含氟聚合物多层制品制造技术

提供了一种多层制品，其包括部分氟化或全氟化的氟塑料层、包含衍生自至少一种具有缩水甘油基官能团的单体的共聚单元的共聚物的层、以及基底层。所述第二层设置在所述第一层与所述基底层之间，并且将所述第一层和所述基底层粘合起来。可选地提供包含全氟塑料的第三层，其中所述第一层设置在所述第二层与所述第三层之间，并且将所述第二层粘合到所述第三层上。还提供了可制备多层制品的方法和使用多层制品的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含含氟聚合物的多层制品。本专利技术特别涉及包含具有缩水甘油基官 能团的含氟聚合物的多层制品。
技术介绍
将含氟聚合物粘合到其他材料上十分困难。此类粘合通常需要强碱、胺或还原剂 的化合作用。将含氟聚合物粘合到其他材料上通常还需要额外的化合步骤或使用粘合剂 (或其他化学品)，但粘合剂会对基础树脂的物理性质带来负面影响。本专利技术提供了对其他 材料表现出良好粘合性的含氟聚合物，其在制造诸如高密度聚乙烯(HDPE)管、多层薄膜以 及其他需要利用层与层之间良好粘合性来制造的制品等多层制品时很有用。
技术实现思路
本专利技术涉及包括包含部分氟化氟塑料的第一层和包含共聚物的第二层的多层制 品，通过差示扫描量热法(DSC)测得氟塑料的熔点为至少200°C或更高、210°C或更高、或者 甚至220°C或更高，所述共聚物包含衍生自至少一种具有缩水甘油基官能团的单体的共聚 单元，其中第二层基本上不含固化剂。另外，该多层制品还包括基底层，其中第二层设置在 第一层与基底层之间并且将第一层和基底层粘合起来。在另一方面，本专利技术涉及包括包含部分氟化氟塑料的第一层和包含共聚物的第二 层的多层制品，共聚物包含衍生自至少一种具有缩水甘油基官能团的单体的共聚单元，其 中官能团单体小于聚合物的2重量％，并且其中第二层基本上不含固化剂。另外，该多层 制品还包括基底层，其中第二层设置在第一层与基底层之间并且将第一层和基底层粘合起 来。在又一方面，本专利技术涉及包括包含全氟塑料的第一层的多层制品。该多层制品还 包括包含共聚物的第二中间粘合层，其中共聚物包含衍生自至少一种具有缩水甘油基官能 团的单体的共聚单元。另外，该多层制品还包括基底层，其中第二层设置在第一层与基底层 之间并且将第一层和基底层粘合起来。在又一方面，本专利技术还提供了可选的包含全氟塑料的第三层，其中第一层设置在 第二层与第三层之间并且将第二层粘合到第三层上。在一些实施例中，本专利技术的一个优点是提供将含氟聚合物粘合到其他材料上的组 合物。从以下具体实施方式和权利要求中，本专利技术的其他特征和优点可以显而易见。具体实施例方式根据本专利技术的氟塑料可以部分氟化或全氟化。此类氟塑料可以至少一部分衍生自 包含一个或多个氟原子的单体。具体单体包括，例如，四氟乙烯、六氟丙烯、偏二氟乙烯、氟 乙烯、全氟烷基乙烯基醚、全氟烷氧基乙烯基醚、以及三氟氯乙烯。氟塑料还可以衍生自含 氟单体与不含氟单体(例如α-烯烃，如乙烯，丙烯)的共聚作用。在一些实施例中，本文所述氟塑料通过差示扫描量热法(DSC)测得的熔点可以为 200°C或更高、210°C或更高、或者甚至220°C或更高。在其他实施例中，本文所述氟塑料可以为乙烯和四氟乙烯的共聚物(ETFE)；四氟 乙烯、六氟丙烯和乙烯的共聚物(HTE)；四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物(FEP)；四氟乙烯和 全氟烷基乙烯基醚的共聚物(PFA)；四氟乙烯、六氟丙烯、偏二氟乙烯和可选的全氟烷基乙 烯基醚的共聚物(THV)。如本文所用，术语“共聚物”是指任意数量的各种共聚单体单元，包 括例如两个、三个、四个或更多个单体。氟塑料为THV氟塑料时，四氟乙烯的含量可以变化，例如，THV氟塑料的含量可以 在30摩尔％至100摩尔％、40摩尔％至100摩尔％、50摩尔％至100摩尔％、60摩尔％至 100摩尔％、甚至70摩尔％至100摩尔％的范围内。四氟乙烯的其他示例性含量可以在85 摩尔％至0摩尔％、80摩尔％至0摩尔％、70摩尔％至0摩尔％、60摩尔％至0摩尔％、50 摩尔％至0摩尔％、或甚至40摩尔％至0摩尔％的范围内。六氟丙烯的含量也可以变化， 例如，六氟丙烯的含量可以在3摩尔％至100摩尔％、5摩尔％至100摩尔％、10摩尔％至 100摩尔％、或甚至12摩尔％至100摩尔％的范围内。在另一个例子中，六氟丙烯的含量可 以在20摩尔％至0摩尔％、15摩尔％至0摩尔％、10摩尔％至0摩尔％、或甚至7摩尔％ 至0摩尔％的范围内。偏二氟乙烯的含量可以变化。偏二氟乙烯的示例性含量可以在10 摩尔％至100摩尔％、15摩尔％至100摩尔％、20摩尔％至100摩尔％、30摩尔％至100摩 尔％、甚至35摩尔％至100摩尔％的范围内。偏二氟乙烯的其他示例性含量可以在60摩 尔％至0摩尔％、50摩尔％至0摩尔％、35摩尔％至0摩尔％、或甚至20摩尔％至0摩尔％ 的范围内。全氟烷基乙烯基醚的含量可以在0摩尔％至约5摩尔％的范围内，例如在0摩 尔％至3摩尔％、0摩尔％至2摩尔％、或甚至0摩尔％至1.5摩尔％的范围内。代表性的全氟热塑性塑料为主要由四氟乙烯(TFE)单元和诸如全氟正丙基乙烯 基醚(PPVE)的全氟烷基乙烯基醚单元或诸如六氟丙烯(HFP)的全氟化烯烃单元制成的半 结晶共聚物。由TFE和PPVE制成的共聚物可以商品名“PFA” (Dyneon LLC, Oakdale, MN) 商购获得，由TFE和HFP制成的共聚物可以商品名“FEP” (Dyneon LLC, Oakdale, MN)商购 获得。PFA 在 Modern Fluoropolymers, John Wiley & Sons, 1997,p. 223 ff (《现代含氟聚 合物》，John Wiley和Sons, 1997年出版，第223页)中有详细描述，FEP在Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, Fourth Edition, Volume 11(1994)，p. 644(《Kirk-Othmer化工技术大百科全书》，John Wiley和Sons，1994年第四 版第11卷第644页)中有详细描述。诸如PFA和FEP的共聚物还可包含其他全氟共聚单 体。就这一点而言，如本文所用的术语“全氟热塑性塑料”是指树脂除了在端基之外不含氢。无论是在水性系统还是非水系统中进行自由基聚合，PFA和FEP均具有热不稳定 的端基。可通过红外线(IR)分析检测到这些热不稳定的端基，包括-C00H、-C0F和-C0NH2。 不稳定的端基会对此类材料的加工带来负面影响，例如形成泡沫和最终制品变色。本领域已知可通过氟化方式移除不稳定的端基。一种特别有用的此类移除方法在 授予Blong等人的美国专利No. 6，693，164中有所描述。端基的移除是以聚集体和粒料形 式的含氟聚合物来实现的。含氟聚合物优选地在氟化过程中干燥。在一些实施例中，该步 骤在基本上静止的基座上进行。如本文所用的术语“基本上静止的基座”是指装有聚集体 和/或粒料的容器和聚集体和/或粒料本身在氟化处理过程中都没有明显的移动。将聚集体和/或粒料装入容器，向容器中加入含氟介质并且进行一段时间的接触。可以使用新鲜 的含氟介质补充含氟介质，例如含氟气体，以多次循环接触。这与之前的氟化方法形成了对 比，在之前的方法中，容器设计为通过(例如)旋转容器来搅拌或翻滚聚合物。然而在本专利技术中，希望第一层中有不稳定的端基，以实现基于T剥离测试的粘附 力改善。根据本专利技术的第一层，所要寻找的是具有一定数目不稳定端基的全氟塑料，可通过 红外线来检测不稳定端基的数目，如大于30个/IO6个碳原子，在一些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层制品，包括：ａ）第一层，所述第一层包含部分氟化的氟塑料，经ＤＳＣ测得所述氟塑料的熔点为至少２００℃；ｂ）第二层，所述第二层包含共聚物，所述共聚物包含衍生自至少一种具有缩水甘油基官能团的单体的共聚单元，其中所述第二层基本上不含固化剂；以及ｃ）基底层，其中所述第二层设置在所述第一层与所述基底层之间并且将所述第一层粘合到所述基底层上。

【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：马克W穆格利，肖恩P杜哈迈，克莱格R霍夫，马克J威廉姆斯，格雷格D达尔克，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]