[發明專利]傳導性含氟聚合物組合物

有效

• 申請號: 201680066076.1
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN108350211B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 邁克爾·H·米切爾;福士達夫;穆罕默德·Z·納瓦茲;邁克爾·C·達達拉斯;克勞斯·辛策;蒂爾曼·C·茲普利斯;丹尼斯·杜謝恩
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: C08K3/04
• 分類號: C08K3/04;C08K3/08;C08L27/12;H01M8/0282;H01M8/0284;C08J3/12
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王潛;郭國清

1.一種固體顆粒的組合物，所述組合物包含基本無機的導電顆粒和全氟聚合物顆粒，其中所述全氟聚合物是四氟乙烯和至少一種其它全氟化共聚單體的共聚物，是可熔融加工的并且具有介于100℃和325℃之間的熔點以及372℃下和5kg負荷下至少0.1g/10分鐘且至多100g/10分鐘的熔體流動指數，并且其中所述全氟聚合物顆粒具有小于500nm的粒度，并且其中包含基本無機的導電材料的顆粒以粒度小于15,000μm的顆粒的形式存在，并且其中所述組合物為自由流動的粉末且包含少于1,000ppm的非離子乳化劑，并且其中所述粉末包含吸附或沉積到所述基本無機的導電材料上的全氟聚合物顆粒。

2.根據權利要求1所述的組合物，其中所述全氟聚合物是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物。

3.根據權利要求1所述的組合物，所述組合物包含至少5重量％至不大于25重量％的所述全氟聚合物和至少74重量％的基本無機的導電材料，其中的重量百分比基于所述組合物的總重量，并且其中所述組合物的總重量為100％。

4.根據權利要求1所述的組合物，其中所述基本無機的材料選自石墨。

5.一種用于制備固體顆粒的組合物的方法，所述方法包括：

(i)使導電且粒度小于15,000μm的基本無機的顆粒與具有小于500nm粒度的全氟聚合物顆粒的含水的全氟聚合物分散體接觸，其中所述全氟聚合物分散體包含離子氟化乳化劑；

(ii)使所述顆粒凝聚；

(iii)在其中所述全氟聚合物不熔融的條件下，移除水、離子氟化乳化劑，以及如果存在表面活性劑，則移除表面活性劑，以得到干燥顆粒，其中所述組合物為自由流動的粉末，所述粉末包含吸附或沉積到所述基本無機的導電材料上的全氟聚合物顆粒；并且

其中所述全氟聚合物是四氟乙烯和至少一種其它全氟化共聚單體的共聚物，是可熔融加工的并且具有介于100℃和325℃之間的熔點以及372℃下和5kg負荷下至少0.1g/10分鐘且至多100g/10分鐘的熔體流動指數。

6.根據權利要求5所述的方法，其中所述離子氟化乳化劑是式(II)的離子氟化乳化劑：

[R_f-O-L-COO^-]X⁺ (II)，

其中L表示直鏈或支鏈或環狀的部分或完全氟化的亞烷基基團或脂族的烴基團，R_f表示直鏈或支鏈的部分或完全氟化的脂族基團或可被氧原子間斷一次或多于一次的直鏈或支鏈的部分或完全氟化的基團，X⁺表示陽離子。

7.一種由根據權利要求5或6所述的方法制備的組合物，其中所述組合物包含固體顆粒，所述固體顆粒包含基本無機的導電顆粒和全氟聚合物顆粒，其中所述全氟聚合物是四氟乙烯和至少一種其它全氟化共聚單體的共聚物，是可熔融加工的并且具有介于100℃和325℃之間的熔點以及372℃下和5kg負荷下至少0.1g/10分鐘且至多100g/10分鐘的熔體流動指數，并且其中所述全氟聚合物顆粒具有小于500nm的粒度，并且其中包含基本無機的導電材料的顆粒以粒度小于15,000μm的顆粒的形式存在，并且其中所述粉末包含吸附或沉積到所述基本無機的導電材料上的全氟聚合物顆粒，并且其中所述組合物為自由流動的粉末且包含少于1,000ppm的非離子乳化劑。

8.一種包括部件的制品，所述部件是由模塑根據權利要求7所述的組合物而獲得的，其中所述部件選自燃料電池的部件。