[發(fā)明專利]復(fù)合氟塑料制品的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00131898.5
• 申請(qǐng)日: 2000-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN1295094A
• 公開（公告）日: 2001-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·C·李;S·康多;H·薩托
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杜邦三井氟化物有限公司
• 主分類號(hào): C08L27/12
• 分類號(hào): C08L27/12;//;3304)
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 羅才希

本發(fā)明涉及熔化制造氟聚合物和液晶聚合物的摻合物。

由于氟聚合物比金屬有更大的線性膨脹系數(shù)并且在模塑后有大的收縮，所以，例如它們與諸如鋁合金的金屬一起用于汽車工業(yè)時(shí)，溫度變化會(huì)加劇不同的膨脹和收縮，在制造的部件中造成應(yīng)力。而且近幾年來要求提高材料的使用溫度而迫切需要改良耐熱性。遺憾的是氟塑料的撓曲溫度仍保留在不能令人滿意的程度。

在克服工程用塑料的這個(gè)問題中，一般采取的一個(gè)手段是，通過填充玻璃纖維或碳纖維來增大聚合物強(qiáng)度。然而結(jié)合玻璃或碳纖維會(huì)增大熔體粘度，使聚合物更難于加工。

最近提出的另一個(gè)手段包括在聚合物基體(polymer?matrix)中制備一種液晶聚合物的原位復(fù)合物。在擠出期間，液晶聚合物變成以纖維形式在聚合物基體內(nèi)取向，從而增強(qiáng)基體強(qiáng)度(見Journal?of?Macromolecular?Science，Chemical?Physics?1995，C35，p．183和Japanese?Patent?A?2-32147)。這種方法比常規(guī)玻璃纖維或碳纖維增強(qiáng)聚合物的方法提供了大量?jī)?yōu)點(diǎn)。例如，液晶聚合物能降低聚合物基體的熔體粘度并使加工步驟簡(jiǎn)化。然而在使用這個(gè)方法時(shí)，在成形步驟必須施加足夠的剪切力造成液晶聚合物的纖維性形變。在非均勻截面或復(fù)合形狀的制品中，很難讓液晶聚合物在整個(gè)制品內(nèi)均勻纖維化，因?yàn)椴皇窃谒形稽c(diǎn)都均勻剪切。特別在注塑情況下，盡管在接觸模具的表面液晶聚合物有一定程度的纖維化，那里的剪切力最高，但在模塑制品內(nèi)部?jī)H有很少或者沒有纖維性形變。這就讓制品得到一種“皮-芯”特征，其中許多液晶聚合物保留未纖維化，并因此對(duì)制品的強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性毫無貢獻(xiàn)。

因此需要一種方法改良液晶聚合物在聚合物基體中的纖維化程度。

本發(fā)明提供一種復(fù)合氟塑料制品的制備方法，包括步驟：

(a)將一種可熔化氟聚合物和一種液晶聚合物熔化并摻合在一起形成一種摻合物，所述液晶聚合物比氟聚合物的熔點(diǎn)至少高大約20℃，

(b)讓摻合物取向，以便形成包括液晶聚合物以纖維形式分散在氟聚合物基體內(nèi)的模塑顆粒，然后

(c)至少在氟聚合物熔點(diǎn)但不超過液晶聚合物熔點(diǎn)熔化加工顆粒。

根據(jù)本發(fā)明方法，在氟聚合物制品的制備期間保留纖維形式的液晶聚合物，從而有助于增強(qiáng)該制品的物理性能。此外，可將熔體粘度降低到低于單純氟聚合物的熔點(diǎn)。因此，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在最終制備步驟的可加工性是優(yōu)異的。本發(fā)明提供一種新方法來制備液晶聚合物增強(qiáng)的氟塑料的制品，它有優(yōu)良的可加工性并能適應(yīng)各種形狀。本發(fā)明還提供一種液晶聚合物增強(qiáng)氟塑料制品的制備方法，該制品線性膨脹系數(shù)低，模塑收縮小，撓曲溫度高，并改良了機(jī)械強(qiáng)度。

本發(fā)明使用的可熔化加工氟聚合物的說明性實(shí)例包括四氟乙烯和全氟(烷基乙烯基醚)的共聚物(PFA)，四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物(FEP)，四氟乙烯和乙烯的共聚物(ETFE)，和聚偏氟乙烯(PVDF)以及聚三氟氯乙烯(PCTFE)。

本發(fā)明使用的液晶聚合物是一種能形成熱熔液晶的熱塑聚合物，其熔點(diǎn)比氟聚合物熔點(diǎn)至少要高大約20℃，優(yōu)選高大約30-大約80℃。如果液晶聚合物熔點(diǎn)低于氟聚合物熔點(diǎn)大約20℃以上在模塑顆粒到制品的制備期間難以保持液晶聚合物的纖維形式，造成不容易得到具有令人滿意性能的復(fù)合制品。這種液晶聚合物的實(shí)例包括聚酯，聚酰胺酯，聚酰亞胺酯和聚酯型聚氨酯。當(dāng)然特別優(yōu)選聚酯。典型的液晶聚酯一般包括全芳香聚酯，其中的許多類型都是公知的。合適的實(shí)例包括由芳香二羧酸和芳香二羥基化合物和／或芳香羥基羧酸衍生的那些物質(zhì)。部分聚酯可被以下物質(zhì)衍生的聚合單元取代，如脂族二羧酸，脂族二羥基化合物或脂族羥基羧酸。特別實(shí)例包括具有芳香二羧酸衍生的聚合單元的聚酯類，諸如對(duì)苯二甲酸，間苯二甲酸和2，6-萘二羧酸，芳香二羥基化合物如氫醌，間苯二酚，2，6-二羥基萘，雙酚A和二羥基聯(lián)苯；或諸如對(duì)羥基苯甲酸的芳香羥基羧酸。

在本發(fā)明方法中，首先熔化氟聚合物和液晶聚合物并摻合在一起，隨后讓摻合物取向，以便制備其中包括纖維形式液晶聚合物分散在氟聚合物基體內(nèi)的模塑顆粒。有利地調(diào)節(jié)氟聚合物和液晶聚合物的摻合比，使液晶聚合物的量為大約5-大約60wt％，優(yōu)選大約10-大約30wt％。液晶聚合物太少會(huì)使增強(qiáng)作用失效而液晶聚合物太多會(huì)造成纖維化的液晶聚合物有過大的直徑，或使氟聚合物有不連續(xù)相。