[发明专利]含氟聚合物的增材处理

说明书

本发明提供了生产成形的含氟聚合物制品的方法。该方法包括使包含含氟聚合物的组合物在增材处理装置中经受增材处理。还提供了用该方法和可3D打印组合物获得的制品。

技术领域

本公开涉及含氟聚合物的增材处理、通过增材处理获得的含氟聚合物制品、以及可用于增材处理的含氟聚合物组合物。

背景技术

含氟聚合物因其化学惰性被广泛用作原材料，具体地，用于要求低摩擦性能和/或对化学反应性、热或两者兼有惰性的制品。

含氟聚合物通常分为热塑性塑料和弹性体(有时也称为氟橡胶)。

含氟热塑性塑料可通过传统的熔体成形方法如注塑和挤出来加工。含氟热塑性塑料通常为四氟乙烯(TFE)与一种或多种其它全氟化、部分氟化或非氟化共聚单体的共聚物。TFE和全氟烷基或烯丙基醚的共聚物在本领域中已知为PFA(全氟烷氧基聚合物)。TFE和六氟丙烯(HFP)的共聚物在有或没有其它全氟化共聚单体的情况下在本领域中已知为FEP(氟化乙烯丙烯)。TFE、HFP和偏二氟乙烯(VDF)的共聚物在本领域中已知为THV。其它类型的可熔融加工含氟聚合物基于偏二氟乙烯均聚物或共聚物，在本领域中已知为PVDF。TFE和乙烯的共聚物已知为ETFE。

某些类型的热塑性塑料具有非常高的熔体粘度(低熔体流动指数(MFI)并且在本领域中已知为“不可熔融加工”)。不可熔融加工含氟聚合物包括TFE的均聚物或TFE与其它可共聚全氟化单体的共聚物，其中共聚单体的量限于小于1重量％。此类TFE均聚物和共聚物在本领域中已知为PTFE。PTFE具有如此高的熔体粘度，使其不能通过常规的熔体加工技术诸如挤出、注塑或吹塑来加工。相反，PTFE制品通常通过糊料挤出或通过烧结来生产，以生产块或坯料，然后将其成形为制品。例如通过刮削、车削、机械加工(即，其中移除材料以成形制品的减法方法)。

在WO2007/133912A2中描述了用于特殊热塑性含氟聚合物(PVDF和PCTF)的增材制造工艺，但未提供实施例。在CN103709737 A和CN 105711104 A中描述了提及PTFE的用途的3D打印方法。通过用红外或激光辐射聚合物粉末并在暴露于IR-或激光辐射的选定区域熔融粉末来加工材料。这些方法在3D打印领域中已知为激光熔融或激光烧结。在US 7,569,273 B2中描述了据报道适用于PVDF的不同方法。也未提供实施例。在US 7,569,273B2中描述的方法涉及通过喷嘴将流体添加到包含聚合物和粘合剂颗粒材料的固体组合物中。咬合材料在与流体接触时变得具有粘性，因此据报道通过将流体分配在选定区域上而生成制品。

需要提供通过增材处理来处理含氟聚合物的替代方法，并且具体地，需要处理不可熔融加工类型的含氟聚合物。

发明内容

一方面，提供了一种生产含氟聚合物制品的方法，该方法包括使包含含氟聚合物颗粒和粘结剂材料的组合物在含有至少一个能量源的增材处理装置中经受增材处理，并且其中含氟聚合物为四氟乙烯(TFE)的均聚物或共聚物，并且其中粘结剂材料能够粘结含氟聚合物颗粒以在组合物的已暴露于增材处理装置的能量源的一部分中形成层，并且该方法还包括使组合物的一部分经受能量源的照射以形成层。

另一方面，提供了一种用于通过在增材处理装置中的增材处理来生产制品的组合物，组合物包含含氟聚合物颗粒、任选地一种或多种填料和粘结剂材料；其中含氟聚合物为四氟乙烯(TFE)的均聚物或共聚物，并且其中粘结剂材料包含具有碳-碳键和碳-氢键并且在40℃和140℃之间熔融的有机材料。

又一方面，提供了可通过上述方法获得的3D打印含氟聚合物。

又一方面，提供了一种包含可通过上述方法获得的3D打印含氟聚合物的制品。

具体实施方式