包含含氟聚合物的复合颗粒、其制备方法以及包括其的制品技术

本发明专利技术提供了一种复合颗粒，其包括离散的中空陶瓷球状体和设置在所述离散的中空陶瓷球状体上的含氟聚合物层。所述含氟聚合物为如下物质的均聚物或共聚物：全氟烷基乙烯基醚；全氟烷氧基乙烯基醚；由式C(R)2＝CF-Rf独立地表示的至少一个含氟烯烃，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。还公开了制备复合颗粒、复合材料以及包含所述复合颗粒、复合材料的制品的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关专利申请的交叉引用本专利申请要求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。
技术介绍
陶瓷泡，如玻璃泡(也通常称为“玻璃微泡”、“中空玻璃微球”、“中空玻璃珠”或“玻璃球囊”)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。这种泡的一个应用为复合泡沫塑料。含有陶瓷泡(例如玻璃泡)的复合泡沫塑料部分由于其低的热导率而可在多种应用中用于隔热。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)。
技术实现思路
本公开提供了一种复合颗粒，其包括离散的中空陶瓷球状体，所述离散的中空陶瓷球状体在外表面上具有含氟聚合物层。在许多实施例中，含氟聚合物层为复合颗粒和包括复合颗粒的复合材料赋予更大的耐破裂性(例如当混合复合颗粒与基质材料时)，赋予疏水性，并赋予对海水降解的抗性。这些性质使得复合颗粒特别可用于复合泡沫塑料中，例如用于湿隔离应用中。在一方面，本公开提供了一种复合颗粒，其包括离散的中空陶瓷球状体和在所述离散的中空陶瓷球状体上的含氟聚合物层。所述含氟聚合物为如下物质的均聚物或共聚物：全氟烷基乙烯基醚；全氟烷氧基乙烯基醚；由式C(R)2＝CF-Rf独立地表示的至少一个含氟烯烃，其中Rf为氟或具有1至8个碳原子的全氟烷基，R为氢、氟或氯；或它们的组合。在另一方面，本公开提供了多个这种复合颗粒。在另一方面，本公开提供了一种复合材料，其包括分散于基质材料中的多个本文公开的复合颗粒。在另一方面，本公开提供了一种导管，其具有设置在其外表面上的本文公开的复合材料的层。在另一方面，本公开提供了一种制备复合颗粒的方法。所述方法包括提供包含连续水相和分散相的分散体，所述分散相包含含氟聚合物；将所述分散体与多个中空陶瓷球状体组合，使得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，其中所述复合颗粒中的每一个包含离散的中空陶瓷球状体；以及从所述连续水相中分离所述复合颗粒。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”指玻璃、结晶陶瓷、玻璃陶瓷以及它们的组合。术语“微泡”指具有小于一毫米的最大尺寸的中空球状体或球形颗粒。术语“微球”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”是指所述化合物不是聚合物。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和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。本专利技术的上述
技术实现思路
并非旨在描述本专利技术所公开的每个实施例或每种实施方式。以下描述更具体地例示了示例性实施例。因此，应当理解，附图和以下描述仅用于举例说明的目的，而不应被理解为是对本专利技术范围的不当限制。附图说明结合附图，参考以下对本专利技术的多个实施例的详细说明，可更全面地理解本专利技术，其中：图1为根据本公开的复合颗粒的一个实施例的横截面图；图2为在100x的放大率下获取的实例4的离散的复合颗粒的照片；图3为根据本公开的复合材料的一个实施例的横截面图；并且图4为根据本公开的一个实施例的具有隔热层的管道的示意性透视图。尽管上述附图示出了本公开的若干实施例，但是例如如讨论中所指出，还可以想到其他实施例。在所有情况下，本公开都以示例性而非限制性方式展示。应当理解，本领域的技术人员可以设计出大量其他修改形式和实施例，这些修改形式和实施例也在本专利技术的原理的范围和实质内。附图可未按比例绘制。具体实施方式现在参照图1，复合颗粒100包括离散的陶瓷球状体110和设置在离散的陶瓷球状体110上的含氟聚合物层120。离散的陶瓷球状体110具有围绕中空内部152的外壁150。本文所公开的复合颗粒中的球状体通常为球形或轻度椭球形的形状，但(例如)如由其制造工艺所产生的轻微不规则的形状是可接受的。球状体可具有多种可用的尺寸中的一者，但通常具有小于10毫米(mm)，更通常小于1mm的最大尺寸或平均直径。在一些实施例中，球状体具有在0.1微米至1mm，1微米至500微米，1微米至300微米，或甚至1微米至100微米的范围内的最大尺寸。中空陶瓷球状体的平均粒度可在例如5至250微米(在一些实施例中，10至110微米、10至70微米或甚至20至40微米)的范围内。如本文所用，术语尺寸视为等价于玻璃泡的直径和高度。为了本专利技术的目的，体积中值尺寸通过将中空陶瓷球状体分散于经脱气的去离子水中，经由激光衍射而测定。激光衍射颗粒尺寸分析仪可例如以商品名“SATURN DIGISIZER”得自麦克仪器公司(Micromeritics)。可用于实施本公开的中空陶瓷球状体的尺寸分布可为高斯分布、正态分布或非正态分布。非正态分布可以是单峰或多峰的(例如双峰的)。在一些实施例中，本文公开的复合颗粒中的离散的中空陶瓷球状体为玻璃泡(例如最大尺寸为至多1mm的玻璃微泡)。多种玻璃为可用的(例如钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃)。可用于本文公开的复合颗粒的玻璃泡可通过本领域已知的技术制得(参见例如美国专利2,978,340(Veatch等人)、3,030,215(Veatch等人)、3,129,086(Veatch等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合颗粒，其包含：离散的中空陶瓷球状体，和设置在所述离散的中空陶瓷球状体上的含氟聚合物层，其中所述含氟聚合物为如下物质的均聚物或共聚物：全氟烷基乙烯基醚；全氟烷氧基乙烯基醚；由式C(R)2＝CF‑Rf独立地表示的至少一种含氟烯烃，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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.20 US 61/740,0801.一种复合颗粒，其包含：
离散的中空陶瓷球状体，和
设置在所述离散的中空陶瓷球状体上的含氟聚合物层，
其中所述含氟聚合物为如下物质的均聚物或共聚物：全氟烷基乙
烯基醚；全氟烷氧基乙烯基醚；由式C(R)2＝CF-Rf独立地表示的至少
一种含氟烯烃，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。
2.根据权利要求1所述的复合颗粒，其中所述含氟聚合物为偏二
氟乙烯和六氟丙烯的共聚物；偏二氟乙烯、六氟丙烯、和四氟乙烯的
共聚物；偏二氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯、和全氟甲基乙烯基醚的
共聚物；偏二氟乙烯、丙烯、和四氟乙烯的共聚物；偏二氟乙烯、六
氟丙烯、四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚、和乙烯的共聚物；乙烯和四
氟乙烯的共聚物；四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物；或聚(偏二氟乙烯)。
3.根据权利要求1所述的复合颗粒，其中所述含氟聚合物为偏二
氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，或者偏二氟乙烯、六氟丙烯、和四氟乙
烯的共聚物。
4.根据权利要求1所述的复合颗粒，其中所述含氟聚合物不是四
氟乙烯的均聚物。
5.根据权利要求1所述的复合颗粒，其中所述复合颗粒包含基于
所述复合颗粒的总重量计至少75重量％的陶瓷。
6.根据权利要求1所述的复合颗粒，其中所述复...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·E·阿莫斯，卡洛斯·A·巴里奥斯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US