用于接触氨和/或尿素的含氟弹性体部件
阅读：861发布：2024-02-18
专利汇可以提供用于接触氨和/或尿素的含氟弹性体部件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本文提供了一种用于 接触 氨 和/或尿素的部件，所述部件具有表面，所述表面在使用时将与尿素和/或氨接触。所述部件含有含氟弹性体组合物，所述含氟弹性体组合物包含含氟 聚合物 和 水 滑石化合物。，下面是用于接触氨和/或尿素的含氟弹性体部件专利的具体信息内容。
1. 一种用于接触氨和/或尿素的部件，所述部件具有与尿素和氨中的至少一者接触的 表面，所述表面包含含氟弹性体组合物，所述含氟弹性体组合物包含含氟聚合物和水滑石 化合物。
2. 根据权利要求1所述的部件，其中所述水滑石化合物包括合成的水滑石化合物。
3. 根据权利要求1所述的部件，其中所述水滑石化合物对应于下式： [(Ml2+)a(M22+)b] (M3+)y(〇H)2x+3y-2(Anly/nWH2〇 其中Mi2+表示至少一种二价金属，所述二价金属选自Mg2+、Ca2+、Sr2+和Ba2+;M2 2+表示 至少一种二价金属，所述二价金属选自Zn2+、Cd2+、Pb2+和Sn2+;M3+表示三价金属离子;An- 表示η价阴离子;a和b各自独立地表示0至10的值，X表示a+b并且具有1至10的值，y表示1至5 的整数，并且w表示实数。
4. 根据权利要求1所述的部件，其中基于所述含氟聚合物计，所述水滑石化合物以0.1 重量％至20重量％的量存在。
5. 根据权利要求1所述的部件，其中所述水滑石化合物为天然水滑石化合物。
6. 根据权利要求1所述的部件，其中所述部件为反应容器或排放系统的一部分。
7. 根据权利要求1所述的部件，其中所述含氟弹性体组合物包含可固化组合物的固化 产物，所述可固化组合物包含（i)含氟聚合物，所述含氟聚合物具有部分氟化的主链并具有 能够参与过氧化物固化反应的卤素和/或腈，以及(ii)有机过氧化物。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的部件，其中基于所述含氟聚合物计，所述水滑石 化合物以0.1重量％至20重量％的量存在。
9. 一种方法，所述方法包括利用用于接触氨和/或尿素的部件的含氟弹性体组合物中 的水滑石化合物，在所述含氟弹性体组合物与尿素和氨中的至少一者接触时防止或减少所 述含氟弹性体组合物的溶胀。
10. 水滑石化合物在用于接触氨和/或尿素的部件的含氟弹性体组合物中的用途，用于 在所述含氟弹性体组合物与尿素和氨中的至少一者接触时防止或减少所述含氟弹性体组 合物的溶胀。
用于接触氨和/或尿素的含氟弹性体部件
技术领域
[0001] 本公开涉及一种用于接触氨和/或尿素的部件，其中该部件包含含氟弹性体和水 滑石化合物。具体地，本公开涉及使用水滑石化合物以改善含氟弹性体组合物在与尿素和/ 或氨接触时的抗性，更具体地是在高温下与氨接触时的抗性。发明内容
[0002] 目前，对于辨识在与尿素和/或氨接触时具有抗性的含氟弹性体组合物存在需求。
[0003] 在一个实施方案中，提供了一种用于接触氨和/或尿素的部件，该部件具有与尿素 和氨中的至少一者接触的表面，该表面包含含氟弹性体组合物，该含氟弹性体组合物包含 含氟聚合物和水滑石化合物。
[0004] 在另一个实施方案中，提供了一种方法，该方法包括利用用于接触氨和/或尿素的 部件的含氟弹性体组合物中的水滑石化合物，在含氟弹性体组合物与尿素和氨中的至少一 者接触时防止或减少含氟弹性体组合物的溶胀。
[0005] 在另一个实施方案中，使用在用于接触氨和/或尿素的部件的含氟弹性体组合物 中的水滑石化合物，以在含氟弹性体组合物与尿素和氨中的至少一者接触时防止或减少含 氟弹性体组合物的溶胀。
具体实施方式
[0007] 如本文所用，术语
[0008] "一个"、"一种"和"所述"可互换使用并意指一个或多个;并且
[0009] "和/或"用于表示所说明的情况中的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括 (A和B)和(A或B)。
[0010] 另外，本文中由端点表述的范围包括该范围内所包含的所有数值(例如，1至1 〇包 括1.4、1.9、2.33、5.75、9.98等）。
[0011] 另外，本文中"至少一个"的表述包括一个及以上的所有数目（例如，至少2个、至少 4个、至少6个、至少8个、至少10个、至少25个、至少50个、至少100个等）。
[0012]在20世纪90年代初，欧盟发布了一系列排放标准，在新车的允许排放物方面变得 更加严格。一种具体的相关排放物是N0X，这是一种已知的污染物，在特定条件下(例如高燃 烧温度和压力下）作为废气生成。减少N0 X排放的一种方法是处理废气。废气中的N0X可与氨 和氧反应，以形成N2和水，并从废气中释放出N 2和水。
[0013]名为"ADBLUE"的商品是尿素水溶液，包含32.5%的尿素，用于降低柴油机排放废 气中的N0X浓度。尿素分解形成氨和C02。随后氨能够在选择性催化还原反应(SCR)中与N0 X反 应，以降低废气中的N0X浓度。在这些系统中，在SCR之前将ADBLUE注入未净化的废气中。
[0014] 传统上，使用诸如EPDM(乙丙橡胶）和HNBR(氢化丁腈橡胶）等材料来容纳和运输 ADBLUE，然而，尤其在较高温度下(例如大于10(TC)，尿素可能分解，生成氨，在化学上侵蚀 EPDM和HNBR。采用特殊配方的全氟化弹性体可在高温下提供对ADBLUE的耐化学性，但这些 材料通常昂贵，并且在一些情况下，它们可能在较低温度下缺乏足够的特性。
[0015] 在本公开中，已经发现包含部分氟化的弹性体聚合物以及水滑石的含氟弹性体组 合物可实现在高温条件下对氨的改善的抗溶胀性。
[0016] 本公开涉及一种用于接触(例如，容纳、反应和/或运输)氨和/或尿素的部件。如本 文所用，"用于接触氨和/或尿素的部件"是指可在标准使用期间与尿素和/或氨接触的任何 部件(例如，容器、软管、密封件、垫圈等）。此类部件可存在于例如汽车排气系统以及利用氨 或尿素的工业制造工艺中（例如，反应容器）。
[0017] 术语"用于接触氨和/或尿素的部件"是指在存放、供应、运输、反应、计量和控制尿 素和/或氨时使用的部件总称;这些部件暴露于尿素和/或氨或与其接触。非限制地，此类部 件包括模制和/或挤出的物品，例如存储部件，诸如箱、软管和箱盖密封件;供应部件，诸如 软管或管材;阀门；隔膜;喷射器部件;反应部件(例如，SCR);反应容器(即，其中发生反应的 容器）；轴密封件；以及连接部件，诸如〇形环。
[0018] 如本文所公开，"氨"是指氨(NH3)的液体和气体形式，包括例如NH40H和醇铵(例如， 甲氧基铵）。
[0019] 如本文所公开，"尿素"是指尿素或聚脲。
[0020] 如下文所示，已发现本公开的包含含氟弹性体和水滑石化合物的含氟弹性体组合 物在氨和尿素中具有溶胀抗性，使它们尤其适合于需要较低成本弹性体的应用，所述较低 成本的弹性体具有对氨和/或尿素的耐受性，尤其是在高温下对氨的耐受性。
[0021] 本公开中所用的水滑石化合物可包含天然或合成水滑石化合物或它们的混合物。 尤其合适的水滑石化合物为合成或天然来源的碳酸氢镁和/或碳酸氢铝矿物质。天然化合 物的不例包括水滑石Mg6Al2(0H)16⑶3.4H2〇和水滑石组中的成员，诸如：碳酸镁络矿Mg6〇2 (OH) 16C〇3 · 4H20、碳酸镁铁矿Mg6Fe(III)2(OH) 16C〇3 · 4H20、水碳锰镁石Mg6Mn(III)2(0H) 16CO3.4H2O 等等。
[0022] 水滑石化合物也可以是合成的水滑石化合物。合成水滑石化合物的示例包括： Mg6Al2(OH)i6C〇3.4H2〇、Mg4.5Al2(OH)i3C〇3.3.5H2〇、Mg4.5Al2(OH)i3C〇3、Mg4Al2(OH) i2C〇3.3.5H2〇、Mg5Al2(OH)i4C〇3.4H2〇、Mg3Al2(OH)i〇 ⑶ 3.1.7H2〇、Mg3ZnAl2(OH)i2C〇3.wH2(^P Mg3ZnAl 2(OH) 12TO3。可商购获得的合成水滑石包括，例如以商品名"DHT-4A"、"DHT-4V"和 "ZHT-4A"购自荷兰芬丹的Kisuma化学品公司（Kisuma Chemicals BV，Veendam, Netherlands)的那些；以及可购自瑞士巴塞尔的汽巴特殊化学品公司（Ciba Specialties Chemicals,Basel, Switzerland)的 "HYCITE 713"。
[0023] 具体地，可结合本公开使用的水滑石化合物包括可由下式表示的那些：
[0024] [ (Ml2+)a(M22+)b] (M3+)y(〇H)2x+3y-2(Anly/nWH2〇
[0025] 其中施2+表示至少一种二价金属，所述二价金属选自Mg2+、Ca 2+、Sr2+和Ba2+;M22+表示 至少一种二价金属，所述二价金属选自Zn 2+、Cd2+、Pb2+和Sn2+; M3+表示三价金属离子;An_表示 η价阴尚子，诸如F、C1、Br、N〇3、C〇32、S〇42、Fe(CN)64、CH3C00、草酸尚子或水杨酸尚子;a 和b相应地表示0至10的值，X表示a+b并具有1至10的值，y表示1至5的整数，并且w表示实数。
[0026] 在一个实施方案中，水滑石化合物分散在含氟弹性体组合物中。
[0027] 水滑石化合物通常用于含氟弹性体组合物中，相对于含氟弹性体的量，水滑石化 合物的量介于〇. 1重量％至20重量％ ;为至少0.3重量％、0.5重量％、0.7重量％、1重量％、2 重量％或甚至4重量％，并且为最多10重量％、15重量％或甚至20重量％。
[0028] 在本公开中，含氟弹性体组合物包含含氟聚合物，该含氟聚合物具有部分氟化的 主链，意味着含氟聚合物主链上的碳连接有氢原子和氟原子。在一些实施方案中，沿着含氟 聚合物主链存在其他原子，包括例如氯原子或氧原子。特别优选的含氟聚合物是那些主链 的至少30重量％被氟化，优选至少50重量％被氟化，更优选至少65重量％被氟化的含氟聚 合物。用于本公开的含氟聚合物的示例包括一种或多种氟化单体任选地与一种或多种非氟 化单体的聚合物。氟化单体的示例包括可具有氢原子和/或氯原子的氟化&-(： 8烯烃，例如四 氟乙稀(TFE)、三氟氯乙稀(CTFE)、2-氯五氟丙稀、二氯二氟乙稀、氟乙稀、偏二氯乙稀(VDF) 和氟化烷基乙烯基单体(例如六氟丙烯(HFP));氟化乙烯基醚(包括全氟化乙烯基醚(PVE)) 和氟化烯丙基醚(包括全氟化烯丙基醚）。合适的非氟化共聚单体包括氯乙烯、偏二氯乙烯 和C 2-C8烯烃，诸如乙烯(E)和丙烯(P)。
[0029] 如上文和下文所用，术语"共聚物"是指包含衍生自所述单体(共聚单体)的重复单 元的聚合物，不排除存在衍生自未明确描述的其他单体(共聚单体）的其他重复单元的选 项。
[0030] 可用于本公开的全氟化乙烯基醚的示例包括对应于下式的那些：
[0031] CF2 = CF-〇-Rf
[0032] 其中Rf表示可包含一个或多个氧原子的全氟化脂族基团。
[0033]尤其优选的全氟化乙烯基醚对应于下式：
[0034] CF2 = CF0(Raf0)n(Rbf0)mRcf
[0035] 其中Raf和Rbf为具有1至6个碳原子、特别是2至6个碳原子的不同的直链或支链全 氟亚烷基基团，m和η独立地为0至10,并且R°f为具有1至6个碳原子的全氟烷基基团。全氟化 乙烯基醚的具体示例包括全氟（甲基乙烯基)醚(PMVE)、全氟（乙基乙烯基)醚(PEVE)、全氟 (正丙基乙烯基)醚(PPVE-1)、全氟-2-丙氧基丙基乙烯基醚(PPVE-2)、全氟-3-甲氧基-正丙 基乙烯基醚、全氟-2-甲氧基-乙基乙烯基醚和CF 3- (CF2) 2-0-CF (CF3) -CF2-0-CF (CF3) -CF2- o-cf=cf2〇
[0036] 合适的氟烷基乙烯基单体对应于以下通式：
[0037] CF2 = CF-Rdf 或 CH2 = CH-Rdf
[0038] 其中Rdf表示具有1至10个、优选1至5个碳原子的全氟烷基基团。氟烷基乙烯基单体 的典型示例是六氟丙烯。
[0040] 结合本公开使用的含氟聚合物为基本上无定形的聚合物，几乎不表现出任何熔点 (如果真的存在熔点的话）。这些含氟聚合物特别适合于制备含氟弹性体，它通常通过固化 无定形含氟聚合物来制备，也称为含氟弹性体胶料。在一个实施方案中，无定形含氟聚合物 包括例如偏二氟乙烯和至少一种末端烯键式不饱和含氟单体的共聚物，所述含氟单体在每 个双键碳原子上含有至少一个氟原子取代基，该含氟单体的每个碳原子仅被氟和任选被 氯、氢、低级含氟烷基基团或低级含氟烷氧基基团取代。在一个实施方案中，无定形含氟聚 合物包括例如全氟化或全卤化的单体以及至少一种部分氟化的或非氟化的单体。共聚物的 具体示例包括例如具有以下单体组合的共聚物：VDF-HFP、TFE-P、VDF-TFE-HFP、VDF-PVE、 VDF-TFE-PVE、VDF-TFE-P、TFE-PVE、E-TFE、E-TFE-PVE 和还包含衍生自含氯单体（如 CTFE)的 单元的任一种上述共聚物。合适的无定形共聚物的其他示例包括具有诸如CTFE-P中的单体 组合的共聚物。[0041 ] 优选的无定形含氟聚合物通常包含20摩尔％至85摩尔％、优选50摩尔％至80摩 尔％的衍生自VDF、TFE、HFP和/或CTFE的重复单元，所述重复单元与一个或多个其他氟化烯 键式不饱和单体和/或一个或多个非氟化C 2-C8烯烃(例如乙烯和丙烯)共聚。衍生自氟化烯 键式不饱和共聚单体的单元（当存在时)通常介于5摩尔％和45摩尔％之间，优选介于10摩 尔％和35摩尔％之间。非氟化共聚单体（当存在时）的量通常介于0摩尔％和50摩尔％之间， 优选介于1摩尔％和30摩尔％之间。
[0042] 含氟弹性体组合物通常将被固化。含氟弹性体组合物通常将包含固化组合物，使 得含氟聚合物可被固化。固化组合物通常包含一种或多种能使含氟聚合物链互相连接从而 形成三维网络的组分。这些组分可包括催化剂、固化剂和/或助剂。
[0043] 在本公开中，所谓的过氧化物固化体系可用于固化含氟弹性体组合物。在一个典 型的过氧化物固化体系中，含氟聚合物具有一个或多个固化位点，所述固化位点包含能够 参与过氧化物固化反应的卤素或氮以及有机过氧化物。
[0044] 能够参与过氧化物固化反应的卤素通常是溴或碘，它们可以沿聚合物链分布和/ 或可以包含在含氟聚合物的端基中。通常，相对于含氟聚合物的总重量，含氟聚合物中含有 的溴或碘的量为〇. 〇〇1重量％至5重量％，优选介于0.01重量％和2.5重量％之间。还发现， 如果存在包含混合官能MH(其中Μ选自Si、Ge、Sn或Pb)的有机化合物，那么氯也能够参与含 氟聚合物的过氧化物固化反应。因此，含有氯原子和/或溴或碘的含氟聚合物也可以在过氧 化物固化反应中用于固化。基于含氟聚合物的重量计，含氟聚合物中氯的量可以在0.001重 量％至10重量％的范围内变化，但通常介于0.01重量％和5重量％之间。用于过氧化物固化 反应的含氟聚合物通常将具有1〇 4至5X105g/mol的分子量，并且分子量分布可以是单峰的， 也可以是双峰或多峰的。
[0045] 为了沿聚合物链引入能够参与过氧化物固化反应的卤素，可将含氟聚合物的基本 单体与合适的氟化固化位点单体进行共聚合(参见例如美国专利No.4,745，165、No.4,831， 085和No. 4，214，060)。此类单体可选自例如：
[0046] (a)具有下式的溴代或碘代(全)氟烷基_(全)氟乙烯基醚：
[0047] Z-Rf-〇-CX = CX2
[0048] 其中每个X可以相同或不同，并且表示Η或F，Z为Br或I，Rf为（全)氟(^-(： 12亚烷基， 任选地包含氯和/或醚氧原子;= = CF = CF2、CF3CFBrCF2-〇_CF = CF2 等等；
[0049] (b)溴代或碘代全氟烯烃，例如具有下式的那些：
[0050] Z，-(Rf，）r-CX = CX2;[0051 ] 其中每个X独立地表示Η或F，Z '为Br或I，R ' f为全氟Q-Cu亚烷基，任选地包含氯原 子并且r为0或1;例如:溴代三氟乙烯，4-溴全氟丁烯-1等等;或溴氟烯烃，例如1-溴-2,2-二 氟乙稀和4-溴-3,3,4,4-四氟丁稀-1;
[0052] (c)非氟化溴代烯烃，例如溴乙烯和4-溴-1-丁烯；以及
[0053] (d)含单体的氯，该单体包括含氯的氟化单体，例如含氯的氟化C2-C8烯烃，如CTFE; 和非氟化含氯单体，例如氯化C2-C8烯烃，如氯乙烯和偏二氯乙烯。
[0054] 能够参与过氧化物固化反应的氮也可用于固化部分氟化的弹性体，如美国公布 No.2011-0152487(Cook等人）中所公开，该公布以引用方式并入本文。能够参与过氧化物固 化反应的氮通常为腈基团，所述腈基团可例如通过使用含腈的固化位点单体引入。
[0055] 可用于制备具有含腈固化位点的含氟聚合物的包含含腈基团的单体的示例包括 可自由基聚合的腈。
[0056] 含腈单体可以选自全氟化固化位点单体。可用的含腈固化位点单体包括例如全氟 (8-氰基-5-甲基-3,6-二氧杂-1-辛烯） ；〇?2 = 〇?0(〇?2)^1其中1^为2至12的整数;〇?2 =〇?0 (CF2)uOCF(CF3)CN，其中 u为 2至6 的整数;CF2 = CF0[CF2CF(CF3)0]q(CF20) yCF(CF3)CN，其中 q 为0至4的整数，并且y为0至6的整数;或者CF2 = CF[OCF2CF(CF3)]rO(CF2) tCN，其中r为1或2， 并且t为1至4的整数；以及上述的衍生物和组合。
[0057] 示例性含腈单体包括：CF2 = CFO (CF2) 5CN、CF2 = CFOCF2CF (CF3) OCF2CF2CN、CF2 = CF0CF2CF(CF3)0CF2CF(CF3)CN、CF2 = CF0CF2CF2CF20CF(CF3)CN、CF2 = CF0CF2CF(CF3) ocf2cf2cn;以及它们的组合。
[0059] 作为固化位点共聚单体的替代和补充，含氟聚合物可以在末端位置含有固化位点 组分，所述固化位点组分得自在聚合物制备过程中向反应介质中引入的合适链转移剂(如 美国专利No. 4,501，869所述）或者得自合适的引发剂。可用的引发剂的示例包括X(CF2) nS02Na，且n = l至10(其中X为Br或I)。另外，引发和/或聚合可在卤化物盐的存在下进行以在 含氟聚合物上的末端位置中引入卤离子，所述卤化物盐为例如金属卤化物或卤化铵，包括 例如氯化钾、氯化钠、溴化钾、溴化铵或氯化铵以及碘化钾或碘化钠。
[0060] 合适的链转移剂是本领域已知的。链转移剂的示例包括具有式RfBrx的那些，其中 Rf为X价(全)氟&-(：12烷基，任选地包含氯原子，并且X为1或2。示例包括CF2Br 2、Br (CF2) 2Br、 Br(CF2)4Br、CF2ClBr、CF3CFBrCF2Br等等。链转移剂的另一个示例包括具有式I-(CX 2)n-I的 那些，其中X为F或Η，并且η为2、3、4、5、6或7。示例包括1，2-二碘甲烷、1，4-二碘全氟丁烷和 1，6_二碘全氟己烷。链转移剂的另一个示例包括具有式Y(CF 2)mCH2CH2I的那些，其中m为3至 12的整数，并且Y为-F或-CH 2CH2I，例如美国专利No. 5231154中所公开。合适的链转移剂的其 他示例公开于美国专利No.4,000,356、欧洲专利No.407 937和EP 101 930，以及美国专利 Ν〇·4,243,770 中。[0061 ]本公开的含氟聚合物为可被过氧化物固化的。合适的有机过氧化物为在固化温度 下生成自由基的那些。特别优选的是在50°C以上的温度下分解的二烷基过氧化物或双（二 烷基过氧化物）。在许多情况中，优选使用叔碳原子连接到过氧基氧(peroxy oxygen)的二 叔丁基过氧化物。这种类型中最有用的过氧化物是2,5_二甲基-2,5-二(叔丁基过氧）己炔_ 3和2，5-二甲基-2，5-二（叔丁基过氧）己烷。其他过氧化物可选自化合物如过氧化二枯基、 过氧化二苯甲酰、过苯甲酸叔丁酯、α，α'_双（叔丁基过氧基-二异丙苯)和二[1，3-二甲基-3_(叔丁基过氧基)_ 丁基]碳酸酯。通常每100份含氟聚合物使用约1至3份过氧化物。
[0062] 基于有机过氧化物的固化组合物中通常包含的另一种组分是由多不饱和的化合 物组成的助剂，所述多不饱和的化合物能够与过氧化物共同作用以提供有用的固化。这些 助剂可以每100份含氟聚合物0.1至10份、优选每100份含氟聚合物2至5份之间的量添加。本 领域的技术人员能够基于所需的物理特性选择常规助剂。可用助剂的示例包括氰尿酸三烯 丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯、异氰脲酸三（甲基烯丙基）酯、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、六烯丙基磷酰胺、Ν,Ν,Ν'，Ν'-四烷 基邻苯二甲酰胺、N，N，N'，N'_四烯丙基丙二酰胺、异氰脲酸三乙烯基酯、2,4,6_三乙烯基甲 基三硅氧烷、N，N'_间亚苯基二马来酰亚胺、邻苯二甲酸二烯丙酯和氰尿酸三(5-降冰片烯-2-亚甲基）酯。尤其可用的是异氰脲酸三烯丙酯。其他可用助剂包括公开于EPA 0 661 304 A1、EPA 0 784 064 A1 和EPA 0 769 521 A1 中的双烯烃。
[0063] 在一个实施方案中，可以使用双重固化体系。例如，过氧化物固化体系可以与双酚 固化和/或三嗪固化组合以提供本公开的固化的含氟弹性体组合物。
[0064] 在一个实施方案中，除水滑石化合物之外，含氟弹性体组合物还可包含含氟弹性 体中常用的酸受体。此类酸受体可为无机酸受体或者无机酸受体与有机酸受体的共混物。 无机受体的示例包括氧化镁、氧化铅、氧化钙、氢氧化钙、磷酸氢铅、氧化锌、碳酸钡、氢氧化 锶、碳酸钙等。有机受体包括环氧化物、硬脂酸钠和草酸镁。除水滑石化合物之外的酸受体 的量通常取决于所用水滑石化合物的量以及所用酸受体的性质。通常，所用酸受体的量应 当不会消除组合物的水滑石组分所带来的优势和改进。通常，酸受体的量将小于所用水滑 石的量，并且相对于所用水滑石的重量通常将小于20重量％。
[0065] 在一个实施方案中，含氟弹性体组合物基本上不含(相对于含氟弹性体的量，小于 0.05重量％、0.01重量％或0.001重量％)或不含诸如211〇、〇3(〇!〇 2和/或1%〇的酸受体。
[0067] 可通过在常规的橡胶加工设备中混合含氟聚合物、水滑石、固化组合物和其他添 加剂来制备含氟弹性体组合物。此类设备包括橡胶磨、密炼机(诸如班伯里混合机)和混合 挤出机。
[0068] 还可制备含氟弹性体组合物的预混物，由此预混物包含含氟聚合物以及整个组合 物的其他组分的一部分，但并非全部组分。此类预混物的组合物将取决于在所需的存储时 间内所需的预混物稳定性。例如，预混物可包含含氟聚合物、水滑石以及固化组合物的一种 或多种组分，但是并非获得可固化组合物必需的所有组分。例如，如果固化组合物包含过氧 化物，通常将期望从预混物中排除过氧化物，并且在制备含氟弹性体组合物时仅添加过氧 化物。
[0069] 根据本公开的用于制备用于接触氨的部件的方法，包含含氟聚合物的可固化含氟 弹性体组合物优选具有一种或多种卤素，所述卤素能够参与固化反应，并将有机过氧化物 和水滑石化合物固化并成型以形成含氟弹性体组合物，该含氟弹性体组合物在使用时将与 氨和/或尿素接触。通常，水滑石化合物将存在于含氟弹性体组合物中，并且含氟弹性体组 合物也可包含如上所述的固化组合物。
[0070] 本公开的示例性实施方案包括：
[0071] 实施方案1: 一种用于接触氨和/或尿素的部件，该部件具有与尿素和氨中的至少 一者接触的表面，该表面包含含氟弹性体组合物，该含氟弹性体组合物包含含氟聚合物和 水滑石化合物。
[0072] 实施方案2:根据实施方案1所述的部件，其中水滑石化合物包括合成的水滑石化 合物。
[0073] 实施方案3:根据前述实施方案中任一项所述的部件，其中水滑石化合物对应于下 式：
[0074] [ (Ml2+)a(M22+)b] (M3+)y(〇H)2x+3y-2(Anly/nWH2〇
[0075] 其中沁2+表示至少一种二价金属，所述二价金属选自Mg2+、Ca2+、Sr2+和Ba2+;M 22+) 表示至少一种二价金属，所述二价金属选自Zn2+、Cd2+、Pb2+和Sn2+;M 3+表示三价金属离子； An 一表示η价阴离子;a和b各自独立地表示0至10的值，X表示a+b并且具有1至10的值，y表示1 至5的整数，并且w表示实数。
[0076] 实施方案4:根据实施方案1所述的部件，其中水滑石化合物为天然水滑石化合物。
[0077] 实施方案5:根据前述实施方案中任一项所述的部件，其中部件为反应容器或排放 系统的一部分。
[0078] 实施方案6:根据前述实施方案中任一项所述的部件，其中部件选自至少一种模制 物品、软管或〇形环。
[0079] 实施方案7:根据前述实施方案中任一项所述的部件，其中含氟弹性体组合物包含 可固化组合物的固化产物，该可固化组合物包含(i)含氟聚合物，该含氟聚合物具有部分氟 化的主链并具有能够参与过氧化物固化反应的卤素和/或腈，以及(ii)有机过氧化物。
[0080] 实施方案8:根据前述实施方案中任一项所述的部件，其中含氟聚合物为一种聚合 物，该聚合物衍生自（i)六氟丙烯、四氟乙烯和偏二氟乙烯；（ii)六氟丙烯和偏二氟乙烯； (iii)偏二氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚；（iv)偏二氟乙烯、四氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚； (v)偏二氟乙烯、四氟乙烯和丙烯；（vi)四氟乙烯和丙烯;或(vii)乙烯、四氟乙烯和全氟甲 基乙烯基醚。
[0081] 实施方案9:根据前述实施方案中任一项所述的部件，其中基于含氟聚合物计，水 滑石化合物以〇. 1重量％至20重量％的量存在。
[0082] 实施方案10: -种方法，该方法包括利用用于接触氨和/或尿素的部件的含氟弹性 体组合物中的水滑石化合物，在含氟弹性体组合物与尿素和氨中的至少一者接触时防止或 减少含氟弹性体组合物的溶胀。
[0083] 实施方案11:根据实施方案10所述的方法，其中水滑石化合物对应于下式：
[0084] [ (Ml2+)a(M22+)b] (M3+)y(〇H)2x+3y-2(Anly/nWH2〇
[0085] 其中沁2+表示至少一种二价金属，所述二价金属选自Mg2+、Ca2+、Sr2+和Ba2+;M 22+) 表示至少一种二价金属，所述二价金属选自Zn2+、Cd2+、Pb2+和Sn2+;M 3+表示三价金属离子； An 一表示η价阴离子;a和b各自独立地表示0至10的值，X表示a+b并且具有1至10的值，y表示1 至5的整数，并且w表示实数。
[0086] 实施方案12:根据实施方案10至11中任一项所述的方法，其中部件为反应容器或 排放系统的一部分。
[0087] 实施方案13:根据实施方案10至12中任一项所述的方法，其中部件为模制物品、软 管或0形环。
[0088] 实施方案14:根据实施方案10至13中任一项所述的方法，其中含氟弹性体组合物 包含可固化组合物的固化产物，该可固化组合物包含（i)含氟聚合物，该含氟聚合物具有部 分氟化的主链并具有能够参与过氧化物固化反应的卤素和/或氮，以及(ii)有机过氧化物。
[0089] 实施方案15:根据实施方案10至14中任一项所述的方法，其中含氟弹性体组合物 包含一种聚合物，该聚合物衍生自（i)六氟丙烯、四氟乙烯和偏二氟乙烯；（ii)六氟丙烯和 偏二氟乙烯；（iii)偏二氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚；（iv)偏二氟乙烯、四氟乙烯和全氟甲 基乙烯基醚；（v)偏二氟乙烯、四氟乙烯和丙烯；（vi)四氟乙烯和丙稀;或(vii)乙烯、四氟乙 烯和全氟甲基乙烯基醚。
[0090] 实施方案16:水滑石化合物在用于接触氨和/或尿素的部件的含氟弹性体组合物 中的用途，用于在含氟弹性体组合物与尿素和氨中的至少一者接触时防止或减少含氟弹性 体组合物的溶胀。
[0091] 实施方案17:根据实施方案16所述的用途，其中基于含氟弹性体组合物中的含氟 聚合物计，水滑石化合物以〇. 1重量％至20重量％的量存在。
[0092] 实施方案18:根据实施方案16至17中任一项所述的用途，其中水滑石化合物对应 于下式：
[0093] [ (Ml2+)a(M22+)b] (M3+)y(〇H)2x+3y-2(Anly/nWH2〇
[0094] 其中沁2+表示至少一种二价金属，所述二价金属选自Mg2+、Ca2+、Sr2+和Ba2+;M2 2+) 表示至少一种二价金属，所述二价金属选自Zn2+、Cd2+、Pb2+和Sn2+;M3+表示三价金属离子； An 一表示η价阴离子;a和b各自独立地表示0至10的值，X表示a+b并且具有1至10的值，y表示1 至5的整数，并且w表示实数。
[0095] 实施方案19:根据实施方案16至18中任一项所述的用途，其中含氟弹性体组合物 包含可固化组合物的固化产物，该可固化组合物包含（i)含氟聚合物，该含氟聚合物具有部 分氟化的主链并具有能够参与过氧化物固化反应的卤素和/或腈，以及(ii)有机过氧化物。 [0096]实施方案20:根据实施方案16至19中任一项所述的用途，其中含氟弹性体组合物 是一种含氟聚合物，该含氟聚合物衍生自（i)六氟丙烯、四氟乙烯和偏二氟乙烯；（ii)六氟 丙烯和偏二氟乙烯；（iii)偏二氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚；（iv)偏二氟乙烯、四氟乙烯和 全氟甲基乙烯基醚；（v)偏二氟乙烯、四氟乙烯和丙烯；（vi)四氟乙烯和丙烯;或(vii)乙烯、 四氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚。
[0097] 实施例
[0098] 以下实施例进一步说明了本公开的优点和实施方案，但是这些实施例中所提到的 具体材料及其量以及其他条件和细节均不应被解释为是对本发明的不当限制。除非另外指 明，否则在这些实施例中，所有百分比、比例和比值按重量计。
[0099] 所有材料得自或购自一般化学品供应商，例如美国密苏里州圣路易斯的西格玛-奥德里奇公司（Sigma-Aldrich Company，Saint Louis,Missouri)，或者可通过常规方法合 成，除非另行指出。
[0100] 材料
[0103] 测试方法
[0104] 物理性能测试方法为:按压150mm(毫米）X 150mm X 2mm的含氟弹性体胶料片材，并 硫化，然后进行固化后处理，处理方法为在循环热空气箱中根据以下温度条件加热片材：
[0106] 由S2哑铃状物测量体积溶胀率(ASTM D471-95)，该哑铃状物从固化的2mm片材切 害拙，并在密封的PARR容器中按表格中指示的所需时间和温度进行老化。之后，使PARR容器 冷却，直至压力低到足以打开容器。然后将S2哑铃状物置于冷的新鲜测试流体中保持30分 钟，再冲洗、干燥、称重并依据ASTM D471-95计算溶胀百分比。根据DIN 53504-1985(S2冲 模），采用具有lkN测力传感器的INSTR0N机械测试仪对同一哑铃状物测定断裂拉伸强度、断 裂伸长率和100%伸长率下的应力。所有测试均在200mm/min的恒定十字头位移速率下进行 三次。所报告的值为三次试验的平均值。肖氏硬度A(2〃）、100%伸长率下的应力、断裂伸长 率和断裂拉伸强度分别以单位兆帕斯卡(MPa)、％和MPa来记录。
[0107] 比较例A-C和实施例1
[0108] 通过混合根据表1的组分，在双辊式辊磨机上制备可固化组合物。按照橡胶行业的 惯例，量表示为每一百份橡胶或含氟弹性体(phr)的份数。
[0109] 表1
[0111] 在以各种温度和时间长度浸泡于尿素溶液或氨溶液中之后，测试比较例A-C和实 施例1的溶胀率和物理特性变化。结果示于表2-5中。
[0112] 表2:100°C下在尿素溶液中进行溶胀测试168小时之后的溶胀率和物理特性变化
[0114] NA =不可用；伸长率〈100%
[0115] NP =无法执行拉伸测试
[0116] 表3:80°C下在尿素溶液中进行溶胀测试504小时之后的溶胀率和物理特性变化
[0118] 表4:80 °C下在氨溶液中进行溶胀测试168小时之后的溶胀率和物理特性变化
[0120] NA =不可用；伸长率〈100%
[0121] 表5:100°C下在氨溶液中进行溶胀测试70小时之后的溶胀率和物理特性变化
[0123] NA =不可用；伸长率〈100%
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