包含偏二氟乙烯和三氟乙烯的共聚物以及氟化弹性体的氟聚合物组合物制造技术

技术编号:18464083 阅读:27 留言:0更新日期:2018-07-18 15:02
本发明专利技术涉及一种包含偏二氟乙烯(VDF)和三氟乙烯(TrFE)的共聚物的氟聚合物组合物、一种用于制造所述氟聚合物组合物的方法以及所述氟聚合物组合物在不同应用中的用途,特别是由其可获得的氟聚合物膜在电气或电子器件中的用途。

Fluoropolymer compositions containing copolymers of two fluoroethylene and three fluoroethylene and fluorinated elastomers

The present invention relates to a fluoropolymer composition containing a copolymer of two fluoroethylene (VDF) and three fluoroethylene (TrFE), a method for the manufacture of the fluoropolymer composition, and the use of the fluoropolymer composition in different applications, in particular the use of the available fluoropolymer film in electrical or electronic devices. The way.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含偏二氟乙烯和三氟乙烯的共聚物以及氟化弹性体的氟聚合物组合物本申请要求于2015年11月30日提交的欧洲申请号EP15197088.6的优先权,出于所有目的将所述申请的全部内容通过援引方式并入本申请。
本专利技术涉及一种氟聚合物组合物、一种用于制造所述氟聚合物组合物的方法以及所述氟聚合物组合物在不同应用中的用途。
技术介绍
包含衍生自三氟乙烯(TrFE)的重复单元的偏二氟乙烯(VDF)共聚物由于它们的易于加工性、化学惰性和吸引人的铁电、压电、热电、铁弛豫体(ferrorelaxor)及介电特性,已经广泛地在电气和电子器件两者的制造中使用。特别地,由于他们的高介电常数和吸引人的铁弛豫体特性,包含衍生自三氟乙烯(TrFE)以及三氟氯乙烯(CTFE)的重复单元的偏二氟乙烯(VDF)三聚物已经在薄膜晶体管(TFT)器件的制造中使用。正如所熟知的那样,术语压电意指材料将电能转化为机械能(并且反之亦然)的能力,并且认为机电响应本质上与在变形或压力振荡期间的尺寸变化相关。压电效应是可逆的因为呈现出正压电效应的材料(在施加应力时产生电)还呈现出逆压电效应(在施加电场时产生应力和/或应变)。铁电性是材料的特性,借此这一后者表现出自发的电极化,其方向可以通过施加外部电场在等效状态之间切换。热电性是某些材料在加热或冷却时产生电势的能力。实际上,作为这种温度变化的结果,正电荷和负电荷通过迁移运动到相反端(即材料变为极化的),并且因此建立了电势。铁弛豫体是电活性材料的特性,借此这一后者在施加电场时表现出大位移,但在致动时没有力传递。具有良好的介电特性的材料在本领域中是已知的。例如,US2014/0001453(CHO等人)02.01.2014披露了一种包含有机绝缘层的薄膜晶体管(TFT)器件,其中将VDF-TrFE聚合物与选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮以及聚酰亚胺的无定形聚合物混合。然而,高介电常数材料典型地受制于差的绝缘性能。另外,当今,鉴于比如有机薄膜晶体管(OTFT)器件等膜电子器件的小型化,制造可靠且稳定的电子器件的主要电气参数之一是减小漏电流。漏电流可以是导体上栅极介电材料的绝缘有效性的指标。低水平的漏电流允许建造具有高功率效率和寿命的器件。另一方面,高水平的漏电流可能导致干扰设备的正常运行的电压。因此,高介电材料对于制造高性能电气和电子器件而言已经变得更加期望。进一步地,目前需要开发涉及基于溶液的工艺的低成本制造技术。因此,在这些技术中,提供氟化聚合物的稳定且均匀的溶液作为起始材料仍然是关键的。鉴于以上所述,在本领域中对于氟聚合物组合物仍然存在需要,这些组合物可以在溶液相中容易地加工,从而提供被赋予了高介电常数和低漏电流以适合用于电气或电子器件中的均匀膜。
技术实现思路
已经发现,本专利技术的组合物可有利地溶解在液体介质中,从而提供可以容易地加工的稳定且均匀的溶液,从而提供被赋予了良好的机械特性的均匀膜,这些膜适合在不同的应用(包括电气或电子器件)中使用。还已经出人意料地发现,本专利技术的膜具有出色的电绝缘特性,同时保持高介电特性。特别地,已经发现,本专利技术的膜有利地被赋予了对应于低漏电流的高电阻率。必要的是聚合物(F)包含按摩尔计从17%至45%的衍生自三氟乙烯(TrFE)的重复单元以便有利地保持其铁电和/或压电和/或热电和/或铁弛豫体特性。另外,已经发现,本专利技术的膜有利地被赋予了对应于高电容量的高介电常数。在第一实例中,本专利技术涉及一种组合物[组合物(C)],该组合物包含:(A)至少一种氟聚合物[聚合物(F)],其包含:-衍生自偏二氟乙烯(VDF)的重复单元,-相对于所述聚合物(F)的重复单元的按摩尔计的总量,按摩尔计从17%至45%、优选按摩尔计从19%至40%的衍生自三氟乙烯(TrFE)的重复单元,以及-任选地,相对于所述聚合物(F)的重复单元的按摩尔计的总量,按摩尔计从1%至15%、优选按摩尔计从4%至10%的衍生自至少一种不同于VDF和TrFE的(全)氟化单体的重复单元,其中这些衍生自偏二氟乙烯(VDF)的重复单元是到按摩尔计100%的全部重复单元的补充物,以及(B)至少一种(全)氟弹性体[弹性体(F)]。该组合物(C)有利地包含:(A)按重量计从90%至99%、优选按重量计从95%至98.5%的至少一种聚合物(F)以及(B)按重量计从1%至10%、优选按重量计从1.5%至5%的至少一种(全)氟弹性体[弹性体(F)]。本专利技术的组合物(C)典型地进一步包含液体介质[介质(L)]。为了本专利技术的目的,术语“液体介质[介质(L)]”旨在表示在大气压下在20℃下呈液态的包含一种或多种化合物的介质。介质(L)的性质没有特别限制,前提是它适用于溶解聚合物(F)。介质(L)典型地包含一种或多种有机溶剂。为了本专利技术的目的,术语“有机溶剂”以其通常的含义使用,即它是指能够溶解另一种化合物(溶质)以形成在分子水平上均匀分散的混合物的有机化合物。在溶质是聚合物如聚合物(F)的情况下,惯例是指当生成的混合物是澄清的并且在该系统中没有可见的相分离时,聚合物在溶剂中的溶液。发生相分离的点,经常称为“浊点”,被认为是由于聚合物聚集体的形成溶液变得混浊或浑浊或溶液变成凝胶的那个点。术语“凝胶”在此以其通常的含义使用,即它是指不流动的物质。适合的有机溶剂的非限制性实例选自下组,该组由以下各项组成:-脂肪烃类,这些脂肪烃包括,更具体地,石蜡如,具体地、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷或环己烷,以及萘和芳烃类并且更具体地芳烃类如,具体地、苯、甲苯、二甲苯、异丙苯,由烷基苯的混合物构成的石油馏分,-脂肪族或芳香族卤代烃类,这些脂肪族或芳香族卤代烃包括更具体地,全氯化烃类如,具体地,四氯乙烯、六氯乙烷,-部分氯化烃类,比如二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、五氯乙烷、三氯乙烯、1-氯丁烷、1,2-二氯丁烷、一氯苯、1,2-二氯苯、1,3-二氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯或不同氯苯的混合物,-脂肪族、脂环族或芳香族醚氧化物类,更具体地,二乙醚、二丙醚、二异丙醚、二丁醚、甲基叔丁基醚、二戊醚、二异戊醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、苄醚;二氧六环,四氢呋喃(THF),-乙二醇醚类,比如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单异丙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单苯醚、乙二醇单苄醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单正丁醚,-乙二醇醚酯类,比如乙二醇甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯,-醇类,比如甲醇、乙醇、二丙酮醇,-酮类,比如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、二异丁基酮、环己酮、异佛尔酮,-线性的或环状的酯类,比如乙酰乙酸甲酯、邻苯二甲酸二甲酯、γ-丁内酯,-线性的或环状的羧酰胺类,比如N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N,N-二乙基乙酰胺、二甲基甲酰胺(DMF)、二乙基甲酰胺或N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),-有机碳酸酯类,比如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸二丁酯、碳酸乙基甲基酯、碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯,-磷酸酯类,比如磷酸三甲酯、磷酸三乙酯,以及-脲类,比如四甲基脲、四乙基脲。对于其中该组合物(C)进一步包含介本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种组合物即组合物(C),该组合物包含:(A)按重量计从90%至99%、优选按重量计从95%至98.5%的至少一种氟聚合物即聚合物(F),该聚合物(F)包含:‑衍生自偏二氟乙烯(VDF)的重复单元,‑相对于所述聚合物(F)的重复单元的按摩尔计的总量,按摩尔计从17%至45%、优选按摩尔计从19%至40%的衍生自三氟乙烯(TrFE)的重复单元,以及‑任选地,相对于所述聚合物(F)的重复单元的按摩尔计的总量,按摩尔计从1%至15%、优选按摩尔计从4%至10%的衍生自至少一种不同于VDF和TrFE的(全)氟化单体的重复单元,其中这些衍生自偏二氟乙烯(VDF)的重复单元是到按摩尔计100%的全部重复单元的补充物,以及(B)按重量计从1%至10%、优选按重量计从1.5%至5%的至少一种(全)氟弹性体即弹性体(F)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.30 EP 15197088.61.一种组合物即组合物(C),该组合物包含:(A)按重量计从90%至99%、优选按重量计从95%至98.5%的至少一种氟聚合物即聚合物(F),该聚合物(F)包含:-衍生自偏二氟乙烯(VDF)的重复单元,-相对于所述聚合物(F)的重复单元的按摩尔计的总量,按摩尔计从17%至45%、优选按摩尔计从19%至40%的衍生自三氟乙烯(TrFE)的重复单元,以及-任选地,相对于所述聚合物(F)的重复单元的按摩尔计的总量,按摩尔计从1%至15%、优选按摩尔计从4%至10%的衍生自至少一种不同于VDF和TrFE的(全)氟化单体的重复单元,其中这些衍生自偏二氟乙烯(VDF)的重复单元是到按摩尔计100%的全部重复单元的补充物,以及(B)按重量计从1%至10%、优选按重量计从1.5%至5%的至少一种(全)氟弹性体即弹性体(F)。2.根据权利要求1所述的组合物(C),其中,该聚合物(F)包含:-相对于所述聚合物(F)的重复单元的按摩尔计的总量,按摩尔计从55%至83%、优选按摩尔计从60%至81%的衍生自偏二氟乙烯(VDF)的重复单元,以及-相对于所述聚合物(F)的重复单元的按摩尔计的总量,按摩尔计从17%至45%、优选按摩尔计从19%至40%的衍生自三氟乙烯(TrFE)的重复单元。3.根据权利要求1所述的组合物(C),其中,该聚合物(F)包含:-相对于所述聚合物(F)的重复单元的按摩尔计的总量,按摩尔计从40%至82%、优选从按摩尔计56%至按摩尔计77%的衍生自偏二氟乙烯(VDF)的重复单元,-相对于所述聚合物(F)的重复单元的按摩尔计的总量,按摩尔计从17%至45%、优选按摩尔计从19%至40%的衍生自三氟乙烯(TrFE)的重复单元,以及-相对于所述聚合物(F)的重复单元的按摩尔计的总量,按摩尔计从1%至15%、优选按摩尔计从4%至10%的衍生自至少一种不同于VDF和TrFE的(全)氟化单体的重复单元。4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物(C),其中,该聚合物(F)进一步包含衍生自至少一种选自由具有式(I)的(甲基)丙烯酸单体组成的组的氢化单体的重复单元:其中RA、RB和RC,彼此相同或不同,各自独立地是氢原子或C1-C3烃基,并且RX是氢原子或包含至少一个羟基的C1-C5烃基。5.根据权利要求4所述的组合物(C),其中,相对于所述聚合物(F)的重复单元的按摩尔计的总量,该聚合物(F)包含按摩尔计从0.01%至10%、优选按摩尔计从0.03%至6%的衍生自至少一种具有式(I)的(甲基)丙烯酸单体的重复单元。6.根据权利要求1至5中任一项所述的组合物(C),其中,该聚合物(F)包含一个或多个支化链,这些支化链包含具有式-CF2H和/或-CF2CH3的端基。7.根据权利要求1至6中任一项所述的组合物(C),其中,该聚合物(F)为聚合物(F-B),其以至少30毫摩尔/Kg的偏二氟乙烯(VDF)重复单...

【专利技术属性】
技术研发人员:A马拉尼F帕德罗利
申请(专利权)人:索尔维特殊聚合物意大利有限公司
类型:发明
国别省市:意大利,IT

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