene with fluorinated vinyl ethers

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Description

  • Härtbare Fluorelastomere, welche Monomereinheiten in der Kette umfassen, die aus einem iodierten Triazinderivat der allgemeinen Formel
    Figure 00010001
    gebildet sind, wobei Y' unabhängig H, Cl, F, CH3, CF3 ist; m und t' ganze Zahlen sind, die ausgewählt sind aus 0 und 1, und m' + t' = 0 oder 1, vorzugsweise m' + t' = 0; p' eine ganze Zahl ist und 1 ist, wenn t' = 1, oder p' = 0; X' unabhängig H, Cl, F, C1-C3-Alkyl oder -Perfluoralkyl, vorzugsweise F ist; n' eine ganze Zahl zwischen 2 und 20, vorzugsweise zwischen 4 und 12, besonders bevorzugt zwischen 4 und 8 ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft neue peroxidhärtbare Fluorelastomere mit verbesserten mechanischen und elastomeren Eigenschaften in Kombination mit verbesserter Verarbeitbarkeit, insbesondere verbesserter Extrudierbarkeit.
  • Dem Fachmann sind verschiedene Arten von Fluorelastomeren bekannt, die auf all denjenigen Gebieten verbreitet Verwendung finden, bei denen sehr gute elastomere Eigenschaften in Kombination mit hoher thermochemischer Stabilität gefordert sind. Für eine umfassende Beschreibung solcher Produkte siehe beispielsweise "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry", Bd. A-11, S. 417–429 (1988, VCH Verlagsgesellschaft).
  • Die Härtung von Fluorelastomeren kann sowohl ionisch als auch peroxidisch erfolgen. Im erstgenannten Fall werden dem Fluorelastomer geeignete Härtungsmittel (beispielsweise polyhydroxylierte Verbindungen) in Kombination mit Beschleunigern (z. B. Tetraalkylammonium-, Tetraalkylphosphonium-, Phosphoranamin-Salze) zugesetzt. Bei der Peroxidhärtung muß das Polymer Vernetzungsstellen ("Curing Sites") enthalten, die in der Lage sind, in Gegenwart von Peroxiden Radikale zu bilden. Zu diesem Zweck können Vernetzungsmonomere ("Cure-Site Monomers"), die Iod und/oder Brom enthalten, in das Polymergerüst eingebaut werden, wie beispielsweise in der US-A-4 035 565, der US-A-4 745 165 und der EP 199 138 beschrieben, oder es können Kettenübertragungsmittel in der Polymerisationsphase eingesetzt werden, die Iod und/oder Brom enthalten, die iodierte und/oder bromierte endständige Gruppen erzeugen (siehe beispielsweise US-A-4 243 770 und US-A-5 173 553).
  • Ein Nachteil der für die Peroxidhärtung verwendeten Compounds ist ihre schwierige Verarbeitbarkeit. Es ist insbesondere allgemein bekannt, daß peroxidgehärtete Fluorelastomere im Vergleich mit den ionisch gehärteten schlechtere elastomere Eigenschaften zeigen, wie sich an den hohen Werten für den Druckverformungsrest zeigt. Außerdem wird ein beachtliches Fouling von Formwerkzeugen beobachtet, was die Produktivität senkt und eine Zunahme des Abfalls mit sich bringt.
  • Es bestand daher Bedarf an peroxidhärtbaren Fluorelastomeren, die verbesserte mechanische und elastomere Eigenschaften in Kombination mit verbesserter Extrudierbarkeit besitzen.
  • Der Anmelder hat überraschend und unerwartet neue peroxidhärtbare Fluorelastomere gefunden, die verbesserte mechanische und elastomere Eigenschaften in Kombination mit verbesserter Verarbeitbarkeit, insbesondere verbesserter Extrudierbarkeit, besitzen.
  • Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind peroxidhärtbare Fluorelastomere mit endständigen Iodatomen, welche Monomereinheiten in der Kette umfassen, die gebildet sind aus einem iodierten Triazinderivat der allgemeinen Formel:
    Figure 00030001
    wobei die CX'2- und CX'2-Gruppen Kohlenstoffatome bedeuten, die an zwei wie nachfolgend definierte Y'- oder X'-Substituenten gebunden sind; Y' unabhängig H, Cl, F, CH3, CF3 bedeuten kann; m' und t' ganze Zahlen sind, die ausgewählt sind aus 0 und 1, wobei die Summe aus m' + t' = 0 oder 1, vorzugsweise m' + t' = 0; p' eine ganze Zahl ist und 0 oder 1 ist, wobei es 1 ist, wenn t' = 1; X' unabhängig H, Cl, F, C1-C3-Alkyl oder -Perfluoralkyl, vorzugsweise F bedeuten kann; n' eine ganze Zahl zwischen 2–20, bevorzugt 4–12, besonders bevorzugt 4–8 ist.
  • Die bevorzugten Verbindungen der Formel (I) sind solche, worin m' = t' = p' = 0; n' zwischen 4 und 8 liegt; X' = F.
  • Die Menge der Einheiten der iodierten Triazinderivate in der Kette liegt im allgemeinen im Bereich von 0,01–1,0 Mol, vorzugsweise 0,03–0,5 Mol, besonders bevorzugt 0,05–0,2 Mol-% pro 100 Mol der anderen Monomereinheiten, die das Polymer bilden.
  • Der Anmelder hat gefunden, daß es die Anwesenheit des iodierten Triazinderivats der allgemeinen Formel (I) in der Kette erlaubt, Polymere mit einer sehr engen Molekulargewichtsverteilung, bestimmt mittels GPC, zu erhalten. Ohne an irgendwelche Theorien gebunden sein zu wollen, ist der Anmelder der Auffassung, daß dies der Parameter ist, der wichtig ist, um eine verbesserte Extrudierbarkeit zu erhalten.
  • Es wurde unerwartet gefunden, daß die neuen Polymere außer einer verbesserten Verarbeitbarkeit und Extrudierbarkeit auch eine Kombination aus verbesserten mechanischen und elastomeren Eigenschaften zeigen, insbesondere einen niedrigeren Druckverformungsrest.
  • Die Grundstruktur der Fluorelastomere kann insbesondere aus den folgenden Klassen von Copolymeren mit zwei oder mehr Monomeren ausgewählt sein:
    • (1) VDF-basierte Copolymere, wobei VDF mit wenigstens einem Comonomer copolymerisiert ist, das aus den folgenden ausgewählt ist: C2-C8-Perfluorolefinen, wie Tetrafluorethylen (TFE), Hexafluorpropen (HFP) C2-C8-Chlorund/oder -Brom- und/oder -Iodfluorolefinen, wie Chlortrifluorethylen (CTFE), Bromtrifluorethylen; (Per)fluoralkylvinylethern (PAVE), CF2=CFORf, wobei Rf ein C1-C6-(Per)fluoralkyl ist, beispielsweise Trifluormethyl, Bromdifluormethyl, Pentafluorpropyl; Perfluoroxyalkylvinylethern, CF2=CFOX, wobei X ein C1-C12-Perfluoroxyalkyl mit ein oder mehreren Ethergruppen ist, beispielsweise Perfluor-2-propoxypropyl; nichtfluorierten C2-C8-Olefinen (Ol), beispielsweise Ethylen und Propylen;
    • (2) TFE-basierte Copolymere, wobei TFE mit wenigstens einem Comonomer copolymerisiert ist, das aus den folgenden ausgewählt ist: (Per)fluoralkylvinylethern (PAVE), CF2=CFORf, wobei Rf wie oben definiert ist; Perfluoroxyalkylvinylethern, CF2=CFOX, wobei X wie oben definiert ist; C2-C8-Fluorolefinen, die Wasserstoff und/oder Chlor- und/oder Brom- und/oder Iodatome enthalten; nichtfluorierten C2-C8-Olefinen (Ol).
  • Vorzugsweise enthalten die Fluorelastomere der Erfindung perfluorierte Monomere und vorzugsweise ist die Grundstruktur dieser Fluorelastomere ausgewählt aus den Copolymeren der Klasse (2), wobei TFE mit einem oder mehreren der wie oben angegeben perfluorierten Comonomeren polymerisiert ist.
  • Innerhalb der oben definierten Klassen sind die folgenden Zusammensetzungen von Monomeren, die die Grundstruktur des Fluorelastomers bilden, bevorzugt:
    (a) VDF 45-85%, HFP 15–45%, TFE 0–30%; (b) VDF 50–80%, PAVE 5–50%, TFE 0%–20%; (c) VDF 20%–30%, Ol 10–30%, HFP und/oder PAVE 18–27%, TFE 10–30%; (d) TFE 50–80%, PAVE 20–50%; (e) TFE 45–65%, Ol 20–55%, VDF 0–30%; (f) TFE 32–60%, Ol 10–40%, PAVE 20–40%; (g) TFE 33–75%, PAVE 15–45%, VDF 5–30%.
  • Besonders bevorzugte spezielle Zusammensetzungen sind die folgenden:
    • – (d) TFE 50–80%, PAVE 20–50%;
    • – (g) TFE 33–75%, PAVE 15–45%, VDF 5–30%.
  • Gegebenenfalls umfassen die Fluorelastomere auch Monomereinheiten, die sich von einem Bisolefin der allgemeinen Formel:
    Figure 00050001
    ableiten wobei:
    R1, R2, R3, R4, R5, R6, die gleich oder voneinander verschieden sind, H oder C1-C5-Alkyl bedeuten;
    Z einen linearen oder verzweigten, bevorzugt wenigstens teilweise fluorierten C1-C18-Alkylen- oder -Cycloalkyenrest, der gegebenenfalls Sauerstoffatome enthält, oder einen (Per)fluorpolyoxyalkylenrest bedeutet.
  • In Formel (II) ist Z vorzugsweise ein C4-C12-Perfluoralkylenrest, während R1, R2, R3, R4, R5, R6 bevorzugt Wasserstoff sind.
  • Wenn Z ein (Per)fluorpolyoxyalkylenrest ist, besitzt es vorzugsweise die Formel: -(Q)p-CF2O-(CF2CF2O)m(CF2O)n-CF2-(Q)p- (III)wobei: Q ein C1-C10-Alkylen- oder -Oxyalkylenrest ist; p 0 oder 1 ist; m und n solche ganze Zahlen sind, daß das Verhältnis von m/n zwischen 0,2–5 liegt und das Molekulargewicht des (Per)fluorpolyoxyalkylenrests zwischen 500–10.000, vorzugsweise 1.000–4.000, liegt. Vorzugsweise ist Q ausgewählt aus:
    -CH2OCH2-; -CH2O(CH2CH2O)sCH2-, wobei s eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.
  • Die Bisolefine der Formel (II), worin Z ein Alkylenoder Cycloalkylenrest ist, können beispielsweise wie von I. L. Knunyants et al. in Izv. Akad. Nauk. SSSR, Ser. Khim., 1964(2), 384–6, beschrieben hergestellt werden, während die Bisolefine, die (Per)fluorpolyoxyalkylensequenzen enthalten, in der US-A-3 810 874 beschrieben sind.
  • Die Menge der Einheiten in der Polymerkette, die sich von solchen Bisolefinen ableiten, liegt im allgemeinen im Bereich von 0,01–1,0 Mol, vorzugsweise 0,03–0,5 Mol, besonders bevorzugt 0,05–0,2 Mol-% pro 100 Mol der anderen oben genannten Monomereinheiten, die die Grundstruktur des Polymers bilden.
  • Die Fluorelastomere der vorliegenden Erfindung sind peroxidhärtbar, weshalb sie zusätzlich zu den iodierten endständigen Gruppen, die sich von dem Triazinderivat ableiten, gegebenenfalls Iod- und/oder Bromatome in der Kette enthalten können. Der Einbau solcher Iod- und/oder Bromatome läßt sich durch Zugabe von bromierten und/oder iodierten Vernetzungscomonomeren zu der Reaktionsmischung erreichen, beispielsweise Brom- und/oder Iodolefinen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen (wie sie beispielsweise in der US-A-4 035 565 und der US-A-4 694 045 beschrieben sind) oder Iod- und/oder Bromfluoralkylvinylethern (wie sie in der US-A-4 745 165, der US-A-4 564 662 und der EP 199 138 beschrieben sind), und zwar in solchen Mengen, daß der Gehalt an Vernetzungscomonomeren im Endprodukt im allgemeinen im Bereich von 0,05–2 Mol pro 100 Mol der anderen Grundmonomereinheiten liegt.
  • Das Verfahren zur Herstellung der Fluorelastomere der vorliegenden Erfindung kann nach allgemein bekannten Methoden durch Copolymerisation der Monomere in wäßriger Emulsion in Gegenwart von Radikalstartern (beispielsweise Alkali- oder Ammoniumpersulfaten, -perphosphaten, -perboraten oder -percarbonaten) erfolgen, gegebenenfalls in Verbindung mit Eisen-, Kupfer- oder Silbersalzen oder von anderen leicht oxidierbaren Metallen. In dem Reaktionsmedium befinden sich gewöhnlich auch verschiedene Tenside, von denen die fluorierten Tenside der Formel Rf2-X2-M+ besonders bevorzugt sind, wobei Rf2 eine C5-C16-(Per)fluoralkylkette oder eine (Per)fluorpolyoxyalkylenkette ist, X2 -COO- oder -SO3 ist, M+ ausgewählt ist aus: H+, NH4 + und Alkalimetallionen. Zu den am meisten verwendeten gehören Ammoniumperfluoroctanoat und (Per)fluorpolyoxyalkylene mit ein oder mehreren endständigen Carboxylgruppen.
  • Die der Reaktionsmischung zuzugebende Menge an Triazinderivaten (I) hängt von der Menge ab, die im Endprodukt vorliegen muß, wobei man berücksichtigen muß, daß bei den erfindungsgemäß vorgesehenen geringen Mengen das Triazinderivat im Reaktionsmedium praktisch vollständig in die Kette eingebaut wird.
  • Das Fluorelastomer wird, wenn die Polymerisation abgeschlossen ist, mit üblichen Methoden wie Koagulation durch Zugabe von Elektrolyten oder durch Abkühlung isoliert.
  • Alternativ zur Emulsionspolymerisation kann die Polymerisation nach allgemein bekannten Methoden in Masse oder in Suspension in einer organischen Flüssigkeit in Anwesenheit eines geeigneten Radikalstarters durchgeführt werden.
  • Die Polymerisation wird im allgemeinen bei Temperaturen im Bereich von 25–150°C unter einem Druck von bis zu 10 MPa durchgeführt.
  • Die Herstellung der Fluorelastomere der vorliegenden Erfindung erfolgt vorzugsweise in wäßriger Emulsion in Gegenwart einer Perfluorpolyoxyalkylenemulsion, -dispersion oder -mikroemulsion entsprechend der US-A-4 789 717 und der US-A-4 864 006.
  • Die Peroxidhärtung der Fluorelastomere der Erfindung zur Herstellung gehärteter Fluorelastomere erfolgt nach allgemein bekannten Methoden unter Zugabe eines Peroxids, das in der Lage ist, bei Erhitzen Radikale zu bilden. Zu den gebräuchlichsten gehören Dialkylperoxide wie beispielsweise Di-tert-butylperoxid und 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert-butyl-peroxy)hexan; Dicumylperoxid; Dibenzoylperoxid, Di-tert-butylperbenzoat; Di[1,3-dimethyl-3-(tertbutylperoxy)butyl]carbonat. Weitere Peroxidsysteme sind beispielsweise in der EP 136 596 und der EP 410 351 beschrieben.
  • Dann können dem härtbaren Fluorelastomer-Compound gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe zugegeben werden, wie:
    • (a) Coagenzien zum Aushärten in Mengen von im allgemeinen zwischen 0,5–10 Gew.-%, vorzugsweise 1–7 Gew.-%, bezogen auf das Polymer; zu den üblicherweise eingesetzten gehören: Triallylcyanurat; Triallylisocyanurat (TAIC); Tris(diallylamin)-s-triazin; Triallylphosphit; N,N-Diallylacrylamid; N,N,N',N'-Tetraallylmalonamid; Trivinylisocyanurat; 2,4,6-Trivinylmethyltrisiloxan; N,N'-Bisallylbicyclo-oct-7-en-disuccinimid (BOSA); Bisolefine der Formel (I), Triazine der allgemeinen Formel
      Figure 00090001
      wobei CX'2, X' und n' die oben in Formel (I) definierte Bedeutung haben.
  • Vorzugsweise liegt n' in Formel (IV) zwischen 4 und 8; TAIC ist besonders bevorzugt;
    • (b) eine Metallverbindung in Mengen im Bereich von 1–15 Gew.-%, vorzugsweise 2–10 Gew.-%, bezogen auf das Polymer, ausgewählt aus zweiwertigen Metalloxiden oder -hydroxiden, wie beispielsweise Mg, Zn, Ca oder Pb, gegebenenfalls in Verbindung mit einem einwertigen oder zweiwertigen Metallsalz einer schwachen organischen oder anorganischen Säure, wie beispielsweise Ba-, Na-, K-, Pb-, Ca-Stearaten, -Benzoaten, -Carbonaten, -Oxalaten oder -Phosphiten;
    • (c) mineralische Füllstoffe wie Carbon Black, Bariumsulfat, PTFE mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 300 nm, vorzugsweise weniger als 100 nm, besonders bevorzugt 30 bis 70 nm; PTFE in Größen von 30–70 nm ist besonders bevorzugt; alternativ zu Polytetrafluorethylen (PTFE) können plastomere TFE-Polymere verwendet werden, beispielsweise TFE-Polymere, die mit 0,01 bis 10 Mol-%, vorzugsweise 0,01 bis 4 Mol-% eines Vinylethers, vorzugsweise Perfluormethy-lvinylether, Perfluorethylvinylether, Perfluorpropylvinylether, modifiziert sind; bevorzugte plastomere Polymere sind die mit MVE modifizierten TFE-Polymere;
    • (d) andere übliche Zusatzstoffe wie Verdickungsmittel, Pigmente, Antioxidantien und Stabilisatoren.
  • Es ist auch möglich, gemischte Härtersysteme, sowohl ionisch als auch peroxidisch, zu verwenden, wie in der EP 136 596 beschrieben.
  • Der Anmelder hat gefunden, daß die Fluorelastomere der Erfindung außer einer verbesserten Extrudierbarkeit auch sehr gute Verarbeitbarkeit zeigen, was eine höhere Produktivität und eine Senkung der bei der Verarbeitung anfallenden Abfälle ermöglicht.
  • Mit den Fluorelastomeren der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Fertigungsartikel wie Brennstoffschläuche, O-Ringe, Wellendichtungen und Dichtungen herzustellen, vorzugsweise Brennstoffschläuche mit verbessertem Druckverformungsrest und sehr gutem Aussehen des extrudierten Produkts (Garvey-Rating).
  • Die Triazinderivate der Formel (I) können entsprechend der EP 860 436 ausgehend von Verbindungen der Formel I-(CX'2-CY'2O)m'-(CX'2)n'+1-m'-I hergestellt werden, wobei die CY'2- und CX'2-Gruppen, X', Y', m', n' die oben für Formel (I) definierte Bedeutung haben.
  • Die vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgenden Arbeitsbeispiele besser veranschaulicht.
  • BEISPIEL 1
  • CHARAKTERISIERUNG
  • BEISPIEL 1a
  • Molekulargewichtsbestimmung durch GPC
  • Die mittleren Molekulargewichte Mn (Zahl), Mw (Gewicht) und Mz wurden durch GPC mit einer bei 35°C thermostatisierten Ultrastyragel®-Säule und einem Detektor für den Brechungsindex unter Verwendung von Tetrahydrofuran als Eluens bestimmt.
  • BEISPIEL 1b
  • Bestimmung der Mooney-Viskosität ML(1 + 10')
  • Die Mooney-Viskosität ML(1 + 10') wurde gemäß der Methode ASTM D1646 bei einer Temperatur von 121°C bestimmt.
  • BEISPIEL 1c
  • Bestimmung der Aushärtungskurve
  • Die Aushärtungskurve für das entsprechend den nachfolgend beschriebenen Beispielen 2 und 3 erhaltene Fluorelastomer wurde gemäß der Methode ASTM D2084-81 mit einem Schwingrheometer (ODR) (Modell 100 S) von Monsanto bestimmt, wobei bei 177°C mit einer Schwingamplitude von 3° gearbeitet wurde.
  • Die Daten sind in den Tabellen aufgeführt:
  • ML (unteres Torsionsmoment); MH (oberes Torsionsmoment); ts2 (Zeit, die für eine Zunahme des Torsionsmoments von 2 lb·in über ML erforderlich ist; 1 lb = 0,435 kg, 1 in = 2,54 cm); ts50 (Zeit, die für eine Zunahme des Torsionsmoments von 50 lb·in über ML erforderlich ist; 1 lb = 0,435 kg, 1 in = 2,54 cm); t'90 (Zeit, die für eine Zunahme des Torsionsmoments von 50 bzw. 90 erforderlich ist).
  • An dem gehärteten Produkt wurden
    • – der Druckverformungsrest an O-Ringen bei 200°C über 70 Stunden nach 8 Stunden Nachhärtung bei 200°C (ASTM D395);
    • – die mechanischen Eigenschaften nach 8 Stunden Nachhärtung bei 200°C (ASTM D412-83)

    bestimmt und in den Tabellen angegeben.
  • BEISPIEL 1d
  • Bestimmung des Garvey-Rating
  • Das Garvey-Rating wurde gemäß der Methode ASTM D2230-78 bestimmt.
  • BEISPIEL 2
  • Erfindungsgemäße Fluorelastomersynthese durch Monomerpolymerisation in Gegenwart eines iodierten Triazinderivats
  • In einen 5 1-Autoklaven, der mit einem Rührer ausgestattet war, der bei 630 rpm arbeitete, wurden nach Evakuierung 3,5 l demineralisiertes Wasser und 182 ml Perfluorpolyoxyalkylen-Mikroemulsion eingebracht. Die Mikroemulsion war durch vorheriges Mischen hergestellt worden von:
    • – 39,3 ml eines Perfluorpolyoxyalkylens mit einer endständigen Säuregruppe der Formel: CF3O(CF2-CF(CF3)O)n(CF2O)mCF2COOH wobei m/n = 10, mit einem mittleren Molekulargewicht von 600;
    • – 39,3 ml einer wäßrigen NH4OH-Lösung mit 30 Vol.-%;
    • – 78,8 ml demineralisiertem Wasser;
    • – 24,4 ml Galden® DO2 der Formel: CF3O(CF2-CF(CF3)O)n(CF2O)mCF3 wobei m/n = 20, mit einem mittleren Molekulargewicht von 450.
  • Dann wurde der Autoklav auf 80°C erhitzt und während der gesamten Reaktion auf dieser Temperatur gehalten. Dann wurde die folgende Monomermischung zugeführt:
    Vinylidenfluorid (VDF) 47,5 Mol-%
    Hexafluorpropen (HFP) 45 Mol-%
    Tetrafluorethylen (TFE) 7,5 Mol-%
    um den Druck gerade auf 21 bar zu bringen. Dann wurden
    • – 0,175 g Ammoniumpersulfat (APS) als Starter;
    • – 14,3 g des Triazinderivats der Formel (V):
    Figure 00130001
    in den Autoklaven gegeben.
  • Der Druck von 21 bar wurde während des gesamten Polymerisationsverlaufs konstant gehalten, indem eine Mischung zugeführt wurde, die zusammengesetzt war aus:
    VDF 70 Mol-%
    HFP 19 Mol-%
    TFE 11 Mol-%
  • Nach 280 Minuten Umsetzung wurde der Autoklav abgekühlt und der Latex entnommen. Auf diese Weise wurden 450 g/l Produkt mit einer Mooney-Viskosität für das Polymer, ML (1 + 10) bei 121°C, von 40 erhalten. Der Prozentgehalt an Iod im Polymer beträgt 0,2 Gew.-%. Die durch F-NMR bestimmte molare Zusammensetzung ist wie folgt:
    VDF 71 Mol-%
    HFP 17,5 Mol-%
    TFE 11,5 Mol-%
  • Der erhaltene Latex wurde koaguliert, getrocknet und dann peroxidgehärtet. Die Eigenschaften des Polymers und des gehärteten Compound sind in den Tabellen 1 und 2 aufgeführt.
  • Insbesondere ist festzustellen, daß die Fluorelastomere der Erfindung eine sehr enge Molekulargewichtsverteilung (Tabelle 1) sowie ein Garvey-Rating und einen Druckverformungsrest zeigen, die günstigere Werte als das Vergleichsfluorelastomer aufweisen (Tabelle 2).
  • BEISPIEL 3 (Vergleich)
  • Fluorelastomersynthese gemäß dem Stand der Technik durch Polymerisation der Monomeren in der im vorangehenden
  • Beispiel 1 vorgesehenen Menge in Gegenwart eines diiodierten aliphatischen Derivats
  • Entsprechend der für die Polymerisation 1 beschrieben Vorgehensweise wurde ein Polymer gleicher Art hergestellt, wobei ein diiodiertes Derivat eingesetzt wurde, dessen Menge, bezogen auf die Mole Iod, der des Triazinderivats von Beispiel 1 äquivalent war.
  • Die Menge an 1,6-Diiodperfluorhexan betrug 9,8 g.
  • Nach 210 Minuten Umsetzung wurde der Autoklav abgekühlt und der Latex entnommen. Auf diese Weise wurden 441 g/l Produkt mit einer Mooney-Viskosität für das Polymer, ML (1 + 10) bei 121°C, von 44 erhalten. Der Prozentgehalt an Iod im Polymer beträgt 0,2 Gew.-%. Die durch NMR bestimmte molare Zusammensetzung ist wie folgt:
    VDF 70,5 Mol-%
    HFP 18,0 Mol-%
    TFE 11,5 Mol-%
  • Der erhaltene Latex wurde koaguliert, getrocknet und dann peroxidgehärtet. Die Eigenschaften des Polymers und des gehärteten Compound sind in den Tabellen 1 und 2 aufgeführt.
  • TABELLE 1
    Figure 00160001
  • TABELLE 2
    Figure 00170001

Claims (20)

  1. Peroxidhärtbare Fluorelastomere mit endständigen Iodatomen, welche Monomereinheiten in der Kette umfassen, die gebildet sind aus einem iodierten Triazinderivat der allgemeinen Formel:
    Figure 00180001
    wobei die CY'2- und CX'2-Gruppen Kohlenstoffatome bedeuten, die an zwei Y'- oder X'-Substituenten gebunden sind; Y' unabhängig H, Cl, F, CH3, CF3 bedeuten kann; m' und t' ganze Zahlen sind, die ausgewählt sind aus 0 und 1, m' + t' = 0 oder 1, vorzugsweise m' + t' = 0; p' eine ganze Zahl ist und 0 oder 1 ist, wobei es 1 ist, wenn t' = 1; X' unabhängig H, Cl, F, C1-C3-Alkyl oder -Perfluoralkyl, vorzugsweise F ist; n' eine ganze Zahl zwischen 2–20, bevorzugt 4–12, besonders bevorzugt 4–8 ist.
  2. Fluorelastomere nach Anspruch 1, wobei die bevorzugten Verbindungen der Formel (I) solche sind, in denen m' = t' = p' = 0; n' zwischen 4–8 liegt; X' = F.
  3. Fluorelastomere nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei die Menge der Einheiten der iodierten Triazinderivate in der Kette zwischen 0,01–1,0 Mol, vorzugsweise 0,03–0,5 Mol pro 100 Mol der anderen Monomereinheiten liegt, die das Polymer bilden.
  4. Fluorelastomere nach den Ansprüchen 1–3, wobei die Grundstruktur des Fluorelastomers ausgewählt ist aus den folgenden Copolymerklassen: (1) VDF-basierte Copolymere, wobei VDF mit wenigstens einem Comonomer copolymerisiert ist, das aus den folgenden ausgewählt ist: C2-C8-Perfluorolefinen; C2-C3-Chlor- und/oder -Brom- und/oder -Iodfluorolefinen; (Per)fluoralkylvinylethern (PAVE), CF2=CFORf, wobei Rf ein C1-C6-(Per)fluoralkyl ist; Perfluoroxyalkylvinylethern, CF2=CFOX, wobei X ein C1-C12-Perfluoroxyalkyl mit ein oder mehreren Ethergruppen ist; nichtfluorierten C2-C8-Olefinen (01); (2) TFE-basierte Copolymere, wobei TFE mit wenigstens einem Comonomer copolymerisiert ist, das aus den folgenden ausgewählt ist: (Per)fluoralkylvinylethern (PAVE), CF2=CFORf, wobei Rf wie oben definiert ist; Perfluoroxyalkylvinylethern, CF2=CFOX, wobei X wie oben definiert ist; C2-C8-Fluorolefinen, die Wasserstoff und/oder Chlor- und/oder Brom- und/oder Iodatome enthalten; nichtfluorierten C2-C8-Olefinen (01).
  5. Fluorelastomere nach Anspruch 4, wobei die bevorzugten Zusammensetzungen der Monomere, die die Grundstruktur dieser Fluorelastomere bilden, die folgenden sind: (a) VDF 45–85%, HFP 15–45%, TFE 0–30%; (b) VDF 50–80%, PAVE 5–50%, TFE 0–20%; (c) VDF 20–30%, Ol 10–30%, HFP und/oder PAVE 18–27%, TFE 10–30%; (d) TFE 50–80%, PAVE 20–50%; (e) TFE 45–65%, Ol 20–55, VDF 0–30; (f) TFE 32–60%, Ol 10–40%, PAVE 20–40%; (g) TFE 33–75%, PAVE 15–45%, VDF 5–30%.
  6. Fluorelastomere nach Anspruch 5, wobei die Monomerzusammensetzungen die folgenden sind: (d) TFE 50–80%, PAVE 20–50%; (g) TFE 33–75%, PAVE 15–45%, VDF 5–30%.
  7. Fluorelastomere nach den Ansprüchen 4 bis 6, wobei die Grundstruktur der Fluorelastomere ausgewählt ist aus den Copolymeren der Klasse (2).
  8. Fluorelastomere nach den Ansprüchen 4 bis 7, welche aus perfluorierten Monomeren gebildet sind.
  9. Fluorelastomere nach den Ansprüchen 1–8, welche Monomereinheiten umfassen, die sich ableiten von einem Bisolefin der allgemeinen Formel:
    Figure 00200001
    wobei: R1, R2, R3, R4, R5, R6, die gleich oder voneinander verschieden sind, H oder C1-C5-Alkyl bedeuten; Z einen linearen oder verzweigten, bevorzugt wenigstens teilweise fluorierten C1-C18-Alkylen- oder -Cycloalkyenrest, der gegebenenfalls Sauerstoffatome enthält, oder einen (Per)fluorpolyoxyalkylenrest bedeutet.
  10. Fluorelastomere nach Anspruch 9, wobei in Formel (II) Z ein C4-C12-Perfluoralkylenrest ist und R1, R2, R3, R4, R5, R6 Wasserstoff bedeuten.
  11. Fluorelastomere nach Anspruch 9, wobei Z ein (Per)fluorpolyoxyalkylenrest der Formel ist: -(Q)p-CF2O-(CF2CF2O)m(CF2O)n-CF2-(Q)p- (III)wobei: Q ein C1-C10-Alkylen- oder -Oxyalkylenrest ist; p 0 oder 1 ist; m und n solche ganze Zahlen sind, daß das Verhältnis von m/n zwischen 0,2–5 liegt und das Molekulargewicht des (Per)fluorpolyoxyalkylenrests zwischen 500–10.000 liegt.
  12. Fluorelastomere nach den Ansprüchen 9–11, wobei die Menge der Einheiten in der Kette, die sich von solchen Bisolefinen ableiten, zwischen 0,01–1,0 mol pro 100 mol der anderen monomeren Grundeinheiten liegt.
  13. Fluorelastomere nach den Ansprüchen 1–12, welche peroxidisch gehärtet sind.
  14. Fluorelastomere nach Anspruch 13, wobei der Aushärtungsmischung zugesetzt sind: (a) Coagenzien zum Aushärten in Mengen von im allgemeinen zwischen 0,5–10 Gew.-%, vorzugsweise 1–7 Gew.-%, bezogen auf das Polymer, ausgewählt aus: Triallylcyanurat; Triallylisocyanurat (TAIC); Tris(diallylamin)-s-triazin; Triallylphosphit; N,N-Diallylacrylamid; N,N,N',N'-Tetraallylmalonamid; Trivinylisocyanurat; 2,4,6-Trivinylmethyltrisiloxan; N,N'-Bisallylbicyclo-oct-7-en-disuccinimid (BOSA); Bisolefinen der Formel (I), Triazinen der allgemeinen Formel
    Figure 00210001
    wobei CX'2, X' und n' die oben in Formel (I) definierte Bedeutung haben; (b) eine Metallverbindung, in Mengen zwischen 1–15 Gew.-%, bezogen auf das Polymer, ausgewählt aus zweiwertigen Metalloxiden oder -hydroxiden, gegebenenfalls in Assoziation mit einem einwertigen oder zweiwertigen Metallsalz einer schwachen organischen oder anorganischen Säure; (c) mineralische Füllstoffe, ausgewählt aus Carbon Black, Bariumsulfat, PTFE mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 300 nm; gegebenenfalls mit Vinylether in Mengen von 0,01 bis 10 Mol-% modifizierten TFE-Polymeren; (d) übliche Zusatzstoffe wie Verdickungsmittel, Pigmente, Antioxidantien, Stabilisatoren.
  15. Fluorelastomere nach Anspruch 14, wobei die Komponente (c) ist: PTFE, gegebenenfalls mit Vinylether in Mengen von 0,01 bis 10 Mol-% modifizierte TFE-Polymere mit einem Teilchendurchmesser zwischen 30–70 nm.
  16. Verwendung der Fluorelastomere der Ansprüche 1–15 zur Herstellung von Industrieartikeln wie Tankschläuchen, O-Ringen, Wellendichtungen, Dichtungen.
  17. Verwendung der Fluorelastomere nach Anspruch 16 zur Herstellung von Tankschläuchen.
  18. Verfahren zur Herstellung von Fluorelastomeren der Ansprüche 1–12, wobei die Monomerpolymerisation in wäßriger Emulsion, in Masse oder in Suspension durchgeführt wird.
  19. Verfahren zur Herstellung von Fluorelastomeren nach Anspruch 18, wobei die Monomerpolymerisation in wäßriger Emulsion in Gegenwart einer Perfluorpolyoxyalkylen-Emulsion, -Dispersion oder -Mikroemulsion durchgeführt wird.
  20. Verfahren zur Herstellung von Fluorelastomeren nach Anspruch 19, wobei die Monomerpolymerisation in einer Perfluorpolyoxyalkylen-Mikroemulsion durchgeführt wird.
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