核/壳聚合物制造技术

提供了核／壳聚合物，其中核包括不可熔融流动的ＰＴＦＥ，壳包含可熔融成型的全氟聚合物；与可熔融成型的全氟聚合物本身相比，所述的核／壳聚合物提供了触变性熔融共混物和改进的物理性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及全氟聚合物核/壳聚合物。
技术介绍
已经变得令人期望的是提供在熔融加工成型温度具有更高流动 性的可熔融成型的全氟聚合物，目的是提高期望的模塑制品生产率，例如提高通信缆线的内层绝缘(primary insulation)或者缆线外壳(cable jacket)的挤出速率。高流动性全氟聚合物的发展伴随着全氟聚合物组 合物(composition)的改变，目的是保持令人满意的全氟聚合物的物理 性能。为了方便，熔融流动性经常被称为熔融流动速率(MFR)，其单 位是将在ASTM测试对于所涉及的具体全氟聚合物所确定的规定负 载和规定温度下从ASTM D1238-94a Plastometer 中流出10分钟的聚 合物的克数。MFR越高，全氟聚合物流动性越高。当用熔融粘度来表 述流动性时，MFR越高，熔融粘度越低。尽管高MFR全氟聚合物能 够达到更高的生产率，但是也出现缺点，即当曝露于高温(例如在其中 使用制品例如绝缘的/加套的压力通风系统缆线的建筑物中可能遭遇 火灾)时，高MFR全氟聚合物也是更容易流动的(流体)。这个增加的 流动性的结果是全氟聚合物熔融和滴落，该滴落引起烟产生，其是为 建筑规范NFPA-255所禁止的。US 2005/0187328 Al公开了如果共混物仅仅是全氟聚合物加上成 炭剂时，则加入主要量的无机成炭剂和小量烃聚合物来抵消将观察到 的物理性能的下降。尽管所得到的三元共混物是既不可燃烧的也不发 烟的并足以作为通过NFPA-25 5燃烧测试的压力通风系统缆线外壳， 但是这样的外壳组合物(composition)包含了主要量的非全氟聚合物， 即成炭剂和烃聚合物，其在某些应用中是不利的。问题是怎样得到一种全氟聚合物，其既具有高熔融流动速率，以 易于熔融成型例如通过挤出或者注射模塑，并且当曝露于热例如建筑 火灾时，其还抗滴落(熔融流动)。
技术实现思路
本专利技术通过提供新颖的不可熔融流动的聚四氟乙烯(PTFE)和可 熔融成型的全氟聚合物的组合而解决了这个问题。因此，本专利技术一个 方面是一种核/壳聚合物，所述的聚合物的核包括不可熔融流动的聚四 氟乙烯，所述的聚合物的壳包括可熔融成型的全氟聚合物，所述的核 /壳聚合物是可熔融成型的，通过在壳中有效的量的全氟聚合物的存在 来赋予这样的性能到核/壳聚合物。作为壳存在的可熔融成型的全氟聚有效量以便提供可熔融成型的全氟聚^;勿的连续相:基质)和作^粒子(区域结构)分散其中的聚四氟乙烯核。本专利技术的核/壳聚合物是微粒的，并且当熔融混合时，这个微粒状 态变为刚描述过的分散体。该核/壳聚合物优选包含至少大约0.1 wt% 的不可熔融流动的聚四氟乙烯作为核并可以包含更大百分比的PTFE核，例如至少30 wt。/。或至少40 wt%，或者甚至至少50 wt。/。的核，此 处公开的全部的核/壳聚合物重量百分比是基于核的所述不可熔融流 动的聚四氟乙烯和壳的所述可熔融成型的全氟聚合物的合计重量。高 达基于核PTFE和壳全氟聚合物的合计重量大约65 wt%PTFE和甚至 高达大约75 wt。/。的本专利技术的核/壳聚合物表现出有利的熔融流动性能 和物理性能。公开在实施例50B和50C中的核/壳聚合物实施方案特 别是在核/壳聚合物中在至少50 wt。/。核含量和甚至更高的核含量例如 大约95 wt。/。核时表现出有利的性能。当实施例50B和50C的实施方 案的核含量从大约75wt。/。增加时，核/壳聚合物的熔融混合产生核在 壳可熔融成型的全氟聚合物基质中的分散体变得不太确定。从高达大 约75 wt。/。核含量的核/壳聚合物模制的制品是透明到半透明，而非由 PTFE模制的制品的不透明，这证实了 PTFE是作为分散相存在的。表征核/壳聚合物和壳全氟聚合物二者的可熔融成型意思是它们 在熔融态是充分流动的，即它们可以通过熔融成型，这涉及使聚合物 经历剪切例如挤出和注射模塑来成型以产生具有足够有用强度的产 品。这种强度的一个贡献是由该核/壳聚合物熔融共混形成的膜的反复 挠曲而没有膜破裂或者断裂的能力。在这点上，核/壳聚合物优选表现 出至少500周期，更优选至少1000周期，仍然更优选至少2000周期 以及最优选大约4000周期的MIT抗挠寿命。使能够熔融成型的熔融xl05Pa.s，更优选不大于大约lxl05Pa's，和最优选不大于大约5 xl04Pa.s的熔融粘度，全部在100s"的剪切速率和大约350。C-400°C 的熔融温度。除非另有指示，否则此处所公开的熔融粘度是通过施加 到聚合物熔体的剪切应力除以施加到聚合物熔体的剪切速率来确定 的,如在F. N. Cogswell, Polymer Melt Rheology. A Guide for Industrial Practice, Woodhead Publishing出版(1996)第31页所公开的。作为实 际的例子，相等的熔融粘度是简单的从伴随着用来确定剪切速率和剪 切应力的流变仪的计算机读数来获得。物本身的熔融成型加工中i有用的。；。.二5 、 ' 、PTFE核的不可熔融流动的意思是PTFE具有如此高的熔融粘度， 以至于在熔融态时不能流动并因此无法在熔融态混合。因此，核的 PTFE本身不能通过典型的挤出和注射模塑的熔融成型方法来成型， 所述的方法包括剪切和熔融流动。替代的，该PTFE 7>知的是通过非 熔融流动操作例如PTFE/有机润滑剂混合物在典型的15。C-150°C的 温度糊状挤出，随后烧结来将PTFE粒子结合成模塑制品，如美国专 利2685707中所7>开的那样。本专利技术另外 一 方面涉及包括熔融共混上述核/壳聚合物来得到所 述的PTFE在所述的可熔融成型的全氟聚合物的基质中的分散体的方 法。在将核/壳聚合物粒子熔融混合在一起的过程中，PTFE变成分散 相，可熔融成型的全氟聚合物变成所得到的熔融共混物的连续相。连 续相是炫融可流动的全氟聚合物，通过熔融混合的组合物(composition) 的熔融成型性来证实。令人惊讶的是，即使PTFE核是不可熔融流动的，其也赋予了意 料之外的流动性能到由该核/壳聚合物所形成的熔融共混物上。取代熔 融共混物熔融粘度的永久增加，这样的核赋予炫融物触变性。因此， 当施加到该熔融共混物的剪切速率增加时，熔融共混物的粘度降4氐。 这使得核/壳聚合物能够熔融成型，即使它可包含主要比例的不可熔融 流动的PTFE。优选地，包括核/壳聚合物的熔融共混物表现出触变性， 该触变性特征在于当剪切速率从大约10s"增加到大约100s"时，熔融 粘度降低，该熔融粘度降低大于可熔融成型的全氟聚合物本身在那些同样的剪切速率下的熔融粘度降低至少大约10%,如通过后面所述的毛细流变方法来测定。另外一种令人惊讶的熔融共混性能是与可相比较的MFR的可熔融成型的全氟聚合物本身相比，所述的熔融共混 物的临界剪切速率的增加，其是增加的可挤出'性和注射模塑'性的表 示，产生了提高的生产率。临界剪切速率是挤出物的表面失去光滑性 变成粗糙外观的挤出速率，范围从鲨鱼皮外观(sharkskin appearance) 到全部熔融破坏(gross melt fracture)。优选地，本专利技术的核/壳聚合物 提供了熔融共混本文档来自技高网...

【技术保护点】
核／壳聚合物，所述的聚合物的核包括不可熔融流动的聚四氟乙烯，所述的聚合物的壳包括可熔融成型的全氟聚合物，所述的核／壳聚合物是可熔融成型的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RM阿坦，HE布奇，SK文卡塔拉曼，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]