[发明专利]挠性多层偏氟乙烯管

说明书

发明领域

本发明涉及具有偏氟乙烯均聚物或共聚物作为接触层的坚韧的挠性多层管或其它结构。这种管特别适用于高纯度接触应用和/或需要极佳耐化学性的化学接触应用。所述偏氟乙烯层是可熔融加工的，可以是均聚物、共聚物、三元共聚物、混合物或合金。

发明背景

坚韧的挠性管用于许多商业和工业应用中。这种管可以长时间夹紧，或者压缩上千次，但是仍然迅速恢复到其初始形状。所述管在使用时不能丧失挠性，而且不会产生裂纹或破裂。

许多应用和制造方法需要不仅具有韧性和挠性而且还具有化学和生物惰性的管子。这类管子的内表面必须对从其中通过的流体(液体或气体)没有活性，具有极佳的阻挡性质，应该几乎不含或完全不含可萃取物。

目前用于生物制药应用的管技术包括例如硅酮(silicone)、热塑性聚烯烃(TPO)、热塑性聚乙烯(TPE)和膨胀PTFE复合管。

所述管的一种应用是用于蠕动泵。蠕动泵是用于转移流体的非接触正排量泵。通过以下方式产生流体的转移：连续压缩管壁，产生压力使流体转移。该应用需要管具有极佳的记忆和回复性质。对于这些应用，需要具有良好阻挡性质的高纯度耐化学性管。蠕动泵可用于转移化学材料和生物制药材料，其中流体不会接触泵。

聚偏氟乙烯(PVDF)以其高耐化学性和惰性而著称。不幸的是，PVDF不具有承受严酷的蠕动泵循环所需的高挠性和恢复能力。

令人惊奇的是，已经发现一种多层管满足蠕动泵应用的要求，这种多层管具有作为流体接触层的PVDF薄层以及一层或多层挠性聚合物外层。目前，在市场上还没有能够在接触层纯度、耐化学性、阻挡性以及整体结构的挠性和恢复性(或返回原状)的综合性能方面能够比得上本发明管的产品。

发明概述

本发明涉及一种多层挠性结构，该结构包括聚偏氟乙烯接触层和弹性层，其中聚偏氟乙烯层直接或间接粘附在弹性层上。

发明详述

本发明涉及一种挠性多层结构，该结构包括薄聚偏氟乙烯接触层和弹性聚合物非接触层。

文中所用的术语“挠性”指多层结构在反复多次变形后能够恢复其原始形状的能力。该结构必须是可变形的，并且能够恢复到其原始形状。

PDVF接触层提供极佳的耐化学性和防渗透性，含极低的可萃取物性或完全不含可萃取物。就可萃取物而言，PVDF是最纯的可商购聚合物之一。PVDF也是对于全部化学物质具有极佳耐化学性的半结晶含氟聚合物。另外，PVDF对于H₂O、CO₂、O₂、CO和烃类燃料以及许多其它化合物具有极佳的防渗透性。

本发明的聚偏氟乙烯聚合物包括：通过偏氟乙烯(VDF)聚合制得的均聚物，以及偏氟乙烯的共聚物、三元共聚物和更高级聚合物，其中偏氟乙烯单元在聚合物的所有单体单元的总重量中占70重量％以上，更优选占75重量％以上。偏氟乙烯的共聚物、三元共聚物和更高级聚合物可以通过使偏氟乙烯与一种或多种选自下组的单体反应制得：偏氟乙烯，三氟乙烯，四氟乙烯，一种或多种部分或完全氟化的α-烯烃，诸如3，3，3-三氟-1-丙烯、1，2，3，3，3-五氟丙烯、3，3，3，4，4-五氟丁烯和六氟丙烯，部分氟化的烯烃六氟异丁烯，全氟化的乙烯基醚，诸如全氟甲基乙烯基醚、全氟乙基乙烯基醚、全氟正丙基乙烯基醚和全氟-2-丙氧基丙基乙烯基醚，氟化的间二氧杂环戊烯，诸如全氟(1，3-二氧杂环戊烯)和全氟(2，2-二甲基-1，3-二氧杂环戊烯)，烯丙基类(allylic)，部分氟化的烯丙基类或氟化烯丙基类单体，诸如2-羟乙基烯丙基醚或3-烯丙氧基丙二醇，以及乙烯或丙烯。优选的是与偏氟乙烯、三氟乙烯、四氟乙烯(TFE)和六氟丙烯(HFP)形成的共聚物或三元共聚物。

优选的共聚物包含约71-99重量％的VDF以及对应的约1-29％的TFE；约71-99重量％的VDF以及对应的约1-29％的HFP(如美国专利第3,178,399号中揭示的)；和约71-99重量％的VDF以及对应的约1-29重量％的氯三氟乙烯(CTFE)。

优选的三元共聚物是VDF、HFP和TFE的三元共聚物，以及VDF、三氟乙烯和TFE的三元共聚物。特别优选的三元共聚物含有至少71重量％的VDF以及其他单体，其他单体可为不同比例，但总量占三元共聚物的29重量％。

最优选的PVDF共聚物包括包含2-30重量％HFP的那些共聚物，例如KYNAR FLEX 2800，2750和2500树脂(阿科玛股份有限公司(ArkemaInc.))。