基于含氟聚合物的导电组合物制造技术

本发明专利技术涉及的导电组合物含有（ｉ）含氟聚合物，（ｉｉ）导电物质和（ｉｉｉ）三嵌段共聚物ＡＢＣ，此三个嵌段Ａ、Ｂ和Ｃ以此顺序彼此相连，每个嵌段可以是均聚物，也可以是由两种或多种单体得到的共聚物，借助于共价键，或者借助通过一个共价键与这些嵌段中的一个相连和通过另一个共价键与另一个嵌段相连的中间分子使嵌段Ａ与嵌段Ｂ相连以及嵌段Ｂ与嵌段Ｃ相连，而且：嵌段Ａ与此含氟聚合物相容；嵌段Ｂ与含氟聚合物不相容，与嵌段Ａ也不相容；嵌段Ｃ与含氟聚合物、嵌段Ａ和嵌段Ｂ都不相容。本发明专利技术还涉及用上述组合物制造的零件。这些零件可以是板材、薄膜、管材、接头、离心泵的元件和容器。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于含氟聚合物的导电组合物。含氟聚合物比如PVDF(聚偏氟乙烯)，对于其耐受许多化合物的性能，因而可用于许多与腐蚀性化学流体如溶剂、汽油、酸或碱相接触的用途中是已知的。因此，制造出了能够与这些流体相接触或者浸于这些流体中的板材、零件、丝、管材、连接件、容器、精馏塔或泵的涂层。某些流体与这些含氟聚合物零件相接触而流动时可能会产生静电荷，而另外一些零件应该是接地的，这样就须要使这些零件具有导电的性能。在树脂或聚合材料中加入导电物质和/或半导体物质，如碳黑、钢纤维、碳纤维、用金、银或镍金属化的颗粒(纤维、小薄片、小球)来降低它们的表面电阻率是已知的。由于经济和容易使用，在这些物质中，碳黑是最经常使用的。除了其特定的导电性能以外，碳黑还可以象滑石粉、黏土、高岭土那样作为填料使用。专业人员都知道，当填料的含量增大时，聚合物/填料混合物的粘度就会增加。同样，当填料的含量增加时，则加了填料的聚合物的弯曲模量增加，而其抗冲击能力降低。在H.S.Katz和J.V.Milewski(Van NostrandReinhold公司)编辑的《填料和塑料增强手册》(Handbook of Fillersand Reiforcement for Plastics)-ISBN 0-442-25372-9中阐述了这些已知并可以预见的现象，具体请见第2章，第II节“填料通论”和第16章，第VI节“碳黑”。至于碳黑的电性能，Akzo Nobel公司的技术通报“KetjenblackEC-BLACK 94/01”指出，当达到碳黑的临界含量(称为渗漏域)时，配方的电阻率急剧下降。当碳黑的含量再增加时，电阻率迅速减小，一直到达一个稳定的数值(平台区)。因此，对于给定的树脂就优选在平台区使用，这时填料含量上的误差对化合物的电阻率只有很小的影响。PVDF对多轴冲击表现出脆性。添加能够使其具有导电性的物质如碳黑就使它更加脆。改善抗冲击性能不同方法的前提通常是加入柔软的弹性体相，这样在PVDF基质中就能够具有了“芯-鞘”型的形态。这种结合的主要缺点是极大地降低了耐化学性能。本专利技术的目的是得到一种基于含氟聚合物的组合物，该组合物含有能够赋予其导电性，而同时保持其耐化学性能，保持其高模量并容易使用的物质，使其抗冲击性能至少与只用PVDF基质相当。国际申请WO99/29772叙述了用三元嵌段共聚物聚苯乙烯-聚丁二烯-聚甲基丙烯酸甲酯增强PVDF的方法。如此改性的PVDF就保持了其耐化学的性能。为了赋予PVDF导电性而加入碳黑就不再叙述。现在已经发现，在含氟聚合物中加入聚苯乙烯-聚丁二烯-聚甲基丙烯酸甲酯型三嵌段共聚物和导电化合物，就得到了保持含氟聚合物的耐化学性能，具有高模量，具有很好的抗冲击性能，并且容易使用的导电聚合物。本专利技术还涉及用上述组合物制造的零件。这些零件可以是板材、薄膜、管材、接头、离心泵的元件和容器。对于含氟聚合物，指的是在其链中具有至少一种选自如下化合物的所有聚合物，它们含有能够打开进行聚合的乙烯基基团，并含有与此乙烯基直接相连的至少一个氟原子、一个氟烷基或氟烷氧基。作为单体的例子，可以举出氟乙烯、偏氟乙烯(VF2)、三氟乙烯(VF3)、三氟氯乙烯(CTFE)、1，2-二氟乙烯、四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、全氟烷基乙烯基醚，比如全氟甲基乙烯基醚(PMVE)、全氟乙基乙烯基醚(PEVE)和全氟丙基乙烯基醚(PPVE)、全氟(1，3-二氧杂环戊二烯)、全氟(2，2-二甲基-1，3-二氧杂环戊二烯)(PDD)、通式CF2＝CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2X的化合物，其中X是SO2F、CO2H、CH2OH、CH2OCN或CH2OPO3H、通式为CF2＝CFOCF2CF2SO2F的化合物、通式为F(CF2)nCH2OCF＝CF2的化合物，其中n是1、2、3、4或5、通式为R1CH2OCF＝CF2的化合物，其中R1是氢或F(CF2)z，z是1、2、3或4、通式R3OCF＝CF2的化合物，其中R3是F(CF2)z-，z是1、2、3或4、全氟丁基乙烯(PFBE)、3，3，3-三氟丙烯和2-三氟甲基-3，3，3-三氟-1-丙烯。此含氟聚合物可以是均聚物或共聚物，它还可以含有不含氟的单体比如乙烯。此含氟聚合物优选自-偏氟乙烯(VF2)的均聚物和共聚物，优选含有至少50wt％的VF2，共聚物选自与三氟氯乙烯(CTFE)、六氟丙烯(HFP)、三氟乙烯(VF3)和四氟乙烯(TFE)的共聚物；-三氟乙烯(VF3)的均聚物和共聚物；-共聚物，特别是与三氟氯乙烯(CTFE)、四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)和/或乙烯链节的基团相连的三元共聚物，任选与VF2和/或VF3链节相连。含氟聚合物优选是聚偏氟乙烯(PVDF)均聚物，按照有利的方式，其粘度为100～2000Pa·s，此粘度是借助于毛细管流变仪，在230℃下，以100s-1的剪切梯度测定的。实际上，此PVDF是适合于挤塑和注塑的。PVDF的粘度优选为300～1200Pa.s，此粘度是借助于毛细管流变仪，在230℃下，以100s-1的剪切梯度测定的。比如，商标为Kynar710或720的商品PVDF就完全适合于此配方。对于导电化合物，这是各种能够导电的化合物，作为例子可以举出金属和基于碳的化合物。作为基于碳的化合物的例子，可以举出石墨、碳黑和碳纤维。使用多元素的导电体也不超出本专利技术的范围。可以使用的基于碳的化合物在Chem Tec出版社1999年出版的《填料手册》(Handbook of Fillers)第2版，62页§2.1.22、92页§2.1.33和184页§2.2.2中都有所叙述。导电化合物最好选自碳黑碳黑可以是半导黑、导体黑，这些碳黑的BET表面都比较小。在可以使用的碳黑中，MMM Carbon公司的产品是特别令人满意的。特别要关注的是氮吸收表面积低于500m2/g的碳黑。这些碳黑的氮吸收表面积优选低于100m2/g。在这些不同的类型中特别适合于应用的是ENSACO250。对于三嵌段共聚物ABC，此嵌段共聚物包括至少三个嵌段A、B和C，嵌段A和嵌段B，嵌段B和嵌段C都借助于一个或几个简单的共价键相连。在多个共价键的情况下，在嵌段A和嵌段B之间和/或在嵌段B和嵌段C之间，可以有单个的链节或者是链节的链，将这些嵌段连接起来。在单个链节的情况下，它可以来自在合成三嵌段时使用的所述调节剂单体。在链节链的情况下，它们可以是以交替或无规次序的至少两种不同单体中的单体单元连接起来而形成的低聚物。这种低聚物可以将嵌段A和嵌段B连接起来，而连接嵌段B和嵌段C的可以是相同的低聚物，或者是不同的低聚物。如果与共聚物ABC的嵌段A相同的聚合物A(没有嵌段B和C)与处于熔融态的含氟聚合物是相容的，那么就认为此嵌段A是与含氟聚合物相容的。同样，如果与嵌段A和B相同的聚合物A和B是不相容的，就认为这两种嵌段是不相容的。一般说来，两种聚合物之间的相容性指的是在熔融状态下一种聚合物溶解于另一种聚合物中的程度，或者说它们完全混融的程度。在相反的情况下，聚合物或嵌段称为不相容。两种聚合物混合的焓越小，则它们的相容性就越大。在某些情况下，在单体之间存在着有利的特定相互作用，这表现为对于相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电组合物，含有（ｉ）含氟聚合物，（ｉｉ）导电物质和（ｉｉｉ）三嵌段共聚物ＡＢＣ，此三个嵌段Ａ、Ｂ和Ｃ以此顺序彼此相连，每个嵌段可以是均聚物，也可以是由两种或多种单体得到的共聚物，借助于共价键，或者借助中间分子使嵌段Ａ与嵌段Ｂ相连以及嵌段Ｂ与嵌段Ｃ相连，该中间分子通过一个共价键与这些嵌段中的一个相连而通过另一个共价键与另一个嵌段相连，而且：－嵌段Ａ与此含氟聚合物相容；－嵌段Ｂ与含氟聚合物不相容，与嵌段Ａ也不相容；－嵌段Ｃ与含氟聚合物、嵌段Ａ和嵌段Ｂ都不相容。

【技术特征摘要】
FR 2000-12-1 00/155911.一种导电组合物，含有(i)含氟聚合物，(ii)导电物质和(iii)三嵌段共聚物ABC，此三个嵌段A、B和C以此顺序彼此相连，每个嵌段可以是均聚物，也可以是由两种或多种单体得到的共聚物，借助于共价键，或者借助中间分子使嵌段A与嵌段B相连以及嵌段B与嵌段C相连，该中间分子通过一个共价键与这些嵌段中的一个相连而通过另一个共价键与另一个嵌段相连，而且-嵌段A与此含氟聚合物相容；-嵌段B与含氟聚合物不相容，与嵌段A也不相容；-嵌段C与含氟聚合物、嵌段A和嵌段B都不相容。2.根据权利要求1的组合物，其中的含氟聚合物是PVDF均聚物或共聚物。3.根据权利要求1或2的组合物，其中的导电物质选自石墨、碳黑、纳米碳管和碳纤维。4.根据权利要求3的组合物，其中的导电物质是氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：A博纳特，F库尔特，L莱布勒，
申请(专利权)人：阿托菲纳公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]