CN101223230B - 热塑性卤代聚合物组合物 - Google Patents
热塑性卤代聚合物组合物 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101223230B CN101223230B CN2006800256990A CN200680025699A CN101223230B CN 101223230 B CN101223230 B CN 101223230B CN 2006800256990 A CN2006800256990 A CN 2006800256990A CN 200680025699 A CN200680025699 A CN 200680025699A CN 101223230 B CN101223230 B CN 101223230B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polymkeric substance
- compsn
- multipolymer
- vdf
- tfe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C08L27/16—Homopolymers or copolymers or vinylidene fluoride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C08L27/18—Homopolymers or copolymers or tetrafluoroethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L71/00—Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及热塑性卤代聚合物组合物,包括:-至少一种热塑性卤代聚合物[聚合物(A)];(A)的0.01-5wt%的至少一种(全)氟代聚醚[聚合物(B)];和(A)的0.3-10wt%的至少一种全(卤代)含氟聚合物[聚合物(C)]。加入(全)氟代聚醚(B)和全(卤代)含氟聚合物(C),能够有利地改进热塑性卤代聚合物(A)的流变特性,使得在不太苛刻的条件下能够处理加工并得到具有优异表面形态和良好均一性和一致性的成品部件。本发明的又一目的是生产所述热塑性卤代聚合物组合物的工艺和其制品。
Description
本发明涉及热塑性卤代聚合物组合物,生产所述的热塑性卤代聚合物组合物的方法和其制品。
卤代聚合物,特别是氟碳树脂,被赋予在较宽的温度范围之内的优异的机械性能,优异的耐高温、耐有机溶剂和耐各种各样化学环境侵蚀性。
由于它们的性能,它们通常通过挤出或注塑用于生产制品,例如用于生产管子、管道、配件、膜、涂层、电缆护套、软管等等。
为进一步改进这些聚合物的机械性能,众所周知的是增加它们的分子量,或换句话说增加它们的熔融粘度。因此,尽管由于改进的机械性能而优选高摩尔量(并从而具有高熔融粘度)的卤代聚合物,但处理加工这些材料更加困难。特别是,在挤压过程中,它们显示出流变学的问题,引起在挤出期间能量消耗的增加以及施加的挤出条件更加苛刻(伴随聚合物热降解的危险)。在这种情况下,由这些卤代聚合物制成的成品(挤出或注塑)通常具有如裂纹、鲨鱼皮、鱼眼等表面缺陷。
因此已经采用大量加工助剂以消除这些问题;然而它们存在若干缺点。由于它们在加工温度下有限的热稳定性,丧失了加入它们的优点,在处理加工期间释放出烟尘;在成品部件中热降解残余物产生对机械性能有害的结构色彩(差的黄色指数)、缺陷和空隙。此外,由于它们与卤代聚合物本身的不相容性,它们往往离析并产生不均匀的分散体,因此丧失了改进流变特性的优点。
因此本发明的目的是提供一种加工性能增强并能得到优异表面形 态的成品部件的卤代聚合物组合物。
该问题通过本发明的热塑性卤代聚合物组合物得到了极好的解决,所述本发明的组合物包括:
-至少一种热塑性卤代聚合物[聚合物(A)];
-(A)的0.01-5wt%的至少一种(全)氟代聚醚[聚合物(B)];和
-(A)的0.3-10wt%的至少一种全(卤代)含氟聚合物[聚合物(C)]。
本发明另一目的是用于生产所述的热塑性卤代聚合物组合物的方法。
本发明的又一目的是制品,比如包括热塑性卤代聚合物组合物的成型制品、膜、电缆护套、管道、软管、中空体。
加入(全)氟代聚醚(B)和全(卤代)含氟聚合物(C)能够相当大地改进热塑性卤代聚合物(A)的流变特性,使得在不太恶劣的条件下能够处理加工并得到具有优异表面形态和良好均一性和一致性的成品部件。
在本发明上下文之内,术语“聚合物”具有其通常的含义,即它表示包括重复单元和具有超过300的分子量的材料。
聚合物(C)优选存在于主要包括聚合物(A)的连续相中的主要包括(C)的分离相畴中的组合物中,至少75vol%所述的畴的最大尺寸不超过20μm。
所述的畴的最大尺寸优选不超过10μm,更优选5μm,甚至更优选1μm。
术语“主要包括(A)的连续相”是指表示包括(A)作为主要组分的连续相,即包括大于50%,优选大于60%,更优选大于75wt%的(A)。
术语“主要包括(C)的分离的相畴”是指表示包括(C)作为主要组分的相,即包括大于50%,优选大于60%,更优选大于75wt%的(C)。
术语“分离的相畴”是指本发明组合物的三维体积基元,其中(C)的浓度比主要包括(A)的连续相中的(C)浓度高至少25%、优选30%、更优选50%。
术语“最大的尺寸”是指相对于分离相畴每一可能的不同取向的横截面,横截面区域的直径最大值。
横截面意指在三维空间中的分离相畴与平面的交叉。从实际的观点看,当切割为片时,可获得许多平行的横截面。
横截面区域的直径定义为包括横截面区域在内的最小环形的直径。
分离相畴的最大尺寸优选可对由切片的截面或断面获得的组合物样品,利用在液态氮温度下进行的扫描电镜显微和图象识别技术确定。
具有最大尺寸不超过相关值的分离相畴的体积百分比,通过测量这种畴的表面积相对于由扫描电镜显微和图象识别技术分析的切片截面或断面中畴的总面积进行计算。
提及的“至少一种热塑性卤代聚合物(A)”是指一种或多种聚合物(A)。
本发明聚合物(A)应该是热塑性的。
术语“热塑性”用于本发明的目的理解为是指,如果它们是无定 形的,则在低于它们玻璃化转变温度的室温下存在的聚合物,或如果它们是半结晶体,则在低于它们熔点的室温下存在的聚合物,它们是线型的(即没有成网状)。这些聚合物具有当它们受热时变软,而且当它们冷却时又再次变硬的特性,而没有明显的化学变化。这种定义例如见称作“Polymer Science Dictionary”的百科全书,Mark S.M.Alger,London School of Polymer Technology,Polytechnic of North London,UK,Elsevier Applied Science出版,1989。
因此热塑性聚合物与弹性体是可区别的。
为本发明的目的,术语“弹性体”是用来指真弹性体,或作为用于获得真弹性体的基本组分的聚合树脂。
真弹性体依据ASTM,Special Technical Bulletin,No.184标准定义为在室温下能够拉伸到两倍于它们的固有长度,在张力下维持5分钟之后一旦它们被释放,便在同一时间内恢复到它们初长度的10%以内的材料。
作为获得真弹性体的基本组分的聚合树脂一般说来是玻璃化转变温度(Tg)低于室温的无定形的产品。在大多数情况下,这些产品相当于Tg低于0℃的共聚物,而且包括能形成真弹性体的反应性官能团(任选在添加剂的存在下)。
优选,聚合物(A)是半结晶体。
术语“半结晶体”用来表示熔化热大于1J/g的聚合物,所述的熔化热根据ASTM D3418,通过差示扫描量热法(DSC)以10℃/分钟的加热速率进行测定。
优选,本发明聚合物(A)的熔化热至少为4J/g,更优选至少为8J/g。
为本发明的目的,术语“卤代聚合物”用来表示从包括至少2个碳原子和至少一个选自氟和氯的卤原子的单烯键式单体获得的均聚物和共聚物。同样意指表示均聚物和共聚物的共混物。作为可以用于本发明卤代聚物的例子,可以特别提及偏二氟乙烯、氟乙烯、三氟乙烯、三氟氯乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、氯乙烯和偏二氯乙烯均聚物和共聚物,以及这些单体之一与另外的非卤化单烯键式单体比如乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸或甲基丙烯酸单体的共聚物。
优选本发明的卤代聚合物是含氟聚合物,即包括来源于至少一个包括至少一个氟原子的烯键式不饱和单体(以下称为氟化单体)的重复单元的聚合物。
更优选,本发明的卤代聚合物是部分氟化含氟聚合物。
为本发明的目的,术语“部分氟化含氟聚合物”用来表示任何包括如下部分的聚合物:
-来源于至少一种氟化单体的重复单元;和
-来源于至少一种包括至少一个氢原子的烯键式不饱和单体的重复单元(以下,含氢单体)。
氟化单体和含氢单体可以是相同的单体或可以是不同的单体。
该部分氟化的含氟聚合物有利地包括大于1mol%,优选大于5mol%,更优选大于10mol%的来源于含氢单体的重复单元。
该部分氟化的含氟聚合物有利地包括大于25mol%,优选大于30mol%,更优选大于40mol%的来源于氟化单体的重复单元。
该氟化单体能够进一步包括一种或多种其他卤素原子(Cl、Br、I)。 如果该氟化单体不含氢原子,则它称为为全(卤代)氟化单体。如果该氟化单体包括至少一个氢原子,则它称为为含氢的氟化单体。
如果该氟化单体是含氢氟化单体,例如偏二氟乙烯、三氟乙烯、氟乙烯,则部分氟化含氟聚合物能够是包括来源于所述含氢氟化单体的重复单元的均聚物,或是包括来源于所述含氢氟化单体和至少一种其他共聚单体的重复单元的共聚物。
该共聚单体能够是氢化的(即不含氟原子)或氟化的(即包括至少一个氟原子)。
如果该氟化单体是全(卤代)氟化单体,例如四氟乙烯、三氟氯乙烯、六氟丙烯、全氟烷基乙烯基醚,则部分氟化含氟聚合物是包括来源于所述全(卤代)氟化单体和至少一种其他共聚单体的重复单元的共聚物,所述共聚单体包括至少一个氢原子,例如乙烯、丙烯、乙烯基醚、丙烯酸单体、偏二氟乙烯、三氟乙烯、氟乙烯。
优选的部分氟化含氟聚合物是其中氟化单体选自四氟乙烯(TFE)、偏二氟乙烯(VdF)和三氟氯乙烯(CTFE)的那些。
适当的氢化共聚单体的非限制性例子尤其是乙烯,丙烯,乙烯基单体比如醋酸乙烯酯,丙烯酸单体,如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酸羟乙酯,及苯乙烯单体,如苯乙烯和对甲基苯乙烯。
适当的氟化共聚单体的非限制性例子尤其是:
-C3-C8全氟烯烃,比如六氟丙烯;
-C2-C8氢化单氟烯烃,比如氟乙烯;
-1,2-二氟乙烯和三氟乙烯;
-通式CH2=CH-Rf0的全氟烷基乙烯,其中Rf0是C1-C6全氟烷基;
-氯代和/或溴代和/或碘代C2-C6氟烯烃,如三氟氯乙烯;
-通式CF2=CFORf1的(全)氟烷基乙烯基醚,其中Rf1是C1-C6氟代或者全氟烷基,例如CF3,C2F5,C3F7;
-CF2=CFOX0(全)氟代氧烷基乙烯基醚,其中X0是C1-C12烷基,或C1-C12烷氧基,或具有一个或多个醚基团的C1-C12(全)氟氧烷基,如全氟代-2-丙氧基-丙基;
-通式CF2=CFOCF2ORf2的(全)氟烷基乙烯基醚,其中Rf2是C1-C6 氟代或者全氟烷基,例如CF3,C2F5,C3F7,或具有一个或多个醚基团的C1-C6(全)氟氧烷基,如-C2F5-O-CF3;
-具有通式CF2=CFOY0的官能化(全)氟代氧烷基乙烯基醚,其中Y0是C1-C12烷基或(全)氟烷基,或C1-C12烷氧基,或具有一个或多个醚基团的C1-C12(全)氟氧烷基,Y0包括其酸、酰基卤或盐形式的羧酸基或磺酸基;
-氟代间二氧杂环戊烯,特别为全氟间二氧杂环戊烯。
聚合物(A)的熔体指数优选小于10,优选小于8,更优选小于7g/10min,甚至更优选小于5g/10min,最优选小于2.5g/10min。
聚合物(A)的熔体流动指数有利地根据ASTM D-1238标准在5公斤活塞负荷以及作为聚合物(A)化学性质函数的温度下测定,见所述的标准的段落8.2的详述。
当聚合物(A)的MFI为10g/10min或更大时,热塑性组合物不具有对于高要求应用情况所需的优异的机械性能。
更优选,部分氟化的含氟聚合物选自:
(A-1)TFE和/或CTFE与乙烯、丙烯或异丁烯(优选乙烯)的共聚物,其中全(卤代)氟化单体/氢化共聚单体的摩尔比为30∶70-70∶30,任选包括一种或多种基于TFE和/或CTFE和氢化共聚单体的总量计为0.1-30mol%的共聚单体(例如见美国专利3,624,250和4,513,129);
(A-2)偏二氟乙烯(VdF)聚合物,任选包括减少量的、通常包括0.1-15mol%的一种或多种氟化共聚单体(例如见美国专利4,524,194和美国专利4,739,024),和任选进一步包括一种或多种氟化或氢化共聚单体。
CTFE或TFE共聚物(A-1)优选包括:
(a)35-65%,优选45-55%,更优选48-52mol%的乙烯(E);
(b)65-35%,优选55-45%,更优选52-48mol%的三氟氯乙烯(CTFE)(以下称为ECTFE共聚物)和/或四氟乙烯(TFE)(以下称为ETFE共聚物);和任选的
(c)基于单体(a)和(b)总量0.1-30mol%,优选0.1-10mol%,更优选0.1-5mol%的一种或多种氟化共聚单体(c1)和/或氢化共聚单体(c2)。
在氟化共聚单体(c1)之中,例如能够提及(全)氟烷基乙烯基醚、全氟烷基乙烯(比如全氟丁基乙烯)、如描述于美国专利5,597,880中的(全)氟代间二氧杂环戊烯、偏二氟乙烯(VdF)。在它们之中,优选的(c1)共聚单体是通式CF2=CFO-C3F7的全氟丙基乙烯基醚。
作为氢化共聚单体(c2)的非限制性例子,可以特别提及具有如下通式的那些:
CH2=CH-(CH2)nR1(I)
其中R1=OR2,或-(O)tCO(O)pR2,其中t和p是等于0、1的整数,R2是C1-C20烷基类型的氢化基团,如可为直链或支链,或环烷基,任选包括杂原子和/或氯原子,所述杂原子优选是O或N,R2任选包括一个或多个官能团,优选选自-OH、-COOH、环氧化物、酯和醚,R2任选包括双键,或R2是H,n是0-10的整数。优选R2是氢或包括氢氧化物类型官能团的具有1-10个碳原子的烷基类型,n是0-5的整数。
优选的氢化共聚单体(c2)选自以下类别:
1)具有如下通式的丙烯酸单体:
CH2=CH-CO-O-R2
其中R2具有上述的含义。
作为适当的丙烯酸单体的非限制性例子,特别地能够提及丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙基酯、丙烯酸羟丙基酯、丙烯酸(羟基)乙基己酯。
2)具有如下通式的乙烯基醚单体:
CH2=CH-O-R2
其中R2具有上述的含义。
作为适当的乙烯基醚单体的非限制性例子,能够特别地提及丙基乙烯基醚、环己基乙烯基醚、乙烯基-4-羟基丁基醚。
3)具有如下通式的羧酸的乙烯基单体:
CH2=CH-O-CO-R2
其中R2具有上述的含义。
作为适当的羧酸乙烯基单体的非限制性例子,特别地能够提及乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、己酸乙烯基-2-乙酯。
4)具有如下通式的不饱和羧酸单体:
CH2=CH-(CH2)n-COOH
其中n具有上述的含义。作为适当的不饱和羧酸单体的非限制性例子,特别地能够提及乙烯基醋酸。
更优选共聚单体(C2)是丙烯酸正丁酯。
在A-1聚合物之中,ECTFE聚合物是优选的。
ECTFE的熔体指数有利地至少为0.01,优选至少0.05,更优选至少0.1g/10min。
ECTFE的熔体指数有利地小于10,优选小于7.5,更优选小于5g/10min,甚至更优选小于2.5g/10min。
ECTFE的熔体指数根据修正的ASTM 1238试验,在275℃以及5千克活塞负荷下测定。
ECTFE的熔点有利地至少为150℃和最多265℃。
熔点通过差示扫描量热法(DSC),以10℃/分钟的加热速率,根据ASTM D3418标准确定。
最优选,部分氟化的含氟聚合物是VdF聚合物(A-2)。
VdF聚合物(A-2)优选包括:
(a’)至少60mol%,优选至少75mol%,更优选至少85mol%的偏二氟乙烯(VdF);
(b’)任选0.1-15%,优选0.1-12%,更优选0.1-10mol%的氟化共聚单体,选自氟乙烯(VFl)、三氟氯乙烯(CTFE)、六氟丙烯(HFP)、四氟乙烯(TFE)、三氟乙烯(TrFE)、全氟甲基乙烯基醚(PMVE)和其混合物;和
(c’)任选的基于单体(a′)和(b′)总量0.1-5mol%,优选0.1-3mol%,更优选0.1-1mol%的一种或多种氟化或氢化共聚单体。
作为用于本发明的VdF聚合物的非限制性例子,能够特别地提及 VdF的均聚物,VdF/TFE共聚物,VdF/PMVE共聚物,VdF/TFE/HFP共聚物,VdF/TFE/CTFE共聚物,VdF/TFE/TrFE共聚物,VdF/CTFE共聚物,VdF/HFP共聚物,VdF/TFE/HFP/CTFE共聚物,VdF/TFE/全氟丁烯酸共聚物,VdF/TFE/马来酸共聚物等等。
VdF聚合物的熔体指数有利地至少为0.01,优选至少0.05,更优选至少0.1g/10min。
VdF聚合物的熔体指数有利地小于10,优选小于7.5,更优选小于5g/10min,甚至更优选小于1g/10min。
VdF聚合物的熔体指数根据ASTM 1238试验,在230℃以及5千克活塞负荷下测定。
VdF聚合物的熔点有利地至少为120℃,优选至少125℃,更优选至少130℃。
VdF聚合物的熔点有利地最多为190℃,优选最多185℃,更优选最多180℃。
熔点(Tm2)通过DSC,以10℃/min的加热速率,根据ASTM D3418确定。
根据本发明的一个优选实施方式,聚合物(A)有利地是至少一种VdF均聚物和至少一种VdF共聚物的混合物,所述的VdF共聚物选自包括0.1-15%,优选0.1-12%,更优选0.1-10mol%的氟化共聚单体的VdF共聚物,所述的共聚单体选自氟乙烯(VF1)、三氟氯乙烯(CTFE)、六氟丙烯(HFP)、四氟乙烯(TFE)、三氟乙烯(TrFE)和其混合物。
优选,聚合物(A)是如上描述的至少一种VdF均聚物和至少一种 VdF共聚物的混合物,其中该氟化共聚单体选自三氟氯乙烯和六氟丙烯。
根据该优选实施方式的聚合物(A)更优选是如下混合物,其包括:
-有利地聚合物(A)的25-75%,优选25-65%,更优选25-55wt%的至少一种VdF均聚物;
-有利地聚合物(A)的25-75%,优选35-75%,更优选45-75wt%的如上描述的至少一种VdF共聚物。
在本发明的上下文之内,术语(全)氟代聚醚用来表示包括重复单元(R1)的聚合物,所述重复单元在主链上包括至少一个醚键,和至少一个氟原子(氟代聚氧化烯链)。
优选该(全)氟代聚醚的重复单元R1选自:
(I)-CFX-O-,其中X是-F或-CF3;和
(II)-CF2-CFX-O-,其中X是-F或-CF3;和
(III)-CF2-CF2-CF2-O-;和
(IV)一CF2-CF2-CF2-CF2-O-;和
(V)一(CF2)j-CFZ-O-其中j是选自0和1的整数,Z是包括1-10个选自本文上述类别(I)-(IV)的重复单元的氟代聚氧化烯链;
及其混合物。
如果(全)氟代聚醚包括不同类型的重复单元R1,则有利地所述重复单元沿氟代聚氧化烯链随机地分布。
优选该(全)氟代聚醚是具有此处以下通式(I)的化合物:
T1-(CFX)p-O-Rf-(CFX)p’-T2 (I)
其中:
-每一个X独立地是F或CF3;
-P和p’,彼此相同或不同,为0-3的整数;
-Rf是包括重复单元Ro的氟代聚氧化烯链,所述重复单元选自:
(i)-CFXO-,其中X是F或CF3,
(ii)-CF2CFXO-,其中X是F或CF3,
(iii)-CF2CF2CF2O-,
(iv)-CF2CF2CF2CF2O-,
(v)-(CF2)j-CFZ-O-其中j是选自0和1的整数,Z是通式-ORfT3 的基团,其中Rf′是包括0-10个若干重复单元的氟代聚氧化烯链,所述的重复单元选自以下:-CFXO-,-CF2CFXO-,-CF2CF2CF2O-,-CF2CF2CF2CF2O-,各个X各自独立地为F或CF3;以及T3为C1-C3全氟烷基,
及其混合物;
-T1和T2,彼此相同或不同,是H、卤素原子、任选包括选自O、S、N和/或卤素原子的杂原子的C1-C30端基,
该(全)氟代聚醚的重均分子量通常为400-100000,优选600-20000。
优选,T1和T2选自:
(j)-y′其中Y′是选自-H、卤素的链端,比如-F,-Cl,C1-C3全卤代烷基,比如-CF3,-C2F5,-CF2Cl,-CF2CF2Cl;
(jj)-Er-Aq-Y”k,其中k、r和q是整数,其中q=0或1,r=0或1,和k为1-4,优选为1-2,E表示包括至少一个选自O、S、N的杂原子的官能连接基;A表示C1-C20二价连接基;Y”表示官能化端基。
官能团E可以包括酰胺、酯、羧酸、硫代羧酸、醚、杂芳族化合物、硫化物、胺和/或亚胺基团。
官能连接基E的非限制性例子特别地是-CONR-(R=H,C1-C15取代或未取代的直链或环状的脂族基,C1-C15取代或未取代的芳基);-COO-;-COS-;-CO-;杂原子比如-O-;-S-;-NR’-(R=H,C1-C15取代或未取代的直链或环状的脂族基、C1-C15取代或未取代的芳基);包括一个或多个彼此相同或不同的选自N、O、S的杂原子的5-或6-元芳香 杂环,特别是三嗪,比如:
二价C1-C20连接基A优选选自以下类别:
1)直链取代或未取代的C1-C20烯烃链,任选在烯烃链中包括杂原子;优选直链脂族基包括通式-(CH2)m-的部分,其中m是1-20的整数,任选包括酰胺、酯、醚、硫化物、亚胺基团和其混合物;
2)(亚烷基)脂环族的C1-C20基团或(亚烷基)芳香族C1-C20基团,任选在亚烷基链或在环上包括杂原子,和任选包括酰胺、酯、醚、硫化物、亚胺基团和其混合物;
3)直链或支链的聚烯氧基链,包括特别是选自如下的重复单元:-CH2CH2O-,-CH2CH(CH3)O-,-(CH2)3O-,-(CH2)4O-,任选包括酰胺、酯、醚、硫化物、亚胺基团和其混合物。
适当的官能团Y”的例子特别是-OH,-SH,-OR’,-SR’,-NH2,-NHR’,-NR’2,-COOH,-SiR’dQ3-d,-CN,-NCO, 1,2-和1,3-二醇本身,或作为环状缩醛和缩酮(例如二氧戊环或二氧己环),-COR’,-CH(OCH3)2,-CH(OH)CH2OH,-CH(COOH)2,-CH(COOR’)2,-CH(CH2OH)2,-CH(CH2NH2)2,-PO(OH)2,-CH(CN)2,其中R’是烷基、脂环族的或芳香取代或未取代的基团,任选包括一个或多个氟原子,Q是OR′,R′具有如上定义相同的含义,d是0-3的整数。
一个或多个官能端基Y”能够与基团A和/或E连接:例如,当A是(亚烷基)芳香族C1-C20基团时,两个或多个Y”基团可以连接到基团A的芳环上。
更优选,本发明的(全)氟代聚醚符合本发明以上的通式(I),其中T1和T2选自:-H;卤素比如-F和-Cl;C1-C3全卤代烷基,例如-CF3,-C2F5,-CF2Cl,-CF2CF2Cl;-CH2OH;-CH2(OCH2CH2)nOH(n为1-3的整 数);-C(O)OH;-C(O)OCH3;-ONH-RH-OSi(OC2H5)3(其中RH是C1-C10 烷基);-CONHC18H37;-CH2OCH2CH(OH)CH2OH;-CH2O(CH2CH2O)n*PO(OH)2(其中n*为1-3);
及其混合物。
最优选,适用于本发明的(全)氟代聚醚选自:
(a)HO-CH2CF2O(CF2O)n’(CF2CF2O)m’CF2CH2-OH,m’和n’为整数,其中比例m′/n′通常为0.1-10的范围,优选为0.2-5;
(b)HO(CH2CH2O)nCH2CF2O(CF2O)n’(CF2CF2O)m’CF2CH2(OCH2CH2 )nOH,m′和n′为整数,其中比例m′/n′通常为0.1-10的范围,优选为0.2-5,n范围为1-3;
(c)HCF2O(CF2O)n’(CF2CF2O)m’CF2H,m′和n’是整数,其中比例m′/n′通常为0.1-10的范围,优选为0.2-5;
(d)FCF2O(CF2O)n’(CF2CF2O)m’CF2F,m′和n’是整数,其中比例m′/n′通常为0.1-10的范围,优选为0.2-5;
对于包括选自本发明以上类型(a)和(b)的(全)氟代聚醚的热塑性卤代聚合物组合物得到了优异的结果。
本发明的(全)氟代聚醚特别地可通过光引发氧化聚合(光氧化反应)全(卤代)氟化单体制造,如US 3,665,041中所描述的。通常,(全)氟代聚醚结构能够通过六氟丙烯和/或四氟乙烯与氧在低温,一般说来低于-40℃,及在波长(λ)小于3000的U.V.辐射下进行混合而获得。随后特别地在来自光氧化反应的粗产品上,如US 3,847,978和3,810,874中描述的进行端基转化。
如上描述的(a),(b),(c)和(d)类型的(全)氟代聚醚特别地可以从Solvay Solexis S.p.A.以FOMBLINZDOL,FOMBLINZDOL TX,H-GALDEN和FOMBLINZ或FOMBLINM获得。
如上描述的多相热塑性卤代聚合物组合物中的(全)氟代聚醚(B)的量优选为热塑性卤代聚合物(A)的至少0.02%,更优选至少0.05%。
如上描述的多相热塑性卤代聚合物组合物中(全)氟代聚醚(B)的量优选最多为热塑性卤代聚合物(A)的4%,更优选最多3wt%。
对于包括(A)的0.05-5wt%的(全)氟代聚醚(B)的组合物获得良好的结果。
对于包括(A)的0.05-0.5wt%的(全)氟代聚醚(B)的组合物获得优异的结果。
由于(全)氟代聚醚(B)的存在,包括热塑性卤代聚合物(A)的组合物能够有利地以更高生产率进行处理,如此获得的成品部件具有优异的表面形态,没有视觉缺陷。
对于本发明的目的,术语“全(卤代)含氟聚合物”[聚合物(C)]用来表示基本上不含氢原子的含氟聚合物。
该全(卤代)含氟聚合物能够进一步包括一个或多个其他的卤素原子(Cl,Br,I)。
术语“基本上不含氢原子”理解为是指从包括至少一个氟原子和不含氢原子的烯键式不饱和单体(全(卤代)氟化单体)制备的全(卤代)含氟聚合物。
该全(卤代)含氟聚合物可以是全(卤代)氟化单体的均聚物或包括来源于多于一个全(卤代)氟化单体的重复单元的共聚物。
适当的全(卤代)氟化单体非限制性例子特别地是:
-C2-C8全氟烯烃,比如四氟乙烯和六氟丙烯;
-氯代和/或溴代和/或碘代C2-C6氟烯烃,如三氟氯乙烯;
-符合通式CF2=CFORf3的全(卤代)氟烷基乙烯基醚,其中Rf3 是C1-C6全(卤代)氟烷基,比如-CF3,-C2F5,-C3F7;
-CF2=CFOX01,全(卤代)氟代氧烷基乙烯基醚,其中X01是具有一个或多个醚基团的C1-C12全(卤代)氟氧烷基,如全氟代-2-丙氧基-丙基;
-符合通式CF2=CFOCF2ORf4的全(卤代)氟烷基乙烯基醚,其中Rf4是C1-C6全(卤代)氟烷基,比如-CF3,-C2F5,-C3F7,或具有一个或多个醚基团的C1-C6全(卤代)氟氧烷基,如-C2F5-O-CF3;
-具有通式CF2=CFOY01的官能化全(卤代)氟代氧烷基乙烯基醚,其中Y01是C1-C12全(卤代)氟烷基,或具有一个或多个醚基团的C1-C12 全(卤代)氟氧烷基,Y01包括其酸、酰基卤或盐形式的羧酸或磺酸基;
-全(卤代)氟代间二氧杂环戊烯。
用于本发明组合物的全(卤代)含氟聚合物[聚合物(C)]的适当的例子特别地是TFE均聚物和共聚物,和CTFE均聚物和共聚物。
优选的全(卤代)含氟聚合物[聚合物(C)]特别地是TFE均聚物和共聚物。
如果聚合物(C)是TFE的均聚物,则优选为非原纤化的PTFE(通常也称为“低分子量的PTFE”或“低熔融粘度的PTFE”)。
非原纤化的PTFE的数均分子量有利地低于1000000,优选低于700000,更优选低于500000。
此外,该非原纤化的PTFE优选的数均分子量优选为50000以上。
该非原纤化聚合物的数均分子量通常通过测量由FT-IR光谱学确定的PTFE端基-CF2COOH和-CF2COF的总量Ng(表示为摩尔/kg)而计算。数均分子量(Mn)通过以下公式Mn=2000/gN计算。
非原纤化的PTFE优选的熔融粘度低于104Pa×s,所述的熔融粘度根据如美国专利4,380,618中描述的修正的ASTM D1239-52T中的方法,在372℃下测量。
该非原纤化的PTFE优选通过用γ射线或电子束辐照TFE的高分子量(通常数均分子量2000000以上)均聚物粉末然后碾磨所述辐照的粉末获得,所述的粉末通过分散或悬浮聚合方法获得,或直接通过比如描述于美国专利5,223,343中的聚合技术获得。
该非原纤化的PTFE通常的为细碎的固体形式,因而通常称为“PTFE超细粉”。该细碎的固体的平均粒度优选小于100μm,更优选小于20μm,更优选小于10μm和最优选小于5μm。
对于分散聚合方法,通常获得颗粒尺寸为0.1-0.3微米的乳液。在凝结之后,粉末粒度通常增加到约100-500微米。然后所述粉末通常用γ射线辐照,然后研磨以获得如上定义的细碎的固体。
对于悬浮聚合方法,通常获得粒度为2-5mm的粉末。然后所述粉末通常用电子束辐照,然后掩模以获得如上定义的细碎的固体。
该非原纤化的PTFE优选具有热稳定性、化学惰性、润滑性和类似高分子量聚四氟乙烯的高熔融温度。
特别适当的非原纤化PTFE是从Solvay Solexis,S.p.A.得到的ALGOFLONL 206和L 203PTFE和POLYMISTPTFE。其他适当的非原纤化的聚四氟乙烯特别是从DuPont以ZONYLPTFE(例如 ZONYLMP 1600级)和从Daikin Industries,Ltd.以LUBLON(例如LUBLONL-5PTFE)可商业获得的。
如果聚合物(C)是TFE共聚物,则它有利地包括至少2wt%,优选至少7wt%,和有利地包括最多30wt%,优选最多20wt%,更优选最多13wt%的来源于至少一种选自如下的氟化共聚单体的重复单元:
(i)符合通式CF2=CFORf1’的全氟烷基乙烯基醚,其中Rf1′是C1-C6 全氟烷基,例如CF3,C2F5,C3F7;和/或
(ii)符合通式CF2=CFOX0的全氟代氧烷基乙烯基醚,其中X0是具有一个或多个醚基团的C1-C12全氟氧烷基,如全氟代-2-丙氧基-丙基;和/或
(iii)C3-C8全氟烯烃,比如六氟丙烯。
对于其中氟化共聚单体是C3-C8全氟烯烃和/或如上定义的全氟烷基乙烯基醚的TFE共聚物,获得良好的结果;对于其中氟化共聚单体是(通式CF2=CFOCF3的)六氟丙烯和/或全氟甲基乙烯基醚(PMVE)的TFE共聚物,实现特别良好的结果。
如果聚合物(C)是其中氟化共聚单体是如上定义的全氟烷基乙烯基醚的TFE共聚物,则所述TFE共聚物在280℃、剪切速率1s-1时的动态粘度有利地最多为100Pa×sec,优选最多50Pa×sec,更优选最多30Pa×sec,最优选最多10Pa×sec。
使用平行板夹具,通常用控制的应变流变仪测定动态粘度,所述的流变仪使用致动器给样品施加变形应变力,并使用单独的传感器测量样品内产生的合成应力。
根据本发明的实施方式,聚合物(C)优选是这样的四氟乙烯(TFE)/全氟甲基乙烯基醚(PMVE)共聚物,所述共聚物主要由以下部分组成:
-4-25mol%,优选5-20wt%,最优选10-16mol%来源于PMVE的 重复单元;和
-96-75mol%,优选95-80,最优选90-84mol%的来源于TFE的重复单元。
优选聚合物(C)是可熔融处理的。
对于本发明的目的,术语“可熔融处理的”意思是能够通过常规的熔融挤出、注入或铸塑手段处理该全(卤代)含氟聚合物(C)(即制造成制品,比如膜、纤维、管子、线缆护套等等)。这通常要求在超过熔点大约30℃的温度,优选在Tm2+(30±2℃)的温度下,在剪切速率为1s-1 时,动态粘度小于106Pa×s,所述的动态粘度使用平行板夹具,用控制的应变流变仪测定,所述的流变仪使用致动器给样品施加变形应变力,并使用单独的传感器测量样品内产生的合成应力。
熔点(Tm2)通过DSC,以10℃/min的加热速率,根据ASTM D3418确定。
可熔融处理的全(卤代)含氟聚合物(C),在剪切速率为1s-1时在上述定义的条件下的动态粘度优选小于2000Pa×s,更优选小于700Pa×S。
如果聚合物(C)是可熔融处理的,则聚合物(C)的熔体指数与聚合物(A)的熔体指数的比例有利地为至少5,优选至少10,更优选至少20。
聚合物(C)的熔体指数根据ASTM的1238试验测定。
如果该全(卤代)含氟聚合物(C)存在于上述热塑性卤代聚合物组合物中,则其量优选至少为热塑性卤代聚合物(A)的0.3%,更优选至少1wt%。在如上描述的热塑性卤代聚合物组合物中的全(卤代)含氟聚合物(C)的量有利地为热塑性卤代聚合物(A)的最多10%,优选最多5%, 更优选最多4wt%。
对于包括热塑性卤代聚合物(A)的0.3-5wt%的全(卤代)含氟聚合物(C)的热塑性含氟聚合物组合物,获得良好的结果。对于包括热塑性卤代聚合物(A)的1-3wt%的全(卤代)含氟聚合物(C)的热塑性含氟聚合物组合物,实现最好的结果。
如果全(卤代)含氟聚合物(C)存在于包括热塑性卤代聚合物(A)和(全)氟代聚醚(B)的组合物中,则该组合物的加工性能可有利地进一步改进。因此,在挤出机中相当的生产量下,还包括全(卤代)含氟聚合物(C)的组合物能够比不含聚合物(C)的组合物在更低的压头下挤出。
任选,上面描述的组合物还能够包括颜料、填充物、导电颗粒、脱模剂、热稳定剂、防静电试剂、增量剂、增强剂、有机和/或无机颜料如TiO2、炭黑、除酸剂比如MgO、阻燃剂、烟雾抑制剂等等。
作为填充物的非限制性例子,可以提及云母、氧化铝、滑石、炭黑、玻璃纤维、碳纤维、以纤维或粉末形式的石墨、碳酸盐比如碳酸钙、高分子化合物等等。
用于组合物中的颜料特别地包括或能够包括以下的一种或多种:从Whittaker,Clark & Daniels,South Plainfield,New Jersey,USA获得的二氧化钛;从Shepard Color Company,Cincinnati,Ohio,USA获得的Artic蓝色#3,Topaz蓝色#9,Olympic蓝色#190,翠绿#211,Ensign蓝色#214,黄褐色#24,胡桃壳棕#10,金棕色#19,棕褐色#20,褐铁矿棕色#39,蜜黄色#29,Sherwood绿色#5,和烟黑#1;从Ferro Corp.,Cleveland,Ohio,USA获得的黑色F-2302,蓝色V-5200,绿松石F-5686,绿色F-5687,棕色F-6109,浅黄色F-6115,栗褐色V 9186,和黄色V-9404,和从Englehard Industries,Edison,New Jersey,USA获得的METEOR颜料。
根据本发明的一个实施方式,该组合物还包括增塑剂。
适合于本发明组合物的增塑剂可以选自通常的用于含氟聚合物的单体或聚合物增塑剂。
描述于1970年11月17日的美国专利3541039(PENNWALTCORP)中的增塑剂和描述于1986年4月22日的美国专利4584215(INST FRANCAIS DU PETROL)中的那些适合于本发明的组合物。
该增塑剂可没有任何困难地引入在以上定义的本发明的组合物中,并生产抗冲强度、特别是在低温下的抗冲强度有利改进的组合物。换句话说,增塑剂能够有利地用于本发明的组合物中以改进由本发明组合物制成的成品部件的低温性能,特别是当这些部件经受极限工作温度时。
在单体增塑剂之中,特别能够提及癸二酸二丁酯(DBS)、N-正丁基磺酰胺、如下通式的乙酰基-柠檬酸三正丁酯:
和如下通式的己二酸二丁氧基乙酯:
在本发明上下文之内表明本身特别有利的增塑剂是DBS (C4H9-OOC-(CH2)8-COO-C4H9)。
在聚合物增塑剂之中,特别能够提及聚合物的聚酯,比如来源于己二酸、壬二酸或癸二酸和二醇的那些,和它们的混合物,但条件是它们的分子量至少大约为1500,优选至少1800,,而不超过大约5000,优选低于2500。事实上过高分子量的聚酯导致组合物的抗冲强度较低。
如果本发明的组合物包括增塑剂,则增塑剂的量有利地至少为聚合物(A)的1%,优选至少2%,有利地最多20%,优选最多10wt%。
本发明另外的方面涉及生产如上描述的热塑性卤代聚合物组合物的方法,所述方法包括混合:
(i)热塑性卤代聚合物(A);
(ii)(全)氟代聚醚(B);
(iii)全(卤代)含氟聚合物(C);和
(iv)任选,其他添加剂或填充物。
本发明的方法包括在第一步中同时混合聚合物(A)、聚合物(B)和聚合物(C),或混合所述组分的两种,随后在另外的步骤中混合如此获得的混合物与剩余的组分。
根据本发明优选的变体,该方法包括通过干混和/或热熔混合聚合物(A)、聚合物(B)和聚合物(C)进行混合。
优选,该方法包括热熔混合聚合物(A)、聚合物(B)和聚合物(C)。
有利地,聚合物(A)、聚合物(B)和聚合物(C)在连续或批处理设备中熔融混合。这种设备是本领域的普通技术人员熟知的。
熔融混合本发明热望性卤代聚合物组合物的适当的连续设备的例 子特别是螺杆挤出机。因此,聚合物(A)、聚合物(B)和聚合物(C)和任选的其他成分有利地加入挤出机中,并挤出热塑性卤代聚合物组合物。
该操作方法能够应用于生产成品,比如中空体、管道、层压制品、压延制品,或可得到包括希望组合物的颗粒,任选包括以粒状物形式的适当比例的添加剂和填料,它们促进随后转化成为成品。对于后者的目的,本发明的热塑性卤代聚合物组合物有利地挤出成为细条,并将细条切碎成为粒状物。
任选,在混合步骤期间,可以将填料、热稳定剂、防静电剂、增量剂、增强剂、有机和/或无机颜料,如TiO2、炭黑,除酸剂比如MgO、阻燃剂、烟雾抑制剂、增塑剂加入到组合物中。
优选,聚合物(A)、聚合物(B)和聚合物(C)在双螺杆挤出机中熔融混合。充分适应本发明方法适当的挤出机的例子是可以从Werner、Pfleiderer和Farrel获得的那些。
该方法有利地包括混合所述的平均初级粒子大小小于300纳米、优选小于200纳米、甚至更优选小于150纳米的颗粒形式的聚合物(C)。
对于本发明的目的,术语“颗粒”是用来表示从几何观点看具有明确三维体积和形状的材料块,其特征在于三维中没有任何所述的维度超过其余两个其他维度200%以上。颗粒通常是不等轴的,即在一个方向比在其它的方向更长。
颗粒形状能够特别地表示为圆球度Φs,这与颗粒尺寸无关。颗粒的圆球度是具有与该颗粒相等体积的球体的面容比与该颗粒的面容比的比例。对于直径Dp的球状颗粒,Φs=1;对于非球状颗粒,该圆球度定义为
其中:
Dp是颗粒的等效直径;
Sp是一个颗粒的表面积;
vp是一个颗粒的体积。
该等效直径定义为相等体积球体的直径。Dp通常认为是基于筛选分析或显微镜分析的标称尺寸。该表面积从吸附测量数据得到或从颗粒床层的压降得到。
本发明聚合物(C)的初级粒子的圆球度Φs有利地至少为0.6,优选至少为0.65,更优选至少为0.7。对于Φs为0.7-0.95的初级粒子获得良好的结果。
聚合物(C)的初级粒子通常从乳液聚合获得,在聚合物(C)制造的回收和处理步骤中,如特别是聚合物(C)乳液的浓缩和/或凝结和随后干燥和均化中,能够转变为附聚物(即初级粒子的聚集体)。
术语颗粒因此意指可同粒状物相区分的,所述的粒状物当挤出熔融状态的聚合物(C)成为细条并将细条切斩成为粒状物时获得。
在本发明的上下文之内,术语初级的颗粒尺寸是用来表示在聚合物(C)制造期间所实现的聚合物(C)的最小的粒径。
如果聚合物(C)不经受其中发生初级粒子附聚的条件作用,则聚合物(C)的平均颗粒大小等于平均的初级粒子大小。
相反,如果该聚合物(C)经受其中初级粒子发生附聚的条件作用,则该聚合物(C)的平均粒度不同于平均的初级粒子大小(而是特别地更大)。
该全(卤代)含氟聚合物(C)的平均初级粒子大小可有利地通过动态的激光散射(DLLS)技术,根据描述于B.Chu“Laser light scattering”Academic Press,New York(1974)中的方法进行测定。
根据本发明优选的变体的第一实施方式,该方法有利地包括混合乳液形式的聚合物(A)和聚合物(C)。聚合物(B)能够在另外的混合步骤中加入,或能够同时与(A)和(C)混合。
根据本发明优选变体的第一实施方式的方法优选包括以下的步骤:
-混合聚合物(A)的乳液与聚合物(C)的乳液获得乳液混合物;
-凝结所述乳液混合物;
-通过干混和/或热熔混合,混合所述凝固胶乳混合物和聚合物(B)。
通过加入凝结剂有利地凝结所述乳液混合物。适当的凝结剂是在凝结含氟聚合物乳液中已知的那些,例如硫酸铝、硝酸、盐酸、氯化钙。氯化钙是优选的。凝结剂的量取决于使用的凝结剂类型。相对于乳液混合物中水的总量,能够使用的量的范围为0.001%-30wt%,优选0.01%-5wt%。
根据本发明优选的变体的第一实施方式的方法,能够进一步包括分离步骤用于回收凝固的胶乳混合物,和/或干燥步骤。
根据本发明优选的变体的第二实施方式,该方法包括通过在聚合物(C)存在下合成聚合物(A)而进行混合。聚合物(B)能够在另外的混合 步骤中加入,或能够同时与(A)和(C)混合。
根据本发明优选的变体的第二实施方式的方法有利地包括以下步骤:
-在反应介质中引入聚合物(C)的颗粒;
-在所述反应介质中制备聚合物(A)以获得聚合物(A)和(C)的混合物;
-通过干混和/或热熔混合,混合所述聚合物(A)和(C)的混合物与聚合物(B)。
该聚合物(C)颗粒可以干燥颗粒、乳液或分散体形式引入反应介质中。
优选聚合物(C)的颗粒以乳液形式加入。
如果聚合物(C)的颗粒以乳液形式引入,则所述乳液能够通过在反应介质中加入凝结剂而有利地凝结。用于聚合物(C)的凝结剂是在凝结含氟聚合物乳液中已知的那些,例如硫酸铝、硝酸、盐酸、氯化钙。氯化钙是优选的。凝结剂量取决于使用的凝结剂类型。相对于反应介质中水的总量,能够使用的量的范围为0.001%-30wt%,优选0.01%-5wt%。在聚合物(A)合成开始和/或期间引入聚合物(C)是优选的。
聚合物(C)的乳液能够通过乳液(或微乳状液)聚合获得(在水溶引发剂存在的情况)或通过微悬浮聚合获得(在油溶性的引发剂存在的情况)。如描述在美国专利6,297,334中的包括微乳状液聚合步骤的方法适合于制备平均直径低于100纳米的初级粒子。
聚合物(C)的乳液优选通过包括乳液(或微乳状液)聚合步骤的任何方法获得。
包括氟化单体乳液聚合步骤的方法的详细说明特别地见美国专利4,016,345,4,725,644和美国专利6,479,591。
在用于获得聚合物(C)的乳液和/或微乳状液聚合期间,有利地施加缓和搅拌以防止全氟聚合物初级粒子的凝结。
聚合物(C)聚合步骤有利地在乳化剂存在下发生,优选量足够的高以稳定全氟聚合物初级粒子的乳液。
该乳化剂优选是氟表面活性剂。具有如下通式的氟化表面活性剂是最通常使用的:
Rf’(X-)j(M+)j
其中Rf是(全)氟烷基链C5-C16或(全)氟聚氧化烯链,X-是-COO-或-SO3 -,M+选自H+,NH4 +,碱金属离子,j是1或2。作为氟化表面活性剂的非限制性例子,可以提及铵和/或钠的全氟辛酸盐、具有一个或多个羧酸端基的(全)氟聚氧化烯。
更优选,该氟表面活性剂选自:
-CF3(CF2)n1COOM’,其中n1是4-10的整数,优选5-7,更优选等于6;M’代表H、NH4、Na、Li或K,优选NH4;
-T(C3F6O)n0(CFXO)m0CF2COOM”,其中T代表Cl或全氟醇盐基团CkF2k+1O,其中k=1-3的整数,一个F原子任选被Cl原子取代;n0 是1-6的整数;m0是0-6的整数;M”代表H、NH4、Na、Li或K;X代表F或CF3;
-A-Rf-B双官能的氟化表面活性剂,其中A和B彼此相同或不同,是-(O)pCFX-COOM*;M*代表H,NH4,Na,Li或K,优选M*代表NH4;X=F或CF3;p是0或1的整数;Rf是直链或支链全氟烷基链,或(全)氟代聚醚链,因此A-Rf-B的数均分子量为300-1800。
共稳定剂有利地与乳化剂组合使用。软化点为48℃-62℃的链烷烃优选作为共稳定剂。
水可溶解的引发剂有利地选自过硫酸盐、高锰酸盐和水溶性的有机过氧化物,比如二丁二酸过氧化物。
水可溶解的引发剂任选与还原剂组合使用。其例子是(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O(Mohr’s盐)。
从乳液聚合中获得的聚合物(C)的乳液能够直接用于制备本发明的组合物。在这种情况下,乳液的固相含量通常为20-30wt%。
任选,在聚合步骤之后,聚合物(C)的乳液能够浓缩以增加聚合物(C)的含量达到最多65wt%。该浓缩胶乳特别地能够利用本领域已知的任意方法获得。作为一个例子,该浓缩胶乳特别地能够通过加入非离子型表面活性剂以及加热至高于上述提及的非离子型表面活性剂的浊点,并从富聚合物相中分离上清液水相获得。另外,该浓缩胶乳能够通过本领域的普通技术人员熟知的超滤方法获得。
任选,从聚合步骤中获得的,或在如上所述的浓缩步骤之后获得的聚合物(C)的乳液,均能够进一步纯化除去用于乳液聚合的阴离子氟化表面活性剂的残余物。在这种情况下,有利地获得基本上不含阴离子的氟化表面活性剂的聚合物(C)的乳液。
热塑性卤代聚合物(A)的制备步骤有利地根据已知的技术,在温度为-60℃-150℃,优选-20℃-100℃,更优选0℃-80℃下,包括在适当的自由基引发剂存在下,在有机介质的悬浮体中或在水乳液中,通过共聚相应的单体而进行。反应压力包括在0.5-180巴,优选5-140巴之间。
如果热塑性卤代聚合物是共聚物,则根据已知的现有技术加入共聚单体;然而,在反应期间连续或逐步地加入共聚单体是优选的。
在各种各样的自由基引发剂之中,特别能够使用如下的:
(i)通式(Rf-CO-O)2的双酰基过氧化物,其中Rf是(全)卤代烷基C1 -C10(如见EP 185 242和美国专利No.4,513,129),或全氟聚氧化烯基团(如见EP 186 215和美国专利No.5,021,516);在它们之中,双三氯乙酰过氧化物和双二氯氟过氧化乙酰是特别优选的(见美国专利No.5,569,728);
(ii)通式(RH-O)2的二烷基过氧化物,其中RH是烷基C1-C10;二叔丁基过氧化物(DTBP)是特别优选的;
(iii)水溶无机过氧化物,比如铵或碱金属的过硫酸盐或过磷酸盐;过硫酸钠和过硫酸钾是特别优选的;
(iv)二烷基过氧化二碳酸酯,其中烷基具有1-8个碳原子,比如二正丙基过氧化二碳酸酯和二异丙基过氧化二碳酸酯(见EP 526,216);
(v)过氧化烷基酯,如过氧化新戊酸叔戊酯和过氧化异丁酸叔丁酯。
(vi)有机或无机的氧化还原体系,比如过硫酸铵/亚硫酸钠,过氧化氢/氨基亚氨基甲烷亚磺酸,叔丁基过氧化氢/偏亚硫酸氢盐。(见美国专利No.5,453,477)。
在悬浮共聚情况下,该反应介质特别地由有机相形成,通常向其中加入水以有利于在反应期间产生的热量分散。该有机相能够在不加入溶剂的情况下由单体本身形成,或通过将单体溶解在适当的有机溶剂中形成。作为通常使用的有机溶剂氯氟烃,比如CCl2F2(CFC-12),CCl3F(CFC-11),CCl2F-CClF2,(CFC-113),CClF2-CClF2(CFC-114)等等。
因为这种产品对平流层中存在的臭氧产生破坏性影响,因此最近已经提出替代产品,比如描述于美国专利5,182,342中的仅包括碳、氟、氢和任选的氧的化合物。特别是能够使用具有至少一个氢化端基,优选两个,比如-CF2H,-CF2-CF2H,-CF(CF3)H的(全)氟代聚醚。一个有效 的替代物是描述于美国专利5,434,229中的其中具有6-25个碳原子以及甲基和碳原子数量比例高于0.5的具有支链的烃类,例如2,3-二甲基丁烷、2,3-二甲基戊烷、2,2,4-三甲基戊烷、2,2,4,6,6-五甲基庚烷、2,2,4,4,6-五甲基庚烷等或其混合物。
在水乳液(共)聚合情况下,用于聚合物(C)的乳液和微乳状液聚合的如上所述的方法同样有利地应用于制备聚合物(A)。
由于使用的单体通常不显示出与已知的链转移剂可比的调聚体活性,控制热塑性卤代聚合物(A)的分子量通常需要在聚合中使用调聚体试剂(链转移剂)。
当使用链转移剂时,这些例如能够是烃类、醇、碳酸二烷基酯、酮、醚,特别是甲基叔丁基醚或具有1-6个碳原子的卤代烃。在它们之中,氯仿、醚、碳酸二烷基酯和取代的烷基环戊烷比如甲基环戊烷是特别优选的(见美国专利5510435)。该转移剂在反应开始时被引入反应器中,或在聚合期间连续或逐步地被引入。链转移剂的量取决于聚合条件(反应温度、单体、需要的聚合物分子量等等)可在相当宽范围之内变化。通常,这种量基于引入反应器中单体的总量为0.01-30wt%,优选0.05-10wt%。
本发明的热塑性卤代聚合物组合物能够继注塑、挤出、热成型、加工和吹塑的标准方法之后进行处理。
本发明的又一目的是包括如上描述的或通过如上描述方法得到的热塑性卤代聚合物组合物的制品。
有利地该制品是注塑制品、挤出模制品、加工制品、涂覆制品或铸塑制品。
制品的非限制性例子是成型制品、管子、配件、外壳、薄膜、膜、涂层。
优选该制品是管子。本发明的管子有利地包括至少一个包括热塑性卤代聚合物组合物的层。
本发明的制品能够有利地在油气工业中获得应用。用于油田应用情况的制品包括冲击管材、包封注入管材、涂药焊条、涂覆控制电缆、井下电缆、挠性的流动管道和提升器。
提供的本发明制品的一个特别的例子是增强软管,特别地用于石油工业用于输送油田中设备之间采集的流体,和用于输送位于海洋表面上的装置与位于海洋表面以下的装置之间的工艺液体。本发明的增强软管通常包括至少一个包括优选基本上由本发明组合物组成的层。同样理解本发明的增强软管可以包括一个或多个包括本发明组合物(优选基本上由本发明的组合物组成)的层。
上述提及的通用类型的增强软管通常具有密封的包括本发明组合物的内部阻挡层,在其内侧上布置抗破裂层,通常称作骨架,其目的是防止内部阻挡层由于外压力冲击而毁坏。
在内部抗破裂层和内衬上外部布置一个或多个承载负荷的增强层。这些承载负荷的增强层有时同样称为压力增强层,张力增强层或交叉增强层。这些层以下称作“外部增强层”。通常,外部增强层由布置在彼此之上的双层组成,其中最接近内衬的层具有如下的性质,即,能在管子中吸收径向力(压力增强层),而叠加的增强层主要吸收管子的轴向力(张力增强层)。最后,外部增强层在其上外部可布置密封的夹套或外部流体阻挡层,它能避免外部增强层随意地暴露于环境条件下并保证绝热。同样,所述外部流体阻挡层可以包括本发明的组合物。
本发明的制品同样特别适合于CPI市场,也就是用于所谓的化学加工工业中,其中通常为:
-包括本发明组合物的耐腐蚀的衬里,能够通过粉末涂覆、片材衬里法、挤出衬里法、旋转衬里法或其他标准技术施加;
-包括本发明组合物的膜,能够利用用于水净化、食品脱水、过滤化学制品等中使用的制造方法制造为具有不同程度的孔隙度。
-当需要优异的耐温度和耐化学性时,包括如上描述的组合物的管子、阀、泵和配件可用于化学加工设备中。可以完全由本发明的组合物以经济的方式制造小部件。挤出或模塑的组件包括管道、管子、软管、柱填料、泵、阀、配件、密封垫和伸缩接头。
同样,本发明地制品有利地适合于建筑和结构应用;在该领域中,通常为:
-包括本发明组合物的挠性的波纹状管道,有利地能防止住宅的烟囱道中SO2及其他燃烧产物的腐蚀;
-包括本发明组合物的管子和配件,有利地能提供长寿命的热水供应。
此外,本发明的制品能够有利地在半导体工业中获得应用,其中本发明的组合物例如能够作为通常在湿法工作台和晶片加工设备中作为结构化材料使用的坚固的强韧的高纯度材料。此外,本发明的组合物适于构造防火的湿法工作台,用于窗口、检查口、微型环境、部位玻璃,和任何其他的其中需要透明度的清洁室内的区域中。
加入(全)氟代聚醚(B)和全(卤代)含氟聚合物(C),能够有利地改进热塑性卤代聚合物(A)的流变特性,使得在不太恶劣的条件下能够处理加工并得到具有优异表面形态和良好均一性和一致性的成品部件。
本发明的工艺有利地特别高效地保证(全)氟代聚醚(B)和全(卤代)含氟聚合物(C)在热塑性组合物中最理想的分布,这能够增强聚合物(B) 和(C)作为加工助剂的效率,并避免对机械性能产生的负面影响。
以下记载了一些本发明的例子,其目的仅仅是例证性的而不是限定本发明本身的范围。
实施例
分析方法
扫描电镜显微术
使用Cambridge Instruments的model Stereoscan 200电子扫描显微镜(SEM)在液态氮温度下,以不同的放大倍数水平(30-10000×)对破碎的样品或最后的成型制品摄取扫描电镜显微照片。
动态粘度
利用Rheometric Scientific ARES控制的应变流变仪,使用致动器给样品施加变形应变并使用单独的传感器测量在样品之内产生的合成应力,并使用平行板夹具,在1s-1的剪切速率下,在超过所述聚合物熔点约30℃的温度下,测定聚合物的动态粘度。
TFE/HFP聚合物组合物
通过在50μm厚的压塑薄膜上测量在982cm-1(A982cm-1)和在2367cm-1(A2367cm-1)的红外线吸收,确定TFE/HFP共聚物中的HFP含量。HFP含量根据以下公式计算:
聚合物乳液颗粒尺寸
根据描述于B.Chu“Laser light scattering”Academic Press,NewYork(1974)中的方法,使用由BI 9000相关器和BI 200SM测角器组成 的Brookhaven Scientific Instrument,通过动态激光散射(DLLS)技术测定聚合物乳液的平均粒度。使用的光源是氩离子激光器Spectra Physics(波长514.5纳米)。
差示扫描量热法
根据ASTM D3418,在10℃/min的加热速率下进行DSC测量。
对比实施例1
热熔混合和管道挤出热塑性含氟聚合物和(全)氟代聚醚的组合物
HO-CH2CF2O-(CF2O)q(CF2CF2O)p-CF2CH2-OH
其主要的物理化学性质列于以下:
Mw(amu) | 2000 |
双官能含量(NMR)(%) | 94 |
p/q比(NMR) | ~1 |
动态粘度(cSt) | 85 |
20℃下的密度(g/cm3) | 1.81 |
蒸气压100℃(托) | 2×10-5 |
表面张力20℃(达因/cm) | 24 |
并在最后直径为18毫米的Braebender圆锥双螺旋Hastelloy C-276挤出机中熔融混合。温度分布曲线和挤出参数详述在表1中。
表1
区1温度(加料斗) | (℃) | 200 |
区2温度(筒体) | (℃) | 210 |
区3温度(筒体) | (℃) | 220 |
区4温度(头部) | (℃) | 230 |
扭矩 | (Nm) | 36 |
压力 | (bar) | 67 |
熔融温度 | (℃) | 231 |
吞吐率 | (kg/h) | 3.6 |
螺杆速度 | (rpm) | 15 |
然后挤出组合物制造外径为25mm、厚度为约2-3毫米的管子。在直径为45毫米的单螺杆挤出机中实施管道挤出。模头的直径为53.7mm,尖头直径为43.6毫米。对于两种不同的螺杆速度的温度分布曲线和挤出参数记载在以下的表2中。
表2
区1温度(筒体) | (℃) | 190 | 190 |
区2温度(筒体) | (℃) | 200 | 200 |
区3温度(筒体) | (℃) | 210 | 210 |
区4温度(筒体) | (℃) | 210 | 210 |
区5温度(短管) | (℃) | 215 | 215 |
区6温度(短管) | (℃) | 210 | 210 |
区7温度(主体) | (℃) | 215 | 215 |
区8温度(模座) | (℃) | 210 | 210 |
区8温度(模头) | (℃) | 220 | 220 |
压头 | (bar) | 28 | 35 |
熔融温度 | (℃) | 257 | 257 |
螺杆速度 | (rpm) | 15 | 40 |
挤出机消耗量 | (A) | 30 | 30 |
挤出机电压 | (V) | 51 | 51 |
产出物 | Kg/h | 8.3 | 17.8 |
挤压法制出的管道具有光滑表面,没有可见裂缝和/或表面缺陷。评价并根据ASTM D638测定挤压法制出的管道样品的机械性能。结果详述在表3中。
表3
对比实施例2
热熔混合和管道挤出热塑性含氟聚合物的组合物
因此获得的共混物的MFI(230℃/10kg)为0.5g/10min。
然后如对比实施例1描述的,挤出共混物以制造外径为25mm、厚度为约2-3mm的管。在两种不同螺杆速度下的管道挤出参数的细节详述在表6中。
表4
区1温度(筒体) | (℃) | 190 | 190 |
区2温度(筒体) | (℃) | 210 | 210 |
区3温度(筒体) | (℃) | 210 | 210 |
区4温度(筒体) | (℃) | 210 | 210 |
区5温度(短管) | (℃) | 215 | 215 |
区6温度(短管) | (℃) | 210 | 210 |
区7温度(主体) | (℃) | 215 | 215 |
区8温度(模座) | (℃) | 210 | 210 |
区8温度(模头) | (℃) | 220 | 220 |
压头 | (bar) | 33 | 41 |
熔融温度 | (℃) | 254 | 256 |
螺杆速度 | (rpm) | 15 | 25 |
挤出机消耗量 | (A) | 34 | 38 |
挤出机电压 | (V) | 51 | 79 |
在任一条件下挤出的管子在其表面上具有如可见裂缝的表面缺陷。
因此无法对这种挤压材料进行机械性能评价。
实施例3
实施例3a)
制备可熔融处理的全氟聚合物
抽空配备有在650rpm运转的搅拌器的5L AISI 316反应釜,向其中引入3L软化水和22.5g的由如下形成的微乳状液:
CF3O-(CF2CF(CF3)O)m(CF2O)n-CF3
其中m/n=20,平均分子量为450;
40wt%的具有如下通式的表面活性剂:
Cl-(C3F6O)-(CF2CF(CF3)O)m1-(CF(CF3)O)q-(CF2O)n1-CF2COO-K+
其中n1=0.8%ml,q=9.2%ml,平均分子量为540;
其余部分由H2O形成。
反应釜加热到85℃的反应温度,然后引入HFP使容器中总压达到13.50绝对巴。然后,加入作为链转移剂的乙烷,直到总压力达到13.60绝对巴,然后加入包括10mol%HFP的TFE/HFP混合物以得到21绝对巴的反应压力。
引入通过将30g KPS溶解在1升软化水中获得的150ml的过硫酸钾(KPS)溶液引发聚合。
通过供给包括10mol%HFP的单体混合物TFE/HFP使反应压力保持恒定。在反应开始60和120分钟时,加入75ml的过硫酸钾溶液。在反应161分钟之后,聚合停止,冷却反应器到室温并释放剩余压力。
排出包括202(g聚合物)/(kg乳液)的乳液(平均初级粒子大小=125纳米),用HNO3凝结,然后分离聚合物,用软化水洗涤,在175℃下烘箱中干燥约16小时。
获得的粉末的动态粘度在250℃、1see-1剪切速率下为210Pa×s,Tm2为220℃,ΔH2f=18.9J/g,并由12mol%的HFP和88mol%的TFE组成。
实施例3b)
热熔混合和管道挤出热塑性含氟聚合物、(全)氟代聚醚和可熔融处理的全氟聚合物的组合物
包括SOLEF6015和SOLEF31515VdF聚合物(67/33wt/wt)的混合物,0.1%对比实施例1的(全)氟代聚醚和1wt%实施例3a)的TFE/HFP共聚物的共混物在旋转混合机中干混5小时,在最后直径为18毫米的 Braebender圆锥双螺旋Hastelloy C-276挤出机中熔融混合。
温度分布曲线和挤出参数详述在表5中。
表5
区1温度(加料斗) | (℃) | 200 |
区2温度(筒体) | (℃) | 210 |
区3温度(筒体) | (℃) | 220 |
区4温度(头部) | (℃) | 230 |
扭矩 | (Nm) | 45 |
压力 | (bar) | 96 |
熔融温度 | (℃) | 227 |
吞吐率 | (kg/h) | 4 |
螺杆速度 | (rpm) | 15 |
然后挤出组合物以制造外径为25mm、厚度为约2-3毫米的管子。在直径45毫米的单螺杆挤出机中挤出它们。模头的直径为53.7mm,尖头直径为43.6毫米。温度分布曲线和挤出参数记载在以下的表6中。
表6
区1温度(筒体) | (℃) | 190 |
区2温度(筒体) | (℃) | 200 |
区3温度(筒体) | (℃) | 210 |
区4温度(筒体) | (℃) | 210 |
区5温度(短管) | (℃) | 215 |
区6温度(短管) | (℃) | 210 |
区7温度(主体) | (℃) | 215 |
区8温度(模座) | (℃) | 210 |
区8温度(模头) | (℃) | 220 |
压头 | (bar) | 23 |
熔融温度 | (℃) | 257 |
螺杆速度 | (rpm) | 15 |
挤出机消耗量 | (A) | 33 |
挤出机电压 | (V) | 51 |
产出物 | (Kg/h) | 8.2 |
在给定大致的8kg/h的生产量下表明,包括可熔融处理的全氟聚合物的实施例3b的组合物比类似的没有聚合物(C)的组合物的压头更低(23巴)(见对比实施例1、表2;压头为28巴时生产量为8.3kg/h)。
挤压法制出的管道光滑表面,没有可见裂缝和/或表面缺陷。评价并根据ASTM D638测定挤压法制出的管道样品的机械性能。
结果详述在表6中。
表6
附图1是在液态氮温度下脆性破裂之后,取样自实施例3b的热塑性组合物的挤压法制出的管道样品的扫描电镜图象(放大倍数:10000×)。白点是可熔融处理的全氟聚合物(C)的分离相畴。
实施例4
制备可熔融处理的全氟聚合物
抽空配备有在500rpm运转的搅拌器的22L AISI 316反应釜,向其中引入14.5L软化水和127g的由如下形成的微乳状液:
CF3O-(CF2CF(CF3)O)m(CF2O)n-CF3
其中m/n=20,平均分子量为450;
30wt%的具有如下通式的表面活性剂:
C1-(C3F6O)-(CF2CF(CF3)O)m1-(CF(CF3)O)q-(CF2O)n1-CF2COO-NH4 +
其中n1=1.0%ml,q=9.1%ml,平均分子量为550;
其余部分由H2O形成。
反应釜连接真空,然后加热到75℃的反应温度。然后,在2.0巴的压差情况下乙烷作为链转移剂加入,在6.3巴压差情况下加入全氟甲氧基乙烯基醚(PMVE),然后加入包括13mol%MVE的TFE/PMVE混合 物得到21绝对巴的反应压力。
通过引入315ml在1升软化水中溶解14.5g APS获得的过硫酸铵(APS)溶液引发聚合。
通过供给包括13mol%的PMVE的单体混合物TFE/PMVE使反应压力保持恒定。在反应290分钟之后,聚合停止,冷却反应器到室温并释放剩余压力。
排出包括329(g聚合物)/(kg乳液)的乳液,利用HNO3凝结,然后分离聚合物,用软化水洗涤,在120℃烘箱中干燥约16小时。
在280℃、1s-1剪切速率下获得的粉末动态粘度为5Pa×s,Tm2为205.9℃,AH2f=6.279J/g,由13mol%的PMVE和87mol%的TFE组成。
实施例5
热熔混合和狭带挤出热塑性含氟聚合物、可熔融处理的含氟聚合物和(全)氟代聚醚的组合物。
包括SOLEF6015和SOLEF21216VdF聚合物(55/45wt/wt)的混合物,1wt%实施例12的TFE/PMVE共聚物和0.3wt%的具有以下通式的氟代聚醚的共混物在旋转混合机中混合5小时:
HO-CH2CF2O-(CF2O)q(CF2CF2O)p-CF2CH2-OH
其主要的物理化学性质列于以下:
Mw(amu) | 2000 |
双官能的含量(NMR)(%) | 94 |
p/q比(NMR) | ~1 |
动态粘度(cSt) | 85 |
20℃的密度(g/cm3) | 1.81 |
100℃的蒸气压(托) | 2×10-5 |
20℃的表面张力(达因/em) | 24 |
并在最后直径为18毫米的Braebender圆锥双螺旋Hastelloy C-276挤出机中熔融混合。SOLEF6015和SOLEF21216VdF聚合物分别是从Solvay Solexis S.p.A.可商业获得的MFI大致为0.2g/10分钟(230℃/5公斤)的VdF均聚物和VdF/HFP共聚物。温度分布曲线和挤出参数详述在表7中。
表7
区1温度(加料斗) | (℃) | 200 |
区2温度(筒体) | (℃) | 210 |
区3温度(筒体) | (℃) | 220 |
区4温度(头部) | (℃) | 230 |
扭矩 | (Nm) | 43 |
压力 | (bar) | 55 |
熔融温度 | (℃) | 231 |
吞吐率 | (kg/h) | 4,2 |
螺杆速度 | (rpm) | 15 |
然后在如上描述的配备有10毫米挤出机机头的相同挤出机上挤出组合物以制造约6mm标称厚度的带子。温度分布曲线和挤出参数记载在以下的表8中。
表8
温度1(℃) | 200 |
温度2(℃) | 210 |
温度3(℃) | 220 |
温度4(℃) | 230 |
真空 | 无 |
rpm | 3 |
压力(bar) | 0,2(在-0.7巴传感器校准) |
扭矩(Nm) | 15 |
产出物(kg/h) | 0,58 |
片材拉拔速度(m/min) | 0,1-0,2 |
片材厚度(μm) | 6200-6500之间 |
轴辊温度(℃) | 140 |
由挤出带材加工样品,并测量Tdb。获得的Tdb值为15℃。
评价通过压模以上制备的带子获得的0.4mm样品并根据ASTMD638测定机械性能。
结果详述在表9中。
表9
实施例6
热熔混合和狭带挤出热塑性含氟聚合物、可熔融处理的含氟聚合物、(全)氟代聚醚的组合物和增塑剂。
重复实施例5,不同之处在于向该组合物中加入2.5wt%的癸二酸二丁酯(DBS)(基于热塑性含氟聚合物(A)的重量)。然后将热塑性组合物挤出为用于制造约6mm厚度带子的粒状物。温度分布曲线和挤出参数记载在以下的表10中。
表10
温度1(℃) | 200 |
温度2(℃) | 210 |
温度3(℃) | 220 |
温度4(℃) | 230 |
真空 | 无 |
rpm | 4 |
压力(bar) | 0.5 |
扭矩(Nm) | 11.3 |
产出物(kg/h) | 0.69 |
片材拉拔速度(m/min) | 0.2 |
片材厚度(μm) | 约6200 |
轴辊温度(℃) | 140 |
从挤出带材加工样品,并测量Tdb。获得的Tdb值为-10℃。
评价通过压模以上制备的带子获得的0.4mm样品并根据ASTMD638测定机械性能。
结果详述在表11中。
表11
从上述实施例中清楚地可见:包括增塑剂的组合物相对于没有增塑剂的组合物,具有较低的Tdb和高的屈服张力。当组合物用于制造用于油气应用的制品特别是在近海油气应用管材时,这两种特征特别有价值。
Claims (15)
1.一种热塑性卤代聚合物组合物,包括:
-至少一种热塑性卤代聚合物,聚合物(A);
-(A)的0.01-5wt%的至少一种聚合物(B),该聚合物(B)为包括如下重复单元的聚合物,所述重复单元包括在主链上的至少一个醚键,和包括至少一个氟原子;和
-(A)的0.3-10wt%的至少聚合物(C),该聚合物(C)为基本上不含氢原子的含氟聚合物,所述聚合物(C)选自非原纤化的PTFE和可熔融处理的TFE共聚物。
2.权利要求1的组合物,其特征在于所述聚合物(A)是部分氟化的含氟聚合物。
3.权利要求2的组合物,其特征在于所述聚合物(A)选自:
(A-1)TFE和/或CTFE与乙烯、丙烯或异丁烯的共聚物,其中不含氢原子且任选进一步包括一种或多种其它卤素原子的氟化单体/氢化共聚单体的摩尔比为30∶70-70∶30,任选包括一种或多种基于TFE和/或CTFE和氢化共聚单体总量计为0.1-30mol%的共聚单体;和
(A-2)偏二氟乙烯(VdF)聚合物,任选包括0.1-15mol%的一种或多种氟化共聚单体,和任选另外包括一种或多种氢化共聚单体。
4.权利要求3的组合物,其特征在于所述聚合物(A)是包括如下的VdF聚合物:
(a’)至少60mol%的偏二氟乙烯(VdF);
(b’)任选0.1-15mol%的氟化共聚单体,选自氟乙烯(VF1)、三氟氯乙烯(CTFE)、六氟丙烯(HFP)、四氟乙烯(TFE)、三氟乙烯(TrFE)、全氟甲基乙烯基醚(PMVE)和其混合物;和
(c’)任选基于单体(a′)和(b′)总量的0.1-5mol%的一种或多种氟化或氢化共聚单体。
5.权利要求4的组合物,其特征在于所述聚合物(A)是至少一种VdF均聚物和至少一种VdF共聚物的混合物,所述的VdF共聚物选自包括0.1-15mol%的氟化共聚单体的VdF共聚物,所述氟化共聚单体选自氟乙烯(VF1)、三氟氯乙烯(CTFE)、六氟丙烯(HFP)、四氟乙烯(TFE)、三氟乙烯(TrFE)和其混合物。
6.权利要求1的组合物,其特征在于所述聚合物(B)包括选自如下的重复单元(R1):
(I)-CFX-O-,其中X是-F或-CF3;和
(II)-CF2-CFX-O-,其中X是-F或-CF3;和
(III)-CF2-CF2-CF2-O-;和
(IV)-CF2-CF2-CF2-CF2-O-;和
(V)-(CF2)j-CFZ-O-其中j是0-3的整数,Z是包括1-20个选自上述(I)-(IV)类别的重复单元的氟代聚氧化烯链;
和其混合物。
7.权利要求6的组合物,其特征在于所述聚合物(B)是符合以下通式(I)的化合物:
T1-(CFX)p-O-Rf-(CFX)p’-T2 (I)
其中:
-各个X独立地是F或CF3;
-p和p′,彼此相同或不同,为0-3的整数;
-Rf是包括重复单元R°的氟代聚氧化烯链,所述重复单元选自如下:
(i)-CFXO-,其中X是F或CF3,
(ii)-CF2CFXO-,其中X是F或CF3,
(iii)-CF2CF2CF2O-,
(iv)-CF2CF2CF2CF2O-,
(v)-(CF2)j-CFZ-O-其中j是选自0和1的整数,Z是通式-ORf′T3的基团,其中Rf′是包括0-10个若干重复单元的氟代聚氧化烯链,所述的重复单元选自以下:-CFXO-,-CF2CFXO-,-CF2CF2CF2O-,-CF2CF2CF2CF2O-,其中每一个X独立地是F或CF3;和T3是C1-C3全氟化烷基团,
和其混合物;
-T1和T2彼此相同或不同,是H、卤素原子、任选包括选自O、S、N和/或卤素原子的杂原子的C1-C30端基。
8.权利要求7的组合物,其特征在于所述聚合物(B)选自:
(a)HO-CH2CF2O(CF2O)n’(CF2CF2O)m’CF2CH2-OH,m′和n′是整数,其中m′/n′比例为0.1-10;
(b)HO(CH2CH2O)nCH2CF2O(CF2O)n’(CF2CF2O)m’CF2CH2(OCH2CH2)nOH,m′和n′是整数,其中m′/n′比例为0.1-10,n为1-3;
(c)HCF2O(CF2O)n’(CF2CF2O)m’CF2H,m′和n′是整数,其中m′/n′比例为0.1-10;
(d)FCF2O(CF2O)n’(CF2CF2O)m’CF2F,m′和n′是整数,其中m′/n′比例通常为0.1-10。
9.权利要求1的组合物,其特征在于聚合物(C)选自非原纤化PTFE和TFE共聚物,所述共聚物包括至少2wt%,最多30wt%的来源于选自如下的至少一种氟化共聚单体的重复单元:
(i)符合通式CF2=CFORf1′的全氟烷基乙烯基醚,其中Rf1′是C1-C6全氟烷基;和/或
(ii)符合通式CF2=CFOX0的全氟代氧烷基乙烯基醚,其中X0是具有一个或多个醚基团的C1-C12全氟氧烷基;和/或
(iii)C3-C8全氟烯烃。
10.一种生产前述权利要求任一项的热塑性卤代聚合物组合物的方法,所述方法包括混合:
(i)热塑性卤代聚合物(A);
(ii)聚合物(B);
(iii)聚合物(C);和
(iv)任选,其他添加剂或填充物。
11.根据权利要求10的方法,其特征在于所述方法包括通过干混和/或热熔混合而混合聚合物(A)、聚合物(B)和聚合物(C)。
12.根据权利要求10或11的方法,其特征在于所述方法包括混合平均初级粒子大小小于300纳米的颗粒形式的聚合物(C)。
13.根据权利要求11的方法,其特征在于它包括混合乳液形式的聚合物(A)和聚合物(C)。
14.根据权利要求11的方法,其特征在于它包括通过在聚合物(C)存在下合成聚合物(A)而进行混合。
15.一种制品,包括权利要求1-9任一项的热塑性卤代聚合物组合物,或包括通过权利要求10-14任一项的方法可得到的热塑性卤代聚合物组合物。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP05106413A EP1743921A1 (en) | 2005-07-13 | 2005-07-13 | Thermoplastic halopolymer composition |
EP05106413.7 | 2005-07-13 | ||
PCT/EP2006/063589 WO2007006646A1 (en) | 2005-07-13 | 2006-06-27 | Thermoplastic halopolymer composition |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101223230A CN101223230A (zh) | 2008-07-16 |
CN101223230B true CN101223230B (zh) | 2012-01-04 |
Family
ID=35447698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2006800256990A Active CN101223230B (zh) | 2005-07-13 | 2006-06-27 | 热塑性卤代聚合物组合物 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8399565B2 (zh) |
EP (2) | EP1743921A1 (zh) |
CN (1) | CN101223230B (zh) |
BR (1) | BRPI0613464B1 (zh) |
WO (1) | WO2007006646A1 (zh) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1743920A1 (en) * | 2005-07-13 | 2007-01-17 | Solvay Solexis S.p.A. | Thermoplastic fluoropolymer composition |
EP1849828A1 (en) | 2006-04-25 | 2007-10-31 | Solvay Solexis S.p.A. | Thermoplastic fluoropolymer composition |
EP2065441A1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-03 | Solvay Solexis S.p.A. | Fluoroelastomer composition |
CN102414249B (zh) | 2009-02-26 | 2014-11-05 | 索尔维公司 | 聚合物组合物 |
CA2769612C (en) * | 2009-08-03 | 2018-02-06 | Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. | Process for the preparation of ethylene/chlorotrifluoroethylene polymer membranes |
WO2011117410A1 (en) * | 2010-03-26 | 2011-09-29 | Solvay Sa | Polymer compositions comprising core/shell particles |
JP6328423B2 (ja) * | 2010-10-15 | 2018-05-23 | ソルベイ スペシャルティ ポリマーズ イタリー エス.ピー.エー. | 多層アセンブリ |
WO2012175418A1 (en) * | 2011-06-23 | 2012-12-27 | Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. | Process for manufacturing battery components |
US20150368495A1 (en) * | 2012-06-26 | 2015-12-24 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Compostions for repairing electrical signal-carrying cables |
FR3004185B1 (fr) * | 2013-04-03 | 2017-10-13 | Arkema France | Terpolymeres contenant du fluorure de vinylidene et du trifluoroethylene |
EP3354687A1 (en) * | 2017-01-26 | 2018-08-01 | Solvay Specialty Polymers Italy S.p.A. | Fluorine-containing thermoplastic elastomer composition |
EP3510099A1 (en) * | 2016-09-07 | 2019-07-17 | Solvay Specialty Polymers Italy S.p.A. | Fluorine-containing thermoplastic elastomer composition |
EP3714501A1 (en) | 2017-11-24 | 2020-09-30 | Solvay Specialty Polymers Italy S.p.A. | Pvdf binders for graphite/silicon anodes |
EP3713972B1 (en) | 2017-11-24 | 2024-01-31 | Solvay Specialty Polymers Italy S.p.A. | Flexible pvdf polymers |
WO2019219789A1 (en) | 2018-05-17 | 2019-11-21 | Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. | Flexible vdf polymers |
US11936048B2 (en) | 2018-05-17 | 2024-03-19 | Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. | Electrode-forming compositions |
CN113396499A (zh) | 2019-01-30 | 2021-09-14 | 索尔维特殊聚合物意大利有限公司 | 固体复合电解质 |
CN117043261A (zh) * | 2021-03-10 | 2023-11-10 | 索尔维特殊聚合物意大利有限公司 | 含氟聚合物组合物 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4094911A (en) * | 1969-03-10 | 1978-06-13 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Poly(perfluoroalkylene oxide) derivatives |
US4904726A (en) * | 1987-12-31 | 1990-02-27 | E. I. Dupont Denemours And Company | Modified polytetrafluoroethylene resins and blends thereof |
US20040054050A1 (en) * | 2002-03-07 | 2004-03-18 | Atofina | Compositions based on polyvinylidene fluoride |
Family Cites Families (41)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3665041A (en) | 1967-04-04 | 1972-05-23 | Montedison Spa | Perfluorinated polyethers and process for their preparation |
US3847978A (en) | 1968-07-01 | 1974-11-12 | Montedison Spa | Perfluorinated linear polyethers having reactive terminal groups at both ends of the chain and process for the preparation thereof |
US3810874A (en) | 1969-03-10 | 1974-05-14 | Minnesota Mining & Mfg | Polymers prepared from poly(perfluoro-alkylene oxide) compounds |
US3639237A (en) * | 1969-05-14 | 1972-02-01 | Exxon Research Engineering Co | Extreme pressure greases |
US3624250A (en) | 1970-01-20 | 1971-11-30 | Du Pont | Copolymers of ethylene/tetrafluoroethylene and of ethylene/chlorotrifluoroethylene |
US4016345A (en) | 1972-12-22 | 1977-04-05 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for polymerizing tetrafluoroethylene in aqueous dispersion |
FR2395289A1 (fr) * | 1977-06-24 | 1979-01-19 | Ugine Kuhlmann | Compositions thermoplastiques lubrifiees a base de poly(fluorure de vinylidene) |
US4380618A (en) | 1981-08-21 | 1983-04-19 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Batch polymerization process |
FR2542319B1 (fr) | 1983-03-10 | 1985-07-19 | Solvay | Procede pour la polymerisation dans un milieu aqueux de mise en suspension du fluorure de vinylidene |
JPS59197411A (ja) | 1983-04-25 | 1984-11-09 | Daikin Ind Ltd | エチレン−テトラフルオロエチレンまたはクロロトリフルオロエチレン系共重合体 |
EP0176347B1 (en) | 1984-09-24 | 1991-12-18 | AUSIMONT S.p.A. | Process for preparing vinylidene fluoride homopolymers and its copolymers |
EP0185242A3 (en) | 1984-12-20 | 1986-11-05 | Ausimont, U.S.A. | Copolymers of chlorotrifluoroethylene, ethylene and perfluoroalkylethylenes |
JPS61152652A (ja) | 1984-12-27 | 1986-07-11 | Daikin Ind Ltd | 含フツ素ジアシルパ−オキサイドおよびその用途 |
IT1209669B (it) * | 1985-11-15 | 1989-08-30 | Ausimont Spa | Composizioni vulcanizzabili fluoroelastomeri aventi migliorate caratteristiche di processabilita'e di stabilita' chimica. |
US4725644A (en) | 1986-05-06 | 1988-02-16 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Tetrafluoroethylene fine powder and preparation thereof |
IT1204903B (it) * | 1986-06-26 | 1989-03-10 | Ausimont Spa | Processo di polimerizzazione in dispersione acquosa di monomeri florati |
IT1222804B (it) * | 1987-10-02 | 1990-09-12 | Ausimont Spa | Additivi coadiuvanti al distacco degli stampi di gomme vulcanizzabili mediante perossidi |
US4952630A (en) * | 1987-12-31 | 1990-08-28 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Modified polytetrafluoroethylene resins and blends thereof |
IT1227691B (it) * | 1988-12-19 | 1991-04-23 | Ausimont Srl | Procedimento per la protezione ed il consolidamento di materiali lapidei |
US5021516A (en) | 1989-06-26 | 1991-06-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Poly(perfluoroether)acyl peroxides |
US5208293A (en) * | 1990-01-29 | 1993-05-04 | Ntn Engineering Plastics Corporation | Rubber composition having low friction |
US5223343A (en) | 1990-12-12 | 1993-06-29 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Non-stick coating system with high and low melt viscosity PTFE for concentration gradient |
DE69207105T2 (de) | 1991-08-01 | 1996-05-15 | Kureha Chemical Industry Co., Ltd., Tokio/Tokyo | Verfahren zur Herstellung von Vinylidene-Fluoride-Polymer |
US5182342A (en) | 1992-02-28 | 1993-01-26 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Hydrofluorocarbon solvents for fluoromonomer polymerization |
US5453477A (en) | 1992-05-01 | 1995-09-26 | Alliedsignal Inc. | Process of polymerizing chloroetrifluoroethylene with alkyl hydroperoxide and metal metabisulfite |
JPH0649438A (ja) * | 1992-07-29 | 1994-02-22 | Ntn Corp | バルブステムオイルシール材 |
US5266639A (en) * | 1992-08-28 | 1993-11-30 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Low-melting tetrafluorethylene copolymer and its uses |
BE1006614A3 (fr) * | 1993-01-25 | 1994-11-03 | Solvay | Compositions polymeriques destinees a la fabrication de tuyaux pour le transport d'hydrocarbures et articles a base de ces compositions. |
IT1263955B (it) | 1993-02-23 | 1996-09-05 | Ausimont Spa | Processo di (co) polimerizzazione radicalica di monomeri olefinici fluorurati |
US5444116A (en) * | 1993-07-14 | 1995-08-22 | Greene, Tweed & Co. | Perfluoroelastomeric compositions and seals having improved chemical resistance and methods of making the same |
IT1271621B (it) | 1994-03-21 | 1997-06-04 | Ausimont Spa | Processo per la preparazione di fluoropolimeri termoplastici contenenti idrogeno |
IT1271622B (it) | 1994-03-21 | 1997-06-04 | Ausimont Spa | Processo di (co) polimerizzazione in sospensione per la preparazione ddi fluoropolimeri termoplastici contenenti idrogeno |
IT1272861B (it) | 1995-01-04 | 1997-07-01 | Ausimont Spa | Copolimeri dell'etilene con tetrafluoroetilene e/o clorotrifluoroetilene,aventi migliorate proprieta' meccaniche alle alte temperature |
IT1295535B1 (it) | 1996-07-01 | 1999-05-12 | Ausimont Spa | Processo di polimerizzazione di vinilidenfluoruro (vdf) |
ITMI981519A1 (it) | 1998-07-02 | 2000-01-02 | Ausimont Spa | Processodi polimerizzazione del tfe |
US6310141B1 (en) * | 2000-06-27 | 2001-10-30 | Dyneon Llc | Fluoropolymer-containing compositions |
IT1318633B1 (it) | 2000-07-20 | 2003-08-27 | Ausimont Spa | Polveri fini di politetrafluoroetilene. |
US6790912B2 (en) * | 2001-12-11 | 2004-09-14 | 3M Innovative Properties Company | Extrudable fluoropolymer blends |
EP1717271A1 (en) * | 2005-04-26 | 2006-11-02 | Solvay Solexis S.p.A. | Thermoplastic fluoropolymer composition |
EP1743920A1 (en) | 2005-07-13 | 2007-01-17 | Solvay Solexis S.p.A. | Thermoplastic fluoropolymer composition |
EP1849828A1 (en) * | 2006-04-25 | 2007-10-31 | Solvay Solexis S.p.A. | Thermoplastic fluoropolymer composition |
-
2005
- 2005-07-13 EP EP05106413A patent/EP1743921A1/en not_active Withdrawn
-
2006
- 2006-06-27 BR BRPI0613464-5A patent/BRPI0613464B1/pt active IP Right Grant
- 2006-06-27 CN CN2006800256990A patent/CN101223230B/zh active Active
- 2006-06-27 US US11/995,374 patent/US8399565B2/en active Active
- 2006-06-27 EP EP06777483.6A patent/EP1904573B1/en active Active
- 2006-06-27 WO PCT/EP2006/063589 patent/WO2007006646A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4094911A (en) * | 1969-03-10 | 1978-06-13 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Poly(perfluoroalkylene oxide) derivatives |
US4904726A (en) * | 1987-12-31 | 1990-02-27 | E. I. Dupont Denemours And Company | Modified polytetrafluoroethylene resins and blends thereof |
US20040054050A1 (en) * | 2002-03-07 | 2004-03-18 | Atofina | Compositions based on polyvinylidene fluoride |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007006646A1 (en) | 2007-01-18 |
BRPI0613464B1 (pt) | 2018-01-30 |
US20090171004A1 (en) | 2009-07-02 |
EP1904573A1 (en) | 2008-04-02 |
EP1904573B1 (en) | 2013-08-14 |
EP1743921A1 (en) | 2007-01-17 |
US8399565B2 (en) | 2013-03-19 |
BRPI0613464A2 (pt) | 2012-11-06 |
CN101223230A (zh) | 2008-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101223230B (zh) | 热塑性卤代聚合物组合物 | |
CN101223229B (zh) | 热塑性含氟聚合物组合物 | |
CN101166786B (zh) | 热塑性含氟聚合物组合物 | |
EP3609935B1 (en) | Melt-processible fluoropolymer | |
EP3571247A1 (en) | Fluorinated block copolymers | |
JPH10265525A (ja) | 熱加工可能な含フッ素ポリマー | |
EP1130056B1 (en) | Thermoplastic fluoropolymers | |
EP1125982B1 (en) | Thermoplastic fluorinated polymers | |
EP1067145B1 (en) | Perhalogenated thermoplastic (co) polymers of chlorotrifluoroethylene | |
EP1067148B1 (en) | Thermoplastic perhalogenated (co)polymers of chlorotrifluoroethylene | |
EP1464660B1 (en) | Chlorotrifluoroethylene-based thermoprocessable compositions | |
JP2024509568A (ja) | フルオロポリマー組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |