本发明专利技术涉及利用高粘度材料对PTFE进行电纺丝，其中描述了一种制备PTFE垫的改进方法。该方法包括：提供含有PTFE、成纤聚合物和溶剂的分散体，其中所述分散体的粘度为至少50,000cP。提供一种装置，该装置包括电荷源和与该电荷源相距一定距离的靶。提供电压源，该电压源在所述电荷源处建立第一电荷，而在所述靶处建立相反的电荷。通过使所述分散体与所述电荷源接触从而使所述分散体带上静电荷。在所述靶上收集所述带静电荷的分散体以形成垫前体，加热该垫前体以除去所述溶剂和所述成纤聚合物，从而形成所述PTFE垫。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及利用高粘度材料对PTFE进行电纺丝，其中描述了一种制备PTFE垫的改进方法。该方法包括：提供含有PTFE、成纤聚合物和溶剂的分散体，其中所述分散体的粘度为至少50,000cP。提供一种装置，该装置包括电荷源和与该电荷源相距一定距离的靶。提供电压源，该电压源在所述电荷源处建立第一电荷，而在所述靶处建立相反的电荷。通过使所述分散体与所述电荷源接触从而使所述分散体带上静电荷。在所述靶上收集所述带静电荷的分散体以形成垫前体，加热该垫前体以除去所述溶剂和所述成纤聚合物，从而形成所述PTFE垫。【专利说明】利用高粘度材料对PTFE进行电纺丝本专利申请是申请号为201080004845.8、申请日为2010年I月19日、专利技术名称为“利用高粘度材料对PTFE进行电纺丝”的专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求于2009年I月16日提交的待审的美国临时专利申请N0.61/145，309、以及于2009年10月30日提交的待审的美国临时专利申请N0.61/256，349的优先权，它们的全部内容以引用方式并入本文。
技术介绍
本专利技术涉及聚四氟乙烯(PTFE)的电纺丝方法。更具体来说，本专利技术涉及对高粘度PTFE分散体进行电纺丝，以及利用该方法所制备的制品。 静电纺丝工艺在本
内是公知的，如在美国专利N0.2，158，416、N0.4，043，331、Νο.4，143，196,N0.4，287，139,N0.4，432，916,N0.4，689，186,N0.6，641，773和N0.6，743，273中所描述的工艺，它们的内容以引用方式并入本文。以引用方式并入本文的美国专利N0.4，323，525、N0.4，127，706和N0.4，044，404提供了有关从水性分散体或者其它分散体对PTFE进行加工和静电纺丝的信息。 静电纺丝(在本
中也被称为电纺丝)涉及带电聚合物向带电表面的移动。在一个实施方案中，将聚合物通过小的带电喷孔(例如针)排至靶，其中，针和靶带有相反的电荷。需要认识到的是，聚合物的性质至关重要。在本
中，人们长期以来一直认为有必要保持小于约150泊的相对低的粘度，其中对于较低分子量的聚合物来说，其粘度应相对较高，而对于较高分子量的聚合物来说，其粘度应相对较低。如果过高的粘度和过高的分子量相组合，则认为不能充分成纤。 因为触变性限制(导致喷孔堵塞、成纤性差等)，因此长期以来人们一直认为使聚合物溶液的粘度提高至超过约150泊是不可取的。此外，当使用带电喷孔时，聚合物纤维在飞行过程中会发生排斥，人们长期以来认为这会限制给定喷射体积内的纤维数量。通过辛勤的研究，本专利技术人已经发现，与现有认知相反，将粘度大大增加至远超过以前认为可行的程度，实际上会改善所得材料，并且会提供其它以前认为不可能获得的性能和优点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种对PTFE进行电纺丝的改进方法。 本专利技术的另一个目的在于，提供一种基于电纺丝PTFE来制备优良制品的方法。 本专利技术的独特的特征在于，能够利用现有的电纺丝技术和设备来提供改善的制品O 一种制备PTFE垫的方法提供了这些优点，以及将会被认识到的其它优点。该方法包括提供含有PTFE、成纤聚合物和溶剂的分散体，其中，所述分散体的粘度至少为50, OOOcP0提供包括电荷源和与该电荷源相距一定距离的靶的装置。提供电压源，该电压源在所述电荷源处建立第一电荷，而在所述靶处建立相反的电荷。通过使所述分散体与所述电荷源接触而使分散体带上静电荷。在所述靶上收集带静电荷的分散体以形成垫前体，加热该垫前体以除去所述溶剂和所述成纤聚合物，从而形成所述PTFE垫。 一种制备PTFE垫的方法还提供了另外的优点。该方法包括提供含有下述成分的分散体:粒度为至少0.1微米至不大于0.8微米的PTFE ；1重量％至不大于10重量％且分子量为至少50，000至不大于4，000, 000的聚环氧乙烷；以及溶剂，其中，所述分散体的粘度为至少50，000cP。提供包括喷孔和与该喷孔相距一定距离的靶的装置。提供电压源以在所述喷孔处建立第一电荷，而在所述靶处建立相反的电荷。迫使所述分散体通过所述喷孔，其中，通过使所述分散体与所述喷孔接触而使分散体带上静电荷。在所述靶上收集所述带静电荷的分散体以形成垫前体，加热该垫前体以除去所述溶剂和所述成纤聚合物，从而形成所述PTFE垫。 【专利附图】【附图说明】 图1示意性示出电沉积。 图2示意性示出本专利技术的方法。 【具体实施方式】 本专利技术涉及将聚四氟乙烯(PTFE)静电纺丝成为连续纤维以用于制成无纺布片、薄膜、管状物和覆层且有潜力用于多种其它用途和形式的方法。具体来说，与以前认为可行的粘度直接相比，本专利技术涉及在相对于现有技术来说非常高的粘度下对PTFE进行电纺丝。 图1示意性示出静电纺丝装置。在图1中，将如本文进一步描述的高粘度分散体装入贮存器10中。输送系统11将所述分散体自所述贮存器输送至电荷源12(可以为喷孔)。相距该电荷源12 —定距离布置靶15。电源16 (例如直流电源)在所述电荷源和靶之间建立电荷差，从而使聚合物材料14带上与所述靶相反的电荷。所述聚合物材料被静电吸引至所述靶，并且沉积在其上。所述靶可以静止、运动，或者可以为连续的或者近似连续的材料，其可通过在传送辊17 (或者类似的物体)上移动，从而移动穿过聚合物所撞击的区域。在一个实施方案中，将电荷施加到与所述祀导电接触的棍上(或者如图所示接地)。所述革巴可以是连续的环状物，或者其可以起始于传送装置(例如供卷筒(supply spool))，并且收纳于收集装置(例如接收卷筒(receiver spool))。在可供选择的实施方案中,可以将所述电荷源和靶置于共同的分散体浴中。 本方法需要具有足够PTFE固体百分比的分散体或者悬浮液，以有助于将所收集的纤维垫后加工成具有一定机械完整性的形式。如果分散体中的PTFE固体含量过低，则所得材料将不具有或具有差的机械完整性。第二，必须仔细选择用于提高溶液、悬浮液或者分散体粘度的、待纺的聚合物(也称为成纤聚合物)。我们发现，加入所述PTFE中的成纤聚合物的分子量过低将导致低劣的性能和加工特性。还据信，分子量过高将导致粘度增加，使得在电纺丝和固化过程中，没有足够的聚合物将PTFE粉末真正结合到一起。此外，必须精确控制用于将所述PTFE粉末烧结到一起的工艺，从而使所得制品具有良好的机械完整性。 优选的是，所述PTFE的分子量为16至108。 优选的是，所述PTFE的粒度为至少0.1微米至不大于0.8微米。更优选的是，所述PTFE的粒度为至少0.2微米至不大于0.6微米。粒度小于0.1微米时，所述材料难以制备。粒度大于0.8微米时，该粒度接近目标纤维直径，从而在纤维中成为缺陷。对于其它用途来说，较大的粒度可能适于使用。 参照图2对制备非织造PTFE材料的方法进行说明。制备粒度分布窄的PTFE粉末的水性分散体，20。将成纤聚合物加入所述分散体中，22。所述成纤聚合物的加入量优选在I重量％至10重量％之间，更优选为约2重量％至7重量％,最优选为约4重量％至5重量％。所述成纤聚合物本文档来自技高网...
【技术保护点】
由金属、陶瓷或者聚合物材料形成的圆筒形表面和在所述圆筒形表面的至少一部分上的纺丝聚四氟乙烯(PTFE)覆层的组合，其中所述纺丝PTFE是由粘度至少为50,000cP的分散体纺丝得到的，并且所述分散体包含PTFE、成纤聚合物、以及溶剂。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯·L·阿诺，罗伯特·巴拉德，大卫·P·加纳，
申请(专利权)人：ZEUS工业品公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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