[發明專利]含氟聚合物的增材處理

有效

• 申請號: 201780007779.1
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN108699198B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 蔣軒;杰弗里·N·巴爾道;卡斯騰·弗蘭克;費·澤恩緹司;克勞斯·辛策;加布里埃萊·H·戈特沙爾克-高迪希;塞巴斯蒂安·F·澤亨特邁爾
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: C08F259/08
• 分類號: C08F259/08;B33Y80/00;B33Y10/00;B33Y30/00;C08L23/12;C08L27/18
• 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

本發明提供了生產成形的含氟聚合物制品的方法。該方法包括使包含含氟聚合物的組合物在增材處理裝置中經受增材處理。還提供了用該方法和可3D打印組合物獲得的制品。

技術領域

本公開涉及含氟聚合物的增材處理、通過增材處理獲得的含氟聚合物制品、以及可用于增材處理的含氟聚合物組合物。

背景技術

含氟聚合物因其化學惰性被廣泛用作原材料，具體地，用于要求低摩擦性能和/或對化學反應性、熱或兩者兼有惰性的制品。

含氟聚合物通常分為熱塑性塑料和彈性體(有時也稱為氟橡膠)。

含氟熱塑性塑料可通過傳統的熔體成形方法如注塑和擠出來加工。含氟熱塑性塑料通常為四氟乙烯(TFE)與一種或多種其它全氟化、部分氟化或非氟化共聚單體的共聚物。TFE和全氟烷基或烯丙基醚的共聚物在本領域中已知為PFA(全氟烷氧基聚合物)。TFE和六氟丙烯(HFP)的共聚物在有或沒有其它全氟化共聚單體的情況下在本領域中已知為FEP(氟化乙烯丙烯)。TFE、HFP和偏二氟乙烯(VDF)的共聚物在本領域中已知為THV。其它類型的可熔融加工含氟聚合物基于偏二氟乙烯均聚物或共聚物，在本領域中已知為PVDF。TFE和乙烯的共聚物已知為ETFE。

某些類型的熱塑性塑料具有非常高的熔體粘度(低熔體流動指數(MFI)并且在本領域中已知為“不可熔融加工”)。不可熔融加工含氟聚合物包括TFE的均聚物或TFE與其它可共聚全氟化單體的共聚物，其中共聚單體的量限于小于1重量％。此類TFE均聚物和共聚物在本領域中已知為PTFE。PTFE具有如此高的熔體粘度，使其不能通過常規的熔體加工技術諸如擠出、注塑或吹塑來加工。相反，PTFE制品通常通過糊料擠出或通過燒結來生產，以生產塊或坯料，然后將其成形為制品。例如通過刮削、車削、機械加工(即，其中移除材料以成形制品的減法方法)。

在WO2007/133912A2中描述了用于特殊熱塑性含氟聚合物(PVDF和PCTF)的增材制造工藝，但未提供實施例。在CN103709737 A和CN 105711104 A中描述了提及PTFE的用途的3D打印方法。通過用紅外或激光輻射聚合物粉末并在暴露于IR-或激光輻射的選定區域熔融粉末來加工材料。這些方法在3D打印領域中已知為激光熔融或激光燒結。在US 7,569,273 B2中描述了據報道適用于PVDF的不同方法。也未提供實施例。在US 7,569,273B2中描述的方法涉及通過噴嘴將流體添加到包含聚合物和粘合劑顆粒材料的固體組合物中。咬合材料在與流體接觸時變得具有粘性，因此據報道通過將流體分配在選定區域上而生成制品。

需要提供通過增材處理來處理含氟聚合物的替代方法，并且具體地，需要處理不可熔融加工類型的含氟聚合物。

發明內容

一方面，提供了一種生產含氟聚合物制品的方法，該方法包括使包含含氟聚合物顆粒和粘結劑材料的組合物在含有至少一個能量源的增材處理裝置中經受增材處理，并且其中含氟聚合物為四氟乙烯(TFE)的均聚物或共聚物，并且其中粘結劑材料能夠粘結含氟聚合物顆粒以在組合物的已暴露于增材處理裝置的能量源的一部分中形成層，并且該方法還包括使組合物的一部分經受能量源的照射以形成層。

另一方面，提供了一種用于通過在增材處理裝置中的增材處理來生產制品的組合物，組合物包含含氟聚合物顆粒、任選地一種或多種填料和粘結劑材料；其中含氟聚合物為四氟乙烯(TFE)的均聚物或共聚物，并且其中粘結劑材料包含具有碳-碳鍵和碳-氫鍵并且在40℃和140℃之間熔融的有機材料。

又一方面，提供了可通過上述方法獲得的3D打印含氟聚合物。

又一方面，提供了一種包含可通過上述方法獲得的3D打印含氟聚合物的制品。

具體實施方式