[发明专利]包含含氟聚合物的复合颗粒、其制备方法及包含其的制品

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求于2012年12月20日提交的美国临时专利申请61/740,080的优先权，其公开内容以引用方式全文并入本文中。

背景技术

陶瓷泡诸如玻璃泡，也常被称为“玻璃微泡”、“中空玻璃微球”、“中空玻璃珠”或“玻璃球囊”，被广泛用于工业中，例如作为聚合物组合物的添加剂。在许多工业中，玻璃泡可用于例如降低聚合组合物的重量以及改善聚合物组合物的加工、尺寸稳定性和流动性。一般而言，期望玻璃泡足够强以避免在特定聚合物化合物的加工过程中被压碎或破坏。

此类泡的一种应用是复合泡沫塑料。包含陶瓷泡(例如，玻璃泡)的复合泡沫塑料可用于多种应用中的隔热，部分是由于它们的低热导率。例如，复合泡沫塑料用于离岸石油管线或流线的湿隔离应用(即，暴露于海水的隔离体)。

发明内容

本公开提供一种复合颗粒，该复合颗粒包括在外表面上具有含氟聚合物层的离散的中空陶瓷球状体。在许多实施例中，含氟聚合物层赋予复合颗粒及包含复合颗粒的复合材料更大的对破裂的抗性(例如，当将复合颗粒与基质材料混合时)，赋予疏水性，以及赋予对海水降解的抗性。这些特性使复合颗粒特别可用于复合泡沫塑料，例如用于湿隔离应用。

在一个方面，本公开提供一种复合颗粒，该复合颗粒包括离散的中空陶瓷球状体以及在离散的中空陶瓷球状体上的无定形含氟聚合物层。无定形含氟聚合物是如下物质的无定形均聚物或共聚物：全氟烷基乙烯基醚；全氟烷氧基烷基乙烯基醚；独立地由式C(R)₂＝CF-Rf表示的至少一种氟代烯烃，其中Rf为氟或具有1至8个碳原子的全氟烷基，并且R为氢、氟、或氯；或它们的组合。

在另一方面，本公开提供多个此类复合颗粒。

在另一方面，本公开提供一种复合材料，该复合材料包括分散于基质材料中的多个本文所公开的复合颗粒。

在另一方面，本公开提供一种导管，该导管具有设置在其外表面上的本文所公开的复合材料的层。

在另一方面，本公开提供一种制备复合颗粒的方法。该方法包括提供包含连续水相和分散相的分散体，该分散相包含无定形含氟聚合物；将分散体与多个中空陶瓷球状体组合，使得无定形含氟聚合物层设置在每个中空陶瓷球状体的至少一部分上以形成复合颗粒，其中该复合颗粒中的每一个包含离散的中空陶瓷球状体；以及使复合颗粒与连续水相分离。

在本专利申请中，诸如“一个”、“一种”和“所述”之类的术语并非仅指单一实体，而是包括一般类别，其具体示例可用于举例说明。术语“一个”、“一种”和“所述”可以与术语“至少一种”互换使用。后接列表的短语“...中的至少一种(一个)”和“包括(包含)...中的至少一种(一个)”是指列表中的任一项以及列表中两项或更多项的任何组合。除非另外指明，否则所有数值范围均包括它们的端值在内以及在端值之间的非整数值。

在本文中使用以下定义。

术语“含水”指包含至少5重量％的水。

术语“陶瓷”是指玻璃、晶体陶瓷、玻璃陶瓷、以及它们的组合。

术语“微泡”是指具有小于一毫米的最大尺寸的中空球状或球形颗粒。

术语“微球”是指具有小于一毫米的最大尺寸的球形或椭球形颗粒。

术语“单体”是指由单体分子构成的物质。

术语“单体分子”是指可发生聚合从而为大分子的基本结构贡献结构单元的分子。

关于化合物的术语“非聚合的”是指该化合物不是聚合物。

术语“聚合物”是指具有至少10个连续的单体单元的大分子(或由此类大分子构成的物质)。

术语“球状体”是指大致球形形状的物体。

术语“球状”是指大致球形的形状。

术语“表面活性剂”是指降低液体的表面张力、降低两种液体之间或液体与固体之间的界面张力的有机表面活性化合物。表面活性剂通常具有亲水性(极性)部分和亲脂性(非极性)部分。在术语表面活性剂中包括肥皂和乳化剂。

术语“固化”和“可固化”是指通过共价化学键通常经由交联分子或基团使聚合物链接合在一起以形成网络聚合物。因此，在本公开中，术语“固化的”和“交联的”可互换使用。固化或交联的聚合物的特征通常在于其不溶性，但在适当溶剂存在下可以是溶胀性的。