[发明专利]多孔聚四氟乙烯组合物

说明书

本发明的领域

本发明涉及多孔聚四氟乙烯组合物，尤其是涉及这种多孔组合物的共混物。

本发明的背景

可以拉伸聚四氟乙烯(PTFE)形成带、管、珠或膜(其中的微结构是由原纤互相连接的一系列结点组成的)来制备各种产品(例如参见美国专利3,953,566)。然而，对于一些形成开放式结构的树脂，发泡产品的高温结构稳定性降低了，这就降低或消除了烧结或热锁定(thermally-lock)产品的能力。本发明的方法能形成均匀地分布在成形制品中且是热稳定的大的结点和长的原纤，因此能被烧结或热锁定。

已开展了一些对聚四氟乙烯树脂的共混物进行拉伸的研究。美国专利4,973,609(Browne)阐述了对商品购得的聚四氟乙烯微细粉末进行混和和拉伸，获得了原纤和结点结构以及比先前多孔含氟聚合物材料更高的抗张强度。所阐述的较好的混和方法是在润滑剂存在下并经鼓转过程简单地混和细小粉末状PTFE组分。美国专利(Harada和Mano)描述了一种多孔PTFE材料的经拉伸的共混物，其中共混物是高于2,000,000MW的高分子量PTFE和低于1,000,000MW的低分子量PTFE的混合物。Browne和Harada等人都在其实施例中使用均聚物PTFE组分或可熔融加工的含氟聚合物组分。他们都没有提及使用改性的PTFE均聚物。

美国专利4,482,516描述了一种制造据称含大结点和长原纤的多孔PTFE制品的方法。在该方法中，在除去润滑剂之后压实挤出物，而后拉伸获得具有高基体抗张强度、长原纤和大结点的多孔制品。在该专利中，用粗度因子(coarseness factor)来描述微结构。对于给定的经拉伸的PTFE制品，该因子是堆积密度与起泡点之比，它按下述公式计算：

本发明的方法可制得粗度因子比美国专利4,482,516的实施例中所述的值高得多的多孔PTFE制品。

本发明的概述

在本发明中，对树脂组合物的共混物和共混技术进行优化，以在所得拉伸过的材料中获得结点尺寸和原纤长度与热稳定性的附加性能之间的所希望的平衡。

拉伸过的共混物可被描述成具有由原纤互相连接的结点的微结构的聚四氟乙烯多孔材料；所述材料包含两种不同聚四氟乙烯的共混物，一种聚四氟乙烯是四氟乙烯的均聚物，另一种聚四氟乙烯是四氟乙烯的改性聚合物。

术语“改性”是指仅存在少量的共聚单体；亦即共聚单体的数量不会大得足以使PTFE聚合物变成可熔融加工的。换句话说，共聚物保持PTFE均聚物的非熔融加工特性。

附图的简要说明

图1a和1b是实施例1膜的形式的经拉伸过的材料的显微照相，图1a是膜的上层，图1b是边缘的横截面。

图2是产物高温结构稳定性与拉伸过材料的微结构的关系。

本发明的详细说明

有许多种类的聚四氟乙烯(PTFE)聚合物是可商品购得的。那些在本领域中视为细小粉末状的聚四氟乙烯特别可用于拉伸制造多孔拉伸的PTFE。

本发明通过使用两种PTFE聚合物来制备被拉伸成含大结点和长原纤的开放式微结构并具有良好高温结构稳定性的树脂；所用的一种聚合物是PTFE均聚物，另一种是改性的均聚物。所用的量可为10-90重量％的均聚物和90-10重量％的改性均聚物。较好的范围为10-50，或20-50重量％的均聚物，其余的为改性均聚物。

均聚物比改性聚合物更易以低发泡速度被拉伸。

聚合物以水分散体形式获得或制成水分散体形式，将分散体混和在一起并凝结和沉淀固体来使它们共混。然后将干固体进行润滑，糊料挤压，压延加热干燥，而后快速拉伸获得均匀而且在高于均聚物熔融的温度下结构稳定的含大结点和长原纤的非常开放的微结构。原纤的平均长度为25微米或更长，较好地为100微米或更长。

当不同的PTFE聚合物以分散体形式混和时，与干混细小粉末附聚物(直径为400-500μ的数量级)相反，是在原始颗粒(直径为0.23μ的数量级)尺度上发生紧密混和。混和较大的附聚物导致发泡的最终产物在总体上不均匀，而分散体混和的聚合物获得高度均匀的发泡产物。