[发明专利]含有聚四氟乙烯的组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本公开物一般性涉及含有聚四氟乙烯(PTFE)的组合物或粉末，以及制备该组合物或粉末的新型方法、工艺和技术。更具体地说，本公开物涉及具有PTFE型核与苯乙烯-丙烯腈(SAN)型壳的组合物和粉末，以及制备该组合物和粉末的方法、工艺和技术。

背景技术

聚四氟乙烯(PTFE)是具有各种各样的应用和用途的四氟乙烯的合成氟聚合物。PTFE通常也被称为特氟隆(Teflon)。PTFE是包括碳和氟原子的高分子量化合物。PTFE是耐热的、延性的和疏水性的(即，缺少极性基团并且因此不溶于水和不具有吸水性能)。碳-氟键的高强度使得PTFE一般表现为非常的无反应活性，因此PTFE常常用于制造为反应性和/或腐蚀性化学品所用的容器和管道。另外，PTFE的氟原子的高电负性引起PTFE显示出减轻的伦敦分散力，因此PTFE对于任何其它固体具有低的(例如，显著低的)摩擦系数。因此，PTFE可作为润滑剂用于减少机器(或机器零件)的摩擦、磨损和能量消耗。

还有许多现有的制备具有各种的固相添加剂的合成聚合物树脂的均匀混合物的方法和技术。例如美国专利US4,649,168(Kress等人)公开了PTFE颗粒在芳族聚碳酸酯树脂型模塑组合物中的分散体。该分散是通过PTFE水乳液和芳族聚碳酸酯树脂的掺混和随后该乳液-混合物的凝聚来进行的。然而，尽管US 4,649,168的方法得到了PTFE在聚碳酸酯树脂中的精细分散体，但是分散的程度一般取决于许多的变量，各变量需要精密控制。因此，在PTFE组合物的可加工性上，以及在从该PTFE组合物制造的产品上，存在着与US4,649,168相关联的各种限制。

另外，欧洲专利文件EP-A-0,166,187描述了含有PTFE的粉末组合物。EP-A-0,166,187的粉末是通过将PTFE的分散体与接枝PTFE的胶乳混合、过滤和干燥以获得粉末而获得的。然而，通过共沉淀所获得的现有粉末(也称为共凝聚或共絮凝粉末)倾向于显示出高的自粘趋势，特别当该粉末具有高的PTFE含量(例如，25wt%或更高)时。因此，这些粉末一般不能自由地流动，因此使得此类粉末难以处置、加工和/或储存。

还有制备或生产PTFE型或含有PTFE的组合物(例如，粉末)、添加剂、和产品的几种不同的现有方法、工艺和技术。然而，对于这些现有的方法和技术还有各种的缺陷、缺点和/或限制。具体地说，制备PTFE型或含有PTFE的组合物、添加剂或产品的许多现有技术方法常常是复杂的和/或高成本的。此外，现有的PTFE型或含有PTFE的组合物、粉末和添加剂一般与相对于可加工性和/或储存而言的困难和/或限制有关。

发明内容

根据本公开物的第一方面，公开了包括聚合过程和絮凝过程的一种制备核-壳聚四氟乙烯的方法。该聚合过程包括将聚四氟乙烯引入到反应器中，将乳化剂加入到反应器中，该乳化剂包括氢氧化钾和SN-100(油酸和硬脂酸)，将催化剂加入到反应器中，然后将苯乙烯单体、丙烯腈单体以及苯乙烯和丙烯腈的共聚物加入到该反应器中。该聚合过程生产出具有SAN胶乳的核-壳聚四氟乙烯。絮凝过程使用由聚合过程生产的具有SAN胶乳的核-壳聚四氟乙烯、凝聚剂、颜色稳定剂和抗氧化剂。具有SAN胶乳的核-壳聚四氟乙烯在约85－90℃之间的温度下被添加到凝聚剂、颜色稳定剂和抗氧化剂中。随后，温度被提高至在约90℃和100℃之间以便推进该絮凝过程。该絮凝过程生产具有SAN粉末的核-壳聚四氟乙烯。

根据本公开物的第二方面，公开了具有苯乙烯-丙烯腈组合物的核-壳聚四氟乙烯，它包括包含聚四氟乙烯的核和包含苯乙烯-丙烯腈粉末的壳。核-壳聚四氟乙烯是通过聚合过程和絮凝过程来生产的。该聚合过程生产出包含具有SAN胶乳的核-壳聚四氟乙烯的中间产品，而絮凝过程生产出具有苯乙烯-丙烯腈组合物的核-壳聚四氟乙烯。

附图说明

下面参考附图来提供本公开物的实施方案的叙述，其中：

图1是制备或生产根据本公开物的特定实施方案的包括具有聚四氟乙烯型核和苯乙烯/丙烯腈型壳的颗粒物的组合物或粉末的方法的流程图。

图2a是现有PTFE粉末的扫描电子显微镜(SEM)照片。

图2b是本公开物的一个实施方案的核-壳PTFE型粉末的SEM照片。

表1示出了根据本公开物的一个实施方案的阻燃剂组合物(A)的组成。

表2列出了表1的阻燃剂组合物(A)的许多性能。

表3示出了根据本公开物的一个实施方案的阻燃剂组合物(B)的组成。