熔体可加工的共聚物组合物制造技术

组合物，其包括：大约７０到４５ｗｔ％的由大约９５到９０ｗｔ％的四氟乙烯和大约５到１０ｗｔ％的全氟（烷基乙烯基醚）构成的共聚物和大约３０到５５ｗｔ％的聚四氟乙烯，其中所述共聚物在３７２±１℃具有大约０．１到１．７克／１０分钟的熔体流动速率且所述聚四氟乙烯在３７２±１℃具有至少大约１克／１０分钟的熔体流动速率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高机械耐久的(mechanically durable)熔体可加工的四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)共聚物组合物。
技术介绍
由于四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)共聚物极好的性能，如耐热性(上限使用温度)和耐化学性，它们可通过如注塑、吹塑、传递模塑和熔体压缩模塑的技术被模制用于半导体制造中和在化工厂的管、连接件、化学品存储容器，和将它们用于衬垫(lining)管、槽及其它容器。这些应用的共聚物必须是高度抗应力开裂的。可通过增加该共聚物的全氟(烷基乙烯基醚)含量来改进此类机械耐久性，然而这会导致上限使用温度的降低和制造成本的增加。抗应力开裂性还可以通过增加该共聚物的分子量来改进，但是这导致熔体流动速率的降低，这不利地影响熔体可加工性。本专利技术的目的是提供共聚物组合物，其仅使用小引入量的全氟(烷基乙烯基醚)来获得极好的机械耐久性和熔体可加工性。专利技术概述本专利技术是组合物，其包括大约70到45wt％的由大约95到90wt％的四氟乙烯和大约5到10wt％的全氟(烷基乙烯基醚)构成的共聚物和大约30到55wt％的聚四氟乙烯，其中所述共聚物在372±1℃具有大约0.1到1.7克/10分钟的熔体流动速率且所述聚四氟乙烯在372±1℃具有至少大约1克/10分钟的熔体流动速率。专利技术详述本专利技术共聚物具有衍生自四氟乙烯(TFE)和全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)的重复单元。该PAVE由通式1或通式2表示。通式1CF2＝CF(OCF2CF(CF3))n-O-(CF2)mCF2X其中X＝H或F，n为0到5的整数和m为0到7的整数。通式2CF2＝CF(OCF2CF(CF3))q-O-CF2CF(CF3)2其中q是0到3的整数。优选的PAVE是全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)和全氟(乙基乙烯基醚)(PEVE)。具有PEVE的共聚物是更加优选的，因为它们显示出极好的机械耐力。此类共聚物可以通过在水溶液中、在非水溶剂中或在混合介质中进行乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合来制造，它们公开在美国专利5,760,151、日本未审申请公开Kokai H7-126329等中。本专利技术共聚物中的PAVE含量大约为5到10wt％，优选大约6到10wt％，更优选大约7到10wt％。在机械耐久性方面，小于大约5wt％的PAVE含量是不能令人满意的，然而，就耐热性(上限使用温度)和制造成本而言，大于约10wt％或更高的含量是不利的。本专利技术共聚物应该在372±1℃具有大约0.1到1.7克/10分钟，优选大约0.3到1.5克/10分钟，更优选大约0.3到1.3克/10分钟的熔体流动速率(MFR)。超过大约1.7克/10分钟的MFR会得到具有不能令人满意的机械耐久性的组合物。小于大约0.1克/10分钟的MFR不是优选的，因为所获得的组合物会难以熔融-加工。本专利技术要求共混TFE/PAVE共聚物与聚四氟乙烯(PTFE)。该待混合的PTFE是四氟乙烯均聚物或含有少量(不超过大约1wt％)共聚用单体(如六氟丙烯、PAVE、氟代烷基乙烯、氯代三氟乙烯)的改性PTFE，且是熔体可流动的。此类被称为“PTFE超细粉(micro-powder)”或“PTFE蜡”。此类PTFE描述在“Encyclopedia of PolymerScience and Engineering，”volume 16，第597-598页，John Wiley &Sons，1989中。它们可通过辐射或热降解非熔体可流动的高分子量PTFE(称作“模塑粉”或“精细粉料”)或在链转移剂的存在下直接聚合四氟乙烯来制备。对于具体的制造方法，可参考以下文献辐射降解法，参考日本专利申请公开S47-19619、S52-38870等；直接聚合法，参考美国专利Nos.3067262，6060167、日本专利申请公开S57-22043、日本未审专利申请公开Kokai H7-90024等。可常规获得的熔体可流动PTFE在372±1℃具有0.01到1000克/10分钟的MFR，但是就本专利技术目的而言，该PTFE应具有至少大约1克/10分钟，优选至少大约10克/10分钟的MFR。MFR小于大约1克/10分钟的PTFE不是优选的，因为所获得的组合物难以熔融加工。优选使用这样的PTFE，即它的MFR至少比将要与它组合的共聚物的MFR大至少约1个MFR单位(克/10分钟)，因为这改进了组合物的熔体可加工性。更优选该PTFE的MFR至少比共聚物的MFR大大约5个MFR单位，最优选至少大大约10个MFR单位。对PTFE的物理形态没有特别限制。市售PTFE超细粉通常以大约0.01到100微米的平均粒度获得。为了容易获得均匀的组合物，优选具有粒度为大约0.05到50微米的粉末，更优选大约0.05到25微米。待共混进入本专利技术组合物中的PTFE的下限为已组合的TFE/PAVE共聚物和PTFE的大约30wt％，优选大约35wt％，而上限为大约55wt％，优选大约50wt％。所共混的PTFE的量越大，由于降低了组合物中所使用的共聚用单体的用量，就成本而言越有利，但是大约55wt％或更大的共混量不是优选的，因为这对机械耐久性具有不利影响。本专利技术中在混合共聚物与PTFE方面，模制品中存在PTFE的局部高浓度会降低耐久性。因此，优选例如通过将共聚物和PTFE加入间歇式或连续式研磨机或双螺杆挤出机中熔融混合TFE/PAVE和PTFE以生产均匀的组合物。在熔融混合之前，可通过常规方法如干共混或湿共混将共聚物和PTFE粉末进行预混合。PTFE和共聚物的共混粉末还可以通过使PTFE或共聚物颗粒处于聚合釜中的聚合介质中，接着通过引发共聚物或者PTFE的聚合来获得。本专利技术还允许在熔融混合前后通过描述在美国专利4743658中的方法氟化处理共聚物和PTFE以稳定化聚合物端基。所述组合物可以以熔体可加工组合物形式例如用于挤出或其它模制操作，或以最终模制品形式存在。就单独的TFE/PAVE共聚物而言，可观察到挠曲寿命(其为机械耐久性如抗应力开裂性的指标)、共聚物MFR和共聚用单体含量间的相关性。该公式在下面的参考实施例中给出。本专利技术组合物显示的挠曲寿命远大于从这一公式预计出的挠曲寿命。换言之，本专利技术组合物显示机械耐久性(如反映在挠曲寿命方面)要好于具有相同MFR和相同共聚用单体含量的共聚物的机械耐久性。本专利技术的优点在于使用数个熔体流动速率的一或二种TFE/PAVE共聚物和PTFE来获得组合物，可使该组合物具有希望的如由挠曲寿命衡量的机械耐力。根据需要来调整(tailor)组合物的这一能力节省时间和金钱，因为没有必要为此特别地制造共聚物。另外，PTFE的价格比TFE/PAVE共聚物的价格低得多，所以本专利技术组合物比单独的该共聚物明显便宜，然而具有相同或更好的机械耐久性。实施例将通过下面给出的实施例对本专利技术进行具体地说明。根据以下方法来测量物理性能共聚用单体(PEVE)含量通过以下方法测定，通过在350℃压制聚合物并水冷压片制备大约50微米厚的薄膜，在红外吸收光谱(氮气气氛)中，测量该薄膜在波长为9.17微米处的吸收率与在波长为4.25微米处的吸收率的比值，并按照美国专利NO.5,760,151中所描述的程序根据下面所给出的公式计算共聚用单体含量。PE本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：S·纳穆拉，
申请(专利权)人：杜邦三井氟化物有限公司，
类型：发明
国别省市：