一种对非熔融加工的含氟聚合物纤维进行分散纺丝的方法，其中，形成了非熔融加工的聚四氟乙烯或改性的聚四氟乙烯含氟聚合物颗粒的水分散体和基质聚合物的水溶液的混合物。非熔融加工的颗粒具有ＳＳＧ为小于约２．４０。水分散体含有脂肪醇乙氧基化物非离子表面活性剂，其具有由热重分析（ＴＧＡ）测定为小于约２９０℃的２０％剩余温度，且基本上不含芳香族基团的表面活性剂。分散体中氟化表面活性剂含量小于约３００ｐｐｍ。将混合物挤出到含有离子浓缩物的凝固浴中，对基质聚合物进行凝固形成中间纤维结构。中间纤维结构经烧结来分解基质聚合物并发生聚结。本发明专利技术还提供了用于对非熔融加工的含氟聚合物纤维进行分散纺丝的纺丝组合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种对非熔融加工(non-melt-processible )的含氟聚合 物进行分散纺丝以形成纤维的方法。
技术介绍
聚四氟乙烯(PTFE)均聚物和相应的改性PTFE聚合物具有优异的 对光、热、溶剂、化学侵蚀和电应力的稳定性，并赋予由这些聚合物 制成的物品合意的性能。但由于不能对这些聚合物进行熔融加工，且 采用溶液加工也存在一定困难，因此4艮难通过传统方法对它们进4亍纺 丝或成形。因此，开发出了其它的方法来制备PTFE均聚物和改性的 PTFE的纤维。分散纺丝是一种用于从含氟聚合物生产具有如纤维形状物品而开 发出来的方法。非熔融加工的含氟聚合物可成功地由含氟聚合物颗粒 的水分散体与适当的基质聚合物溶液的混合物进行纺丝。当该混合物 与适当的凝固浴接触时，形成了一种中间结构。尽管这种中间结构的 机械性能完好，但通常会将该中间结构加热到足够高温度以使含氟聚 合物颗粒聚结，得到最终的烧结的结构。进行烧结时，聚合物分解形 成挥发性气体和碳质残渣。含氟表面活性剂通常用于含氟聚合物的分散聚合中，如在Berry的 美国专利2,559,752中所描述的，含氟表面活性剂起到非末端基团型分 散剂(non國telogenic dispersing agent)的作用。如果不除去的话，含氟表 面活性剂将存在于含氟聚合物分散体中，并存在于由该分散体制成的 纤维纺丝组合物中。然而，出于环境因素的考虑，已开发出减少含氟 聚合物水分散体中含氟表面活性剂的含量的方法，从而减少含氟表面 活性剂的释放和/或减少或消除在对含氟聚合物分散体的最终使用加工 中对含氟表面活性剂进行俘获的需要。已知的 一些降低含氟聚合物分散体中含氟表面活性剂的含量的技 术如描述在美国专利4,369,266 (Kuhls等)中的超滤浓缩的技术，描述 在美国专利3,882,153 (Seki等)、美国专利4,282,162 (Kuhls)，以及美国专利申请公开2003/0125421 Al (Bladel等)中的采用离子交换树脂接 触的技术。通常会在含氟聚合物分散体制造之后对其进行进行浓缩以提高浓 度。非离子表面活性剂通常在浓缩之前加入以提高分散体的稳定性。 在已知的纤维纺丝方法的应用中，含有烷基酚乙氧基化物的含氟聚合 物分散体被用于稳定和浓缩含氟聚合物分散体。然而，烷基酚乙氧基 化物在纤维的烧结过程中容易致烟，在水洗时容易产生泡沫，且容易 在与纤维接触的辊上形成沉淀物。此外，出于对含芳香族基团的化合 物的环境问题的考虑，希望能避免含芳香族基团的烷基酚乙氧基化物 的使用。因此，就需要改进的含氟聚合物的纺丝方法和纺丝组合物，它们 采用含有减少的含氟表面活性剂成分的含氟聚合物分散体，并克服了 与烷基酚乙氧基化物非离子表面活性剂相关的问题。
技术实现思路
本专利技术是基于以下发现完成的，即具有低的表面活性剂含量的含 氟聚合物水分散体的含氟聚合物纤维纺丝组合物当含有由热重分析 (TGA)测定的20%剩余温度(residuals temperature)为低于约290。C的 脂肪醇乙氧基化物非离子表面活性剂，且基本上不含含芳香族基团的 表面活性剂时，能够在生产含氟聚合物纤维中表现出相当的优势。本专利技术提供了对非熔融加工的含氟聚合物纤维进行分散纺丝的方 法，其中，形成了非熔融加工的聚四氟乙烯或改性的聚四氟乙烯含氟 聚合物颗粒的水分散体和基质聚合物的水溶液的混合物。非熔融加工 的颗粒的SSG小于约2.40。水分散体含有脂肪醇乙氧基化物非离子表 面活性剂，其具有由热重分析(TGA)测定为低于约290。C的20%剩余温 度，且基本上不含带芳香族塞团的表面活性剂。分散体中氟化的表面 活性剂含量小于约3 00 ppm 。将混合物挤出到含有离子浓缩物的凝固浴 中，基质聚合物发生凝固形成中间纤维结构。该中间纤维结构经烧结 使基质聚合物分解，并使非熔融加工的含氟聚合物颗粒聚结以形成纤 维。本专利技术还提供了用于对非熔融加工的含氟聚合物纤维进行分散纺 丝的纺丝组合物。该组合物含有基质聚合物的水溶液和SSG小于约2.40的非熔融加工的聚四氟乙烯或改性的聚四氟乙烯含氟聚合物颗粒 的水分散体的混合物。水分散体含有脂肪醇乙氧基化物非离子表面活 性剂，其具有由热重分析(TGA)测定为低于约29(TC的20%剩余温度， 且基本上不含含芳香族基团的表面活性剂。分散体中氟化表面活性剂 含量小于约300 ppm。在本专利技术的优选的实施方式中，由热重分析(TGA)测定的用于非熔 融加工的聚四氟乙烯或改性的聚四氟乙烯分散体中的脂肪醇乙氧基化 物的20%剩余温度低于约285°C，最为优选的是低于约280°C。在本专利技术另一优选的实施方式中，由ASTMD 1173-53测定的用于 非熔融加工的聚四氟乙烯或改性的聚四氟乙烯分散体中的脂肪醇乙氧基化物表面活性剂的5分钟泡沫高度小于约100mm,更优选的是小于 约50mm，最优选的是小于约20mm。本专利技术的另一实施方式提供了对非熔融加工的含氟聚合物纤维进 行分散纺丝的方法，其中，形成了非熔融加工的聚四氟乙烯或改性的 聚四氟乙烯含氟聚合物颗粒的水分散体和基质聚合物的水溶液的混合 物。非熔融加工的颗粒的SSG小于约2.40。水分散体含有脂肪醇乙氧 基化物非离子表面活性剂，其具有由热重分析(TGA)测定为低于约250 。C的热分解温度，且基本上不含含芳香族基团的表面活性剂。分散体 中氟化表面活性剂含量小于约300卯m。将混合物挤出到含有离子浓缩 物的凝固浴中，对基质聚合物进行凝固形成中间纤维结构。该中间纤 维结构经烧结使基质聚合物分解，并使非熔融加工的含氟聚合物颗粒 聚结以形成纤维。本专利技术的另一优选的实施方式提供了用于对非熔融加工的含氟聚 合物纤维进行分散纺丝的纺丝组合物。该组合物含有基质聚合物的水 溶液和SSG小于约2.40的非熔融加工的聚四氟乙烯或改性的聚四氟乙 烯含氟聚合物颗粒的水分散体的混合物。水分散体含有脂肪醇乙氧基 化物非离子表面活性剂，其具有由热重分析(TGA)测定为低于约250°C 的热分解温度，且基本上不含含芳香族基团的表面活性剂。分散体中 氟化表面活性剂含量小于约300 ppm。在本专利技术更为优选的实施方式中，由TGA测定的用于非熔融加工 的聚四氟乙烯或改性的聚四氟乙烯分散体中的所述脂肪醇乙氧基化物 的热分解温度低于约240°C，最优选的是低于约230°C。根据本专利技术的特别优选的实施方式，提供了含有SSG小于约2.40 的非熔融加工的聚四氟乙烯或改性的聚四氟乙烯颗粒的水分散体。该 水分散体含有脂肪醇乙氧基化物非离子表面活性剂，该脂肪醇乙氧基 化物非离子表面活性剂为2,6,8-三曱基-4-壬醇，且由ASTMD 1173-53 测定的5分钟泡沫高度小于约20 mm。具体实施方式含氟聚合物本专利技术中所用的分散体中的含氟聚合物颗粒是非熔融加工的聚四 氟乙烯(PTFE),包括改性的PTFE,的颗粒。聚四氟乙烯(PTFE)是 指在没有明显共聚单体存在下由四氟乙烯自身发生聚合的产物。改性 的PTFE是指TFE与那些不会使所得聚合物的熔点显著降低到PTFE 之下的低浓度的共聚单体的共聚物。这样的共聚单体的浓度优选为小 于1 wt%,更优选为小于0.5 wt%。改性的PTFE含有少量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种对非熔融加工的含氟聚合物纤维进行分散纺丝的方法，包括以下步骤： （ａ）形成ＳＳＧ小于约２．４０的非熔融加工的聚四氟乙烯或改性的聚四氟乙烯颗粒的水分散体和基质聚合物的水溶液的混合物，水分散体含有脂肪醇乙氧基化物非离子表面活性剂，且基本上不含含芳香族基团的表面活性剂，所述脂肪醇乙氧基化物具有由热重分析（ＴＧＡ）测定为低于约３００℃的２０％剩余温度，且分散体中氟化表面活性剂含量小于约３００ｐｐｍ； （ｂ）将混合物挤出到含有离子浓缩物的凝固浴中，基质聚合物发生凝固形成中间纤维结构；以及 （ｃ）该中间纤维结构经烧结使基质聚合物分解，并使非熔融加工的含氟聚合物颗粒聚结以形成所述纤维。
【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：D弗劳尔斯，CW琼斯，RJ卡瓦诺，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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