含氟聚合物加工方法技术

可熔体加工的含氟聚合物分散颗粒的珠粒料的制备是采用含有醚氧的含氟溶剂通过溶剂辅助的造粒方法实现的。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是可熔体加工的含氟聚合物树脂的加工方法(finishing process)，更具体地说，是由这种含氟聚合物的水分散体制造珠粒料的加工方法。 专利技术的
技术介绍
可熔体加工的含氟聚合物是公知的。这种聚合物包括1，1二氟乙烯(VF2)均聚物和共聚物，乙烯与四氟乙烯(TFE)或氯三氟乙烯(CTFE)的共聚物，和TFE与六氟丙烯(HFP)和/或全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)的共聚物。它们之所以被认为是可熔体加工是因为它们都可以通过常规方法例如熔融挤出和注射成型加工成有用制品。由于大部分可熔体加工的含氟聚合物是采用这些技术加工的，因此这些含氟聚合物最通常是以适合喂入挤出机和注射成型机的立方颗粒的形式出售。常规大小为约3mm的立方颗粒通常是通过熔融挤出原料聚合物形成粗条，然后切割该粗条制成的。这种立方颗粒不能适应所有应用，其它物理形态的可熔体加工含氟聚合物例如粉末和水分散体也有供应。挤出的立方颗粒不适用的应用之一是包括旋转模具和旋转衬里的离心浇铸。离心浇铸需要含氟聚合物颗粒具有好的固态流动和0.1-0.5mm大小的球形小颗粒的结合，其中好的固态流动是为了便于树脂在最终制品中的均匀分布，而后者是为了制品的自由表面形成光滑的轮廓。自由表面是不与模具表面和加衬的制品表面接触的表面。为此目的合适的制品形式是珠粒或例如Buckmaster等在加拿大专利1,248,292中描述的颗粒。根据其中所述内容，这些珠粒可以通过在电解质和水不混溶有机液体存在下搅拌含氟颗粒的水分散体的方法制成，该方法称作溶剂辅助凝固或溶剂辅助造粒(SAP)。视具体情况而定，从液体中分离后，得到的珠粒可以进行处理以使其硬化和/或稳定含氟聚合物上的任何不稳定端基。SAP方法中可以使用的水不混溶有机液体包括脂族烃例如己烷、庚烷、汽油和煤油，芳族烃例如苯、甲苯和二甲苯，卤化衍生物例如四氯化碳、单氯苯、三氯氟乙烷、二氟四氯乙烷和加拿大专利1,248,292中描述的氯三氟乙烯的液体低聚物，其中实施例中使用了1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷(CFC-113)。烃由于其易燃性是危险的，而含氯烃和CFC存在环境问题。SAP方法中使用的另一种水不混溶液体包括Takakura和Funagi在日本特许公开平H07-278314中描述的氢氟烃(HFC)。尽管这种HFC具有低的臭氧消耗倾向(ODP)，但它们确实存在全球变暖倾向(GWP)。例如，C5H2F10(HFC43-10)的一个异构体具有大约1300的GWP。此外，HFC对碱性胶凝剂敏感，这限制了它们在酸性成胶方法中的应用。SAP需要其它对环境友好的溶剂。从涉及多种参数的角度看，SAP方法是复杂的。任何变化例如一种新溶剂都可能需要调整其它参数。因此一种具有更宽的操作范围的珠粒料制造方法即对参数不敏感的制造方法是所希望的。专利技术的简要说明本专利技术提供一种包括通过可熔体加工的含氟聚合物树脂的颗粒的水分散体的溶剂辅助造粒而形成所述树脂珠粒料的方法，其中所述溶剂辅助造粒是使用含有仅以醚氧形式存在的氧的含氟溶剂实现的。含有醚氧的含氟溶剂包括(a)下面通式(I)表示的全氟环胺，(b)通式R-O-Rf表示的氢氟化醚(hydrofluoro ethers)，其中R是1-3个碳原子的烷基，Rf是2-7个碳原子的线形或支化氟烷基，其中不含有除氟之外的卤原子并且含有最多一个末端氢原子，和(c)通式R4-O-R5表示的氢氟化醚，其中R4是1-6个碳原子并且含有至少一个氢原子的氟烷基，R5是1-7个碳原子的不含有除氟之外的卤原子的线形或支化氟烷基，并且视具体情况而定含有醚氧。优选的溶剂包括氢氟化醚。本专利技术方法对环境有利，并且在延伸至低的溶剂/聚合物比的宽的溶剂/聚合物比范围内还可形成合适形状的小的珠粒。专利技术的详细描述业已发现，含有仅以醚氧形式存在的氧的有机液体可以用在SAP方法中用于附聚水分散体中可熔体加工含氟聚合物颗粒。优选的是，有机液体每个分子中含有一个醚氧。可以用于通过本专利技术SAP方法形成可熔体加工含氟聚合物树脂珠粒料的有机液体包括环中含有一个氮原子和一个醚氧的全氟环胺。这些化合物没有ODP。本专利技术使用的全氟环胺是具有通式(I)的那些， 其中R1是1-4个碳原子的形或支化饱和的全氟烃基，R2和R3分别独立地为1-5个碳原子的线形或支化饱和的全氟烃基，并且通式(I)的分子中总碳原子数为3-10。通式(I)的化合物的实例包括全氟-N-甲基吗啉(PFNMM)和全氟-N-异丙基吗啉。通式(I)优选的化合物为碳原子总数为4-8并且键接在环中的原子数为5-6的那些化合物。特别优选的化合物是其中R2和R3是-CF2CF2-并且R1具有1-3个碳原子的那些化合物。PFNMM和全氟-N-异丙基吗啉可分别为购自3M公司的FluorinertPF-5052和FC-6003。PFNMM是最优选的。可以使用的有机液体还包括通式R-O-Rf表示的氢氟化醚(HFE)，其中R是具有1-3个、优选1-2个碳原子的烷基，Rf是具有2-7个、优选4-5个碳原子的线形或支化氟烷基，优选线形氟烷基，其中不含有除氟之外的卤原子并且最多含有一个末端氢原子。优选的Rf是全氟的。可以使用的HFE的实例包括全氟丁基甲基醚(CH3O-C4F9)和全氟丁基乙基醚(C2H5-O-C4F9)。这些可分别为购自美国St.Paul Minnesota的3M公司的HFE-7100和HFE-7200。其它合适的HFE具有通式R4-O-R5，其中R4是具有1-6个、优选1-3个碳原子的氟烷基并且含有至少一个氢原子，优选在与氧原子连接的碳上，R5是具有1-7个、优选2-4个碳原子的不含有氟之外卤原子的线形或支化氟烷基，优选线形氟烷基，视具体情况而定含有醚氧。优选的R5是全氟的。其实例包括CF3-CHF-O-CF2-CF2-CF3和CF3-CHF-O-CF2-CF(CF3)-O-CF2-CF2-CF3，其制备公开在R.E.Banks出版JohnWilley and Sons编写，NY，1982，有机含氟化合物的制备、性能和工业应用中的第100页。含有仅以醚氧形式存在的氧的有机液体中，上述HFE是优选的。本专利技术方法可以采用任何公知技术，使用水不混溶有机液体(溶剂)对初始存在于水介质中的含氟聚合物颗粒造粒。通常，在装有挡流板的容器中装入一定量含氟聚合物颗粒的水分散体。对该水分散体用旋转叶轮以预定速度搅拌，继续搅拌下加入电解质(有时称作胶凝剂)。或者与电解质一起加入一些溶剂或者随后加入，连续搅拌几分钟，任选地可采用不同速率搅拌。将得到的制品过滤滤干液体，通常在高温下，视具体情况而定可以在真空下干燥珠粒。本领域技术人员应当意识到，在本专利技术范围之内可以对该方法进行多种改变。例如，可以在靠近本方法终点时升高混合物温度以在将珠粒过筛去掉液体之前蒸发溶剂。这样作的另一个好处是便于溶剂回收。视具体情况而定，可以对所得珠粒料进行多种处理。例如，该珠粒可以在氮气或空气下烘干几小时例如3-24小时来加热硬化，其烘干温度接近但低于差示扫描量热法(DSC)确定的含氟聚合物熔点，例如低于熔点30℃。如果干燥是在高温下进行，那么干燥和加热硬化可以一起进行。另外，该珠粒可以用元素氟处理以降低加拿大专利12482本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过可熔体加工的含氟聚合物树脂颗粒的水分散体的溶剂辅助造粒形成所述树脂珠粒料的方法，其中所述溶剂辅助造粒是通过使用含有仅为醚氧形式的氧的含氟溶剂实现的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CA梅尔特多甘，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]