[發(fā)明專利]氟聚合物模塑方法和模制品

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310052368.8
• 申請(qǐng)日: 2007-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103146114A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T.尼施奧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杜邦三井氟化物有限公司
• 主分類號(hào): C08L51/00
• 分類號(hào): C08L51/00;C08F259/08
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王倫偉;李炳愛(ài)

本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?00780020546.1，申請(qǐng)日為2007年6月1日，發(fā)明名稱為“氟聚合物模塑方法和模制品”的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氟聚合物的模塑方法和使用該方法獲得的模制品，特征在于該模制品具有優(yōu)異的耐化學(xué)溶液性、優(yōu)異的不透氣性和低的線膨脹系數(shù)。

背景技術(shù)

具有優(yōu)異的耐熱性和耐化學(xué)品性及其它特性的氟聚合物用于制造制品例如管、罐及其它襯里材料，以及傳輸化學(xué)液體的管道，接頭以及化學(xué)液體儲(chǔ)存容器，特別是用于半導(dǎo)體制造工藝和化學(xué)車間。

在所述氟聚合物當(dāng)中，聚四氟乙烯（PTFE）具有最佳耐熱性、耐化學(xué)品性及其它特性。PTFE是不可熔融加工的，因?yàn)樗哂袠O高的熔體粘度（在380℃下至少10⁸Pa·s）。因此，它不能通過(guò)常規(guī)的聚合物加工方法如熔融擠塑、注塑、吹塑、傳遞模塑、熔融壓塑或其它熔融加工方法進(jìn)行模塑。

結(jié)果，由于PTFE沒(méi)有可熔融加工性，所以依靠糊料擠塑、壓模或其它非熔融加工方法進(jìn)行模塑。在糊料擠塑中，將剪切施加到細(xì)粉末PTFE和潤(rùn)滑劑（通常是烴）的混合物上以制造漿料，在低溫（低于75℃）下擠出該糊料。在壓塑中，將保持在高于結(jié)晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)（大約19℃）的溫度下的顆粒PTFE粉末加入用于壓縮的鑄模然后加熱（燒結(jié)）以形成所需制品。

然而，在糊料擠塑方法中，在擠出之后，必須除去潤(rùn)滑劑。模具（模制品）中剩余的潤(rùn)滑劑的殘余物可能碳化，導(dǎo)致模制品的污染和變色，和性能例如耐化學(xué)品性、電氣特性的退化。此外，在除去潤(rùn)滑劑中，必須逐漸地提高溫度以免由于潤(rùn)滑劑的過(guò)快揮發(fā)（暴沸）引起的破裂。這是不希望的。

在壓塑的情況下，模制品限于簡(jiǎn)單形狀。當(dāng)希望復(fù)雜形狀的PTFE模制品時(shí)，必須對(duì)通過(guò)壓塑形成的PTFE塊進(jìn)行機(jī)械加工（機(jī)加工）。這是復(fù)雜和昂貴的方法。

PTFE的替代方案是四氟乙烯/全氟（烷基乙烯基醚）共聚物（PFA）。它具有與PTFE一樣好的耐熱性和耐化學(xué)品性，但是是可熔融加工的，它可以通過(guò)常規(guī)聚合物加工方法如熔融擠出模塑、吹塑、傳遞模塑和熔融壓塑進(jìn)行加工。因此，PFA的制品可以按比PTFE的類似制品低的成本大量生產(chǎn)。這是優(yōu)點(diǎn)。

然而，PFA具有劣于PTFE的耐化學(xué)液體性和不透氣性。結(jié)果，已經(jīng)建議，將PTFE共混在PFA中以致增加模制品的結(jié)晶度以改進(jìn)耐化學(xué)液體性和不透氣性。然而，通常用作模塑粉末的PTFE具有高分子量，以致隨著添加到PFA中的量增加，粘度劇烈上升，并且熔融加工變得難以進(jìn)行。這是不希望的。另一方面，當(dāng)此種具有較高粘度的組合物就象PTFE那樣用來(lái)進(jìn)行壓塑、糊料擠塑或其它非熔融加工時(shí)，形狀受限制，并且生產(chǎn)率顯著地退化以致這種方案不實(shí)際。

日本Kokai專利申請(qǐng)?zhí)?002-167488（同族：美國(guó)專利號(hào)6,649,699）和日本Kokai專利申請(qǐng)?zhí)?003-327770（同族：美國(guó)專利號(hào)7,030,191）提出了其中使用低分子量PTFE防止粘度上升以致能夠熔融加工和改進(jìn)耐化學(xué)品性和不透氣性的方案。然而，對(duì)于添加低分子量PTFE的方法，添加的數(shù)量受限制，并且這是不合需要的。

此外，對(duì)于通過(guò)在比熔點(diǎn)高的溫度下燒結(jié)制備的模制品，所得的制品的線膨脹系數(shù)高于其它材料的線膨脹系數(shù)，并且當(dāng)在高溫下使用時(shí)，出現(xiàn)問(wèn)題。例如，接頭間固定的管子將彎曲，這影響接頭的密封，允許泄漏。這是不希望的。因?yàn)榫€膨脹系數(shù)與模制品的結(jié)晶度成正比，所以優(yōu)選模制品的結(jié)晶度（結(jié)晶比例）盡可能高并且聚合物的無(wú)定形（非結(jié)晶）比例保持較低。然而，雖然通過(guò)在燒結(jié)之后緩慢地冷卻可以增加模制品的結(jié)晶度，但是在燒結(jié)過(guò)程中損失的結(jié)晶度數(shù)量不能完全地恢復(fù)到PTFE在聚合時(shí)（即在燒結(jié)之前）其中存在的比例。因此，這種方法不可避免地導(dǎo)致耐化學(xué)液體性、不透氣性和線膨脹系數(shù)的一定退化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是開(kāi)發(fā)一類模制品，它可以通過(guò)熔融加工制造并且具有優(yōu)異的耐化學(xué)液體性和不透氣性以及低的線膨脹系數(shù)。

即，本發(fā)明提供利用熔融加工模塑具有優(yōu)異的耐化學(xué)液體性和不透氣性以及低線膨脹系數(shù)的氟聚合物的方法。

本發(fā)明提供一類使用所述方法獲得的具有優(yōu)異的耐化學(xué)液體性和不透氣性以及低線膨脹系數(shù)的模制品。