多孔材料、气体传感器和用于制备多孔材料的方法技术

根据本发明专利技术的一个实施方式的多孔材料是具有大量含有聚四氟乙烯作为主组分的纤维骨架的多孔材料，其中，另一氟树脂均匀地存在于多个纤维骨架的纤维的外周表面上，并且另一氟树脂为四氟乙烯/全氟间二氧杂环戊烯共聚物、四氟乙烯/全氟甲基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯/全氟乙基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯/全氟丙基乙烯基醚共聚物或它们的组合。

Porous materials, gas sensors and methods for preparing porous materials

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多孔材料、气体传感器和用于制备多孔材料的方法
本专利技术涉及一种多孔材料、气体传感器和用于制备多孔材料的方法。本申请要求享有于2016年12月22日提交的日本专利申请第2016-249895号的优先权，并且该日本专利申请的全部内容通过引用的方式并入本文。
技术介绍
近年来，已经使用气体传感器来测量例如汽车尾气中包含的氧气浓度。这种气体传感器具有用于引入外部气体的通风口部分。对于通风口部分，要求足以应付汽车尾气的透气性和高耐热性的要求。例如，当汽车保养中使用的油渗入或粘附到通风口部分时，通风口部分的孔被堵塞，这可能导致透气性降低。因此，除了透气性和耐热性之外，通风口部分还需要具有良好的疏油性。作为用于这种通风口部分的片材，例如，已经提出了多孔片材，其中，包括拉伸的聚四氟乙烯的多孔基材的表面被涂布有四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚的共聚物(参考日本未审查专利申请公开第2005-535877号(PCT申请的译文))。上述专利申请公开中描述的多孔片材包括：包含拉伸的聚四氟乙烯的多孔基材，因此具有高耐热性。其还公开了：在该多孔片材中，可以通过使用四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚的共聚物涂布表面来提高所述多孔基材的表面侧的疏油性。关于提高拉伸的多孔聚四氟乙烯膜疏油性的技术，还提出了防水透气过滤器，其中，拉伸的多孔聚四氟乙烯膜被涂布有全氟(2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯)和四氟乙烯的共聚物(参见日本未审查专利申请公开第5-320255号)。引用列表专利文献PTL1：日本未审查的专利申请公开第2005-535877号(PCT申请的译文)PTL2：日本未经审查的专利申请公开第5-320255号
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施方式的多孔材料是具有大量含有聚四氟乙烯作为主组分的纤维骨架的多孔材料，其中，另一氟树脂均匀地存在于多个纤维骨架的纤维的外周表面上，并且另一氟树脂为四氟乙烯/全氟间二氧杂环戊烯共聚物、四氟乙烯/全氟甲基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯/全氟乙基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯/全氟丙基乙烯基醚共聚物或它们的组合。根据本专利技术的另一实施方式的气体传感器在通风口部分包括所述多孔材料。根据本专利技术的另一实施方式的用于制备多孔材料的方法为用于制备具有大量含有聚四氟乙烯作为主组分的纤维骨架的多孔材料的方法，所述方法包括混合聚四氟乙烯粉末、另一氟树脂和含氟的有机溶剂的混合步骤，和使通过混合得到树脂组合物挤出的挤出步骤，其中，所述另一氟树脂为四氟乙烯/全氟间二氧杂环戊烯共聚物、四氟乙烯/全氟甲基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯/全氟乙基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯/全氟丙基乙烯基醚共聚物或它们的组合。附图说明图1是示出根据本专利技术的实施方式的多孔材料的示意性立体图。图2是示出包括图1中的多孔材料的气体传感器的示意图。具体实施方式[本公开要解决的技术问题]在上述专利申请公开中描述的现有多孔片材和防水透气过滤器中，多孔基材和拉伸的多孔聚四氟乙烯膜的表面侧上的疏油性通过涂布而得以部分增强。因此，当涂层由于例如多孔基材和拉伸的多孔聚四氟乙烯膜的表面侧的损坏而剥离时，疏油性可能变得不足。此外，在多孔片材和防水透气过滤器中，当增加涂层的量以在一定程度上解决多孔基材和拉伸的多孔聚四氟乙烯膜的表面侧上的损坏时，该涂层可能堵塞多孔基材和拉伸的多孔聚四氟乙烯膜的孔隙。因此，难以充分同时提高多孔片材和防水透气过滤器的透气性和疏油性。本专利技术是基于上述情况做出的。本专利技术的一个目的是提供一种具有高透气性和疏油性的多孔材料和气体传感器，以及用于制备所述多孔材料的方法。有益效果本专利技术的多孔材料和气体传感器具有高透气性和疏油性。根据本专利技术的用于制备多孔材料的方法，可以制备具有高透气性和疏油性的多孔材料。最佳实施方式首先，将列出并描述本专利技术的实施方式。根据本专利技术的一个实施方式的多孔材料是具有大量含有聚四氟乙烯(PTFE)作为主组分的纤维骨架的多孔材料，其中，另一氟树脂均匀地存在于多个纤维骨架的纤维的外周表面上，并且另一氟树脂为四氟乙烯/全氟间二氧杂环戊烯共聚物(TFE/PDD)、四氟乙烯/全氟甲基乙烯基醚共聚物(TFE/MFA)、四氟乙烯/全氟乙基乙烯基醚共聚物(TFE/EFA)、四氟乙烯/全氟丙基乙烯基醚共聚物(TFE/PFA)或它们的组合。所述多孔材料具有大量含有PTFE作为主组分的纤维骨架，并且在纤维骨架包围的区域中形成多个孔隙。由于所述另一氟树脂均匀地存在于所述纤维骨架的纤维的外周表面上，所以多孔材料具有高透气性和疏油性。即，由于所述另一氟树脂还存在于位于多孔材料内部的纤维的外周表面上，所以即使表面侧被损坏，也可以抑制多孔材料的疏油性的下降。此外，在多孔材料中，由于另一氟树脂均匀地存在于纤维的外周表面上，因此由于该氟树脂的局部集中而堵塞孔隙的可能性较低。相对于100质量份的PTFE，所述另一氟树脂的含量优选为0.08质量份以上且2.0质量份以下。当所述另一氟树脂相对于100质量份PTFE的含量在上述范围内时，可以充分提高疏油性，同时所述另一氟树脂的用量保持相对较低。所述多孔材料优选具有30体积％以上且80体积％以下的孔隙率。当所述孔隙率在上述范围内时，可以充分提高透气性，同时抑制强度的下降。所述另一氟树脂优选还存在于大量纤维骨架的纤维内部。当所述另一氟树脂还存在于大量纤维骨架的纤维内部时，抑制了所述另一氟树脂与纤维的分离。因此，可以抑制由于所述另一氟树脂的分离而导致的疏油性的下降。根据本专利技术的另一实施方式的气体传感器在通风口部分包括所述多孔材料。由于气体传感器在通风口部分包括多孔材料，通风口部分的透气性和疏油性都可以得到充分增强。根据本专利技术的另一实施方式的用于制备多孔材料的方法为用于制备具有大量含有PTFE作为主组分的纤维骨架的多孔材料的方法，所述方法包括混合PTFE粉末、另一氟树脂和含氟的有机溶剂的混合步骤，和使通过混合得到树脂组合物挤出的挤出步骤，其中，所述另一氟树脂为TFE/PDD、TFE/MFA、TFE/EFA、TFE/PFA或它们的组合。所述用于制备多孔材料的方法可以制备具有大量含有PTFE作为主组分的纤维骨架的多孔材料，并且其中另一氟树脂均匀地存在于纤维骨架的纤维的外周表面上，因此该多孔材料具有高透气性和疏油性。在本专利技术中，术语“主组分”指的是具有最高含量的组分，例如，具有50质量％以上的含量的组分。术语“孔隙率”指的是在具有孔隙的多孔材料中的孔隙总体积占该多孔材料体积的百分比。孔隙率可由(V1-V0)/V1×100计算，其中，V0表示具有孔隙的多孔材料的固体体积，该固体体积由多孔材料的固体部分的质量和密度计算，以及V1表示具有孔隙的多孔材料的表观体积，该表观体积包括多孔材料的孔体积。在下文中，将适当参考附图描述根据本专利技术的实施方式的多孔材料、气体传感器和用于制备多孔材料的方法。[多孔材料]图1中的多孔材料具有大量的纤维骨架，所述纤维骨架包含PTFE作为主组分。在多孔材料1中，另一氟树脂均匀地存在于大量纤维骨架的纤维的外周表面上，并且另一氟树脂为TFE/PDD、TFE/MFA、TFE/EFA、TFE/PFA或它们的组合。另一氟树脂优选可溶于有机溶剂。在这种情况下，相对于共聚物的总量，另一氟树脂中的PDD、MFA、EFA和PFA的共聚比率的下限优选为40摩尔％，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔材料，其包括多个纤维骨架，所述纤维骨架包含聚四氟乙烯作为主组分，其中，另一氟树脂均匀地存在于所述多个纤维骨架的纤维的外周表面上，以及所述另一氟树脂为四氟乙烯/全氟间二氧杂环戊烯共聚物、四氟乙烯/全氟甲基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯/全氟乙基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯/全氟丙基乙烯基醚共聚物或它们的组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.22 JP 2016-2498951.一种多孔材料，其包括多个纤维骨架，所述纤维骨架包含聚四氟乙烯作为主组分，其中，另一氟树脂均匀地存在于所述多个纤维骨架的纤维的外周表面上，以及所述另一氟树脂为四氟乙烯/全氟间二氧杂环戊烯共聚物、四氟乙烯/全氟甲基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯/全氟乙基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯/全氟丙基乙烯基醚共聚物或它们的组合。2.根据权利要求1所述的多孔材料，其中，相对于100质量份的聚四氟乙烯，所述另一氟树脂的含量为0.08质量份以上且2.0质量份以下。3.根据权利要求1或2所述的多孔材料，其中，所述多孔材料具有30体积％以上且80体积％以下的孔隙率。4.根据权利要求1、2或3的多孔材料，其中，所述另一氟树脂也存在于所述多个纤维骨架的纤维内...

【专利技术属性】
技术研发人员：林文弘，宇野敦史，铃木良昌，室谷保彦，碓井孝幸，
申请(专利权)人：住友电工超效能高分子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP