[发明专利]泡沫含氟聚合物制品

说明书

发明领域

本发明涉及使用热塑性泡沫聚合物制得的制品。更具体地讲，本发明涉及由热塑性泡沫聚合物组合物制得的制品，所述组合物将泡沫成核组合与高熔融流动性含氟聚合物混合在一起。

发明背景

将含氟聚合物用于泡沫制品的制造商(例如，绝缘导体制造商)面临众多问题，所述问题无法用当前可获得的导体绝缘材料来解决。这些制造商面临的此类问题之一是，在多种条件和参数下实施挤出/熔融牵伸过程，致使制造商所获得的泡沫含氟聚合物的物理特性和电气特性变化。制造商试图将泡沫含氟聚合物特性的变化最小化。

制造商的另一个问题是挤出含氟聚合物以供多种用途的经济性。由于面临绝缘质量(火花和/或凹凸)产生的问题，以及至少由改变牵伸比(DDR)、操作温度和锥长产生的不确定性，因此绝缘导体制造商通常降低线速，直至达到所期望的绝缘导体质量，这致使生产率降低。

以下公开涉及本发明的多个方面，并且可概括如下：

根据授予Buckmaster等人的美国专利4,764,538中所公开，氮化硼(BN)和某些无机盐的协同组合可在含氟聚合物中提供增强的泡沫成核作用。

授予Buckmaster等人的美国专利4,877,815公开了一类磺酸和膦酸，以及所述酸的盐，其在低浓度下，向很多种热塑性材料提供非常有效的泡孔成核作用。此外，这些酸和盐可有利地以微量与氮化硼和四硼酸钙一起结合使用，即受美国专利4,764,538保护的组合。上述专利没有公开可提供所期望的绝缘抗压扁性能和电气性能，同时可以制造商诸如绝缘导体制造商所寻求的高速挤出的组合物。

希望提供一种具有泡沫结构的制品，所述泡沫结构可减少成品加工和性能的变化。还希望提供一种含有可发泡组合物的制品，所述可发泡组合物能够减少应用诸如电缆应用所需的聚合物材料的量。还希望具有一种能够含有可发泡含氟聚合物组合物的制品，所述组合物能够以比当前市售聚合物可能达到的速度更高的速度挤出，而不会使质量受损、生产率降低或丧失所期望的特性诸如绝缘导体的电气性能。

发明概述

简而言之，并且根据本发明的一个方面，提供了泡沫聚合物制品，所述制品包含：a)部分结晶的可熔融加工的全氟聚合物，和b)泡沫成核组合，所述组合包含均匀的泡孔尺寸，其中90％的泡孔尺寸为50微米或更小，并且泡沫成核组合按全氟聚合物和泡沫成核组合的合并重量计在0.1-10重量％范围内。

根据本发明的另一个方面，提供了泡沫聚合物制品，所述制品包含：a)部分结晶的可熔融加工的全氟聚合物，其中所述全氟聚合物在熔融态被氟化，和b)泡沫成核组合，所述组合包含：

i)氮化硼，

ii)增效量的至少一种在含氟聚合物挤出温度下热稳定的无机盐，并且所述盐由金属阳离子和多原子阴离子构成，并且满足以下关系：

0.36×[14-pKa]-0.52≥[r-0.2q]2≥0.11×[14-pKa]-0.28

其中

R＝所述阳离子的晶体离子半径，以埃为单位

Q＝所述阳离子的化合价

pKa＝以下反应的Ka的-log值

HA^-(n-1)<＝>H⁺+A^-n

其中A为所述盐的阴离子，H为氢，并且n＝所述阴离子化合价的绝对值；以及

iii)具有式[Z(CF₂)_x(CF₂CFX)_p(R’)_y(CH₂)_zRO₃]_nM结构的泡沫成核剂

其中：

Z为CCl₃、CCl₂H、H、F、Cl或Br；

每个X独立地选自H、F或Cl；

R为硫或磷；M为H或金属阳离子、铵阳离子、取代的铵阳离子或季铵阳离子；

x为整数并且为0至10；

p为整数并且为0至6；

y为0或1；

z为整数并且为0至10；

x+y+z+p为正整数，或者如果x+y+z+p为0，则Z为CCl₃或CCl₂H；

n为M的化合价；以及

R′选自

C_5-6全氟化脂环双自由基；