由非‑熔体可加工的聚四氟乙烯颗粒和氧化铝颗粒制备的分散体纺丝氟聚合物纤维。在该含水分散体内Al2O3的浓度范围可以是约0.1％‑约5％，且特定的浓度为0.1％,1.0。混合该含水分散体与含有基体聚合物的含水基体聚合物溶液，然后挤出到凝固浴内，所述凝固浴含有使基体聚合物凝固形成携带离子物种的中间纤维结构的离子浓度。烧结该中间纤维结构，使基体聚合物分解，并使聚四氟乙烯颗粒和Al2O3颗粒凝结成共混纤维。相对于100％分散体纺丝的聚四氟乙烯纤维，所得共混的氟聚合物纤维显示出改进的性能。
【技术实现步骤摘要】
磨损改进的聚四氟乙烯(PTFE)纤维及其制造方法本申请是申请日为2014年7月25日、申请号为201480042556.6、专利技术名称为“磨损改进的聚四氟乙烯(PTFE)纤维及其制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请本申请要求2013年7月29日提交的标题为“ImprovedWearPolytetrafluoroethylene(PTFE)FiberandMethodofMakingSame”的美国非临时专利申请13/953,401的优先权，其全部内容在本文中通过参考引入。
本专利技术涉及分散体纺丝的氟聚合物纤维，和更特别地由非-熔体可加工的高分子量聚四氟乙烯颗粒和氧化铝颗粒制备的分散体纺丝的氟聚合物纤维。专利技术背景氟聚合物具有诸如极低的摩擦系数，耐磨性和耐化学性，电介质强度，耐温性之类的性能和这些性能的各种组合，这些性能使得氟聚合物可用于许多和各种各样的工业中。例如，在化学加工工业中，氟聚合物用于加衬容器和管道。生物医疗工业已发现氟聚合物可生物相容，和因此已经在人体内以发挥诊断和治疗工序可利用的可植入物部件和器件形式使用它们。在其他应用中，氟聚合物已经替代了石棉和其他高温材料。线材护套是一个这样的实例。现在通常尤其采用原始或填充的氟聚合物组分制造机动车和飞机轴承，密封件，推拉式电缆，皮带和燃料管线。典型地通过形成含聚(四氟乙烯)颗粒的含水分散体和纤维素醚基体聚合物溶液的纺丝混合物，生产分散体纺丝或湿法聚四氟乙烯(PTFE)纱线。然后在相对低压(例如，小于150磅/英寸2)下将纺丝混合物挤出通过孔隙进入到含有硫酸的凝固溶液内，使基体聚合物凝固并形成中间纤维结构。该中间纤维结构一旦洗涤不含酸和盐，则在一系列的加热辊上穿过，以干燥纤维结构并烧结PTFE颗粒成连续的PTFE长丝纱线。烧结中间PTFE纤维结构引起该结构内PTFE颗粒聚结并缠结，进而形成连续PTFE长丝纤维。专利技术概述本专利技术涉及分散体纺丝的氟聚合物纤维，它包括非-熔体可加工的高分子量聚四氟乙烯颗粒和氧化铝(Al2O3)颗粒的共混物。通过形成Al2O3颗粒和非-熔体可加工聚四氟乙烯颗粒的含水分散体，制备氟聚合物纤维，其中聚四氟乙烯颗粒具有小于约2.4的标准比重(SSG)。在该含水分散体内Al2O3的浓度范围可以是约0.1％-约5％且比浓度为0.1％-约1.0％。将聚四氟乙烯颗粒和Al2O3颗粒的含水分散体与含有基体聚合物的含水的基体聚合物溶液相混合，所述基体聚合物选自甲基纤维素，羟乙基纤维素，甲基羟丙基纤维素，羟丙基甲基纤维素，羟丙基纤维素，乙基纤维素和羧甲基纤维素。然后将该混合物挤出到凝固浴内，所述凝固浴含有使基体聚合物凝固形成携带离子物种的中间纤维结构的离子浓度。之后，烧结该中间纤维结构，使基体聚合物分解，并使聚四氟乙烯颗粒和Al2O3颗粒凝结成共混的纤维。所得共混的氟聚合物纤维，显示出改进的性能(相对于100％分散体纺丝的聚四氟乙烯纤维)适合于在轴承，轴衬，织物，皮带，隔膜，涂层，过滤器和密封件中使用。在一些实施方案中，本专利技术涉及以下项目：1.制造含氧化铝的氟聚合物纤维的方法，该方法包括：形成非-熔体可加工的聚四氟乙烯颗粒和氧化铝颗粒的含水分散体与基体聚合物的水溶液的混合物，将该混合物挤出到凝固浴内并通过在凝固浴内使基体聚合物凝固来形成中间纤维结构，和烧结该中间纤维结构以使基体聚合物分解并使聚四氟乙烯颗粒和氧化铝颗粒凝结成共混纤维。2.项目1的方法，其中在该混合物内氧化铝颗粒的浓度为约0.1％-5％。3.一种氟聚合物纤维，它包含非-熔体可加工的聚四氟乙烯颗粒和氧化铝颗粒的共混物。4.项目3的氟聚合物纤维，它包含最多约95％全氟烷氧基颗粒和最多约5％氧化铝颗粒。5.项目3的氟聚合物纤维，它具有约260℃的最大连续使用温度。6.项目3的氟聚合物纤维，它的韧度为至少约1.4gf/den。7.项目3的氟聚合物纤维，它的断裂伸长率为约10％。8.一种氟聚合物纤维，它包含含聚四氟乙烯颗粒和氧化铝颗粒的连续多丝纱线。9.项目8的氟聚合物纤维，其中聚四氟乙烯颗粒和氧化铝颗粒被凝结并缠结。10.项目8的氟聚合物纤维，进一步包括基体聚合物。详细说明本专利技术涉及分散体纺丝的氟聚合物纤维，它包括聚四氟乙烯颗粒和Al2O3颗粒的共混物。“分散体纺丝”是指通过形成不溶性氟聚合物颗粒，例如PTFE，Al2O3颗粒和通常称为氟化烯属聚合物的聚合物含水分散体，混合该分散体与含有基体聚合物的含水基体聚合物，将该混合物挤出到凝固浴内并形成中间纤维结构，从而制备纤维。然后烧结该中间纤维结构，使基体聚合物分解，和使聚四氟乙烯颗粒和Al2O3颗粒凝结成共混的纤维。PTFE的基体纺丝工艺允许包括可观浓度的Al2O3到纤维结构内，所述纤维结构具有充足的拉伸性能以供正常的纺织品加工，例如针织和编织。包括Al2O3在基体纺丝的PTFE纤维内导致具有PTFE的典型的热能力(最大连续使用温度)的真实的双组分氟聚合物纤维。进一步地，在纤维基体内包括Al2O3提供所得纺织品产品内加强的磨损特征。具体地，目前描述的基体赋予由该长丝纱线生产的织物改进的热传导性能和改进的耐切割性。所得织物可用于生产保护性布料，例如在高温应用中使用的布料和纺织品，例如层压蒸煮带。聚四氟乙烯用于本专利技术的分散体内所使用的聚四氟乙烯颗粒是聚四氟乙烯(PTFE)的非-熔体可加工颗粒，它包括非-熔融可加工的改性PTFE。聚四氟乙烯(PTFE)是指在没有存在显著量共聚单体情况下聚合的四氟乙烯本身。改性的PTFE是指PTFE与这种小浓度的共聚单体的共聚物，所得聚合物的熔点没有显著降低到低于PTFE的熔点。这种共聚单体的浓度优选小于1wt％，更优选小于0.5wt％。改性PTFE含有在烘烤(熔化)期间改进成膜能力的小量共聚单体改性剂，例如全氟烯烃，特别是六氟丙烯(HFP)或全氟(烷基乙烯基)醚(PAVE)，其中烷基含有1-5个碳原子，且优选全氟(乙基乙烯基)醚(PEVE)和全氟(丙基乙烯基)醚(PPVE)。还包括氯三氟乙烯(CTFE)，全氟丁基乙烯(PFBE)，或将庞大侧基引入到分子内的其他单体。PTFE典型地具有至少1x109Pa·s的熔体蠕变粘度。在本专利技术中所使用的分散体内的树脂当分离并干燥时，是非-熔体可加工的。这种高熔体粘度表明PTFE在熔融状态下没有流动，和因此是非-熔体可加工的。非-熔体可加工是指当通过针对熔体-可加工的聚合物用的标准熔体粘度测定工序测试时，没有检测到熔体流动。这一试验根据如下所述改性的ASTMD-1238-00：圆柱体，小孔和活塞顶端由耐腐蚀的合金HaynesStellite19(HaynesStelliteCo生产)制造。将5.0g样品引入到维持在372℃下的9.53mm(0.375英寸)内径的圆柱体内。在将样品引入到圆柱体内之后5分钟，在5000g的负载(活塞加重量)下，将它挤出通过2.10mm(0.0825英寸直径),8.00mm(0.315英寸)长的正方形边缘小孔。这对应于44.8Kpa的剪切应力(6.5磅/英寸2)。观察到没有熔体挤出物。聚四氟乙烯颗粒具有小于2.40，典型地约2.14-约2.40，优选小于约2.30，和更优选小于约2.25的标准比重(SSG)。SSG通常与PTFE或改本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氟聚合物纤维，其包含非‑熔体可加工的聚四氟乙烯颗粒和氧化铝颗粒的共混物。
【技术特征摘要】
2013.07.29 US 13/953,4011.一种氟聚合物纤维，其包含非-熔体可加工的聚四氟乙烯颗粒和氧化铝颗粒的共混物。2.权利要求1的氟聚合物纤维，其包括0.1重量％的氧化铝颗粒。3.权利要求1的氟聚合物纤维，其包括1.0重量％的氧化铝颗粒。4.权利要求1的氟聚合物纤维，其具有约260℃的最大连续使用温度。5.权利要求1的氟聚合物纤维，其韧度为至少约1.4gf/den。6.权利要求1的氟聚合物纤维，其断裂伸长率为约10％。7.权利要求1的氟聚合物纤维，其中聚四氟乙烯颗粒和氧化铝颗粒被凝结并缠结。8.权利要求1的氟聚合物纤维，其进一步包含基体聚合物。9.一种氟聚合物纤维，其包含连续多丝纱线，所述连续多丝纱线包括聚四氟乙烯颗粒和氧化铝颗粒。10.权利要求9的氟聚合物纤维，其包括0.1重量％的氧化铝颗粒。11.权利要求9的氟聚合物纤维，其包括1.0重量％的...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·D·默恩，A·R·尼尔森，T·古尔德斯特兰德，M·赫托，
申请(专利权)人：东丽含氟纤维美国公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。