[發明專利]氟聚合物和包含氟聚合物的膜(III)

在審

• 申請號: 201710819629.2
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107828001A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: F·O·奧耶莫娃;H·艾特-哈多;Y·拉布瑞切
• 申請（專利權）人: 帕爾公司
• 主分類號: C08F112/14
• 分類號: C08F112/14;B01D71/82;B01D67/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 孫悅

發明背景

包含氟聚合物的膜被考慮用于過濾許多流體，例如，用于除去流體中分散的氣體。這些膜中的一些特征在于低表面能值或臨界潤濕表面張力(CWST)值和/或對有機溶劑和侵蝕性化學品的高耐受性。盡管這些膜有一種或多種優點，仍然需要具有改進的性能比如低CWST值和/或提高的對有機溶劑和/或侵蝕性化學品的耐受性的氟聚合物和包含這樣的氟聚合物的膜。

發明概述

本發明提供了具有低CWST值的氟聚合物和由該氟聚合物制成的膜。在一種實施方案中，本發明提供了包含聚合的式A-X-CH₂-B的單體單元的氟聚合物，其中A為C₆F₁₃-(CH₂)₂，X為O或S和B為乙烯基苯基，以及該氟聚合物的重均分子量(Mw)為至少100Kd和/或玻璃化轉變溫度為至少33℃。

該氟聚合物為超疏水聚合物并且可以用于賦予材料表面疏油性能，即CWST低達15達因/cm。本發明還提供了制備包含置于多孔載體上的所述共聚物的多孔膜的方法。本發明進一步提供了使流體，特別是含有溶于或分散于其中的氣體的流體脫氣的方法。例如，該多孔膜適于除去存在于流體中的濃度低于1ppb或低于大多數儀器的檢測極限的氣態雜質。

本發明的氟聚合物膜具有一種或多種以下優點：表面張力為15-23達因/cm的疏油膜由一步涂覆方法制造，無需膜的后處理。由該方法制造的疏油膜對酸、堿、氧化劑和/或熱穩定。疏油膜保持至少80％的其孔隙率。該膜穩定地承受15mmHg的真空狀態例如15小時或更長。聚合物濃度低達0.25％就能夠制造表面張力值為23達因/cm的疏油膜。聚合物涂層可適于涂覆如不是所有的、也是許多的多孔載體膜和薄膜。不需要廣泛的設備投資來流延膜，因為該方法采用現有的機器設備，只需要很少的或無需改型。本發明提供的均聚物當涂覆到膜上時具有23達因或更低的表面張力，無需膜的后處理。膜是多孔的，具有高水穿透壓力和/或高空氣流速。

附圖說明

圖1A描繪了水滴在依照本發明的實施方案的氟聚合物膜上的接觸角。圖1B描繪了IPA液滴在依照本發明的實施方案的氟聚合物膜上的接觸角。

圖2A描繪了水滴在依照本發明的實施方案的氟聚合物膜上的接觸角。圖2B描繪了IPA液滴在依照本發明的實施方案的氟聚合物膜上的接觸角。

發明詳述

依照一種實施方案，本發明提供了包含聚合的下式的單體單元的氟聚合物

A-X-CH₂-B,

其中A為C₆F₁₃-(CH₂)₂，X為O或S和B為乙烯基苯基和該氟聚合物的重均分子量(Mw)為至少約100Kd和/或玻璃化轉變溫度為至少約33℃。

依照本發明，B為間-乙烯基苯基，對-乙烯基苯基，或它們的混合物。例如，該氟聚合物包含間-[全氟己基亞乙基硫代甲基]苯乙烯，對-[全氟己基亞乙基硫代甲基]苯乙烯，或它們的混合物，作為單體單元。在進一步實例中，該氟聚合物包含間-[全氟己基亞乙基氧基甲基]苯乙烯，對-[全氟己基亞乙基氧基甲基]苯乙烯，或它們的混合物。

在一種實施方案中，該氟聚合物的Mw為至少約100Kd，至少約400Kd，至少約600Kd，至少約800Kd，或至少約1000Kd。例如，該氟聚合物的Mw為約100-約4000Kd，優選約500-約1500Kd和更優選約1100-約1300Kd。

在一種實施方案中，該氟聚合物的數均分子量(Mn)為至少約60Kd，至少約200Kd，至少約400Kd，至少約600Kd，或至少約1000Kd。例如，該氟聚合物的Mn為約100-約2000Kd，優選約200-約1500Kd和更優選約400-約1400Kd，和在另一實施方案中約60-約1200Kd。

在任何以上實施方案中，該氟聚合物的多分散性指數(Mw/Mn)為約1.5-約5，約1.5-約4，或約1.5-約3。

在特定實施方案中，該氟聚合物的Mw為至少約98Kd。

該單體可以通過使C₆F₁₃-(CH₂)₂-Y與鹵代烷基苯乙烯反應來制備，其中Y為SH或OH。