[发明专利]包含可熔融加工型热塑性含氟聚合物的组合物及其制造方法

说明书

背景技术

含氟聚合物由于诸如耐热性、耐化学性、耐候性以及UV稳定性之类的 数种理想性质而已经被用于多种应用。含氟聚合物包括诸如四氟乙烯 (TFE)、三氟氯乙烯(CTFE)和/或偏二氟乙烯(VDF)之类的气态氟化烯 烃的均聚物，以及所述烯烃与一种或多种诸如六氟丙烯(HFP)或全氟乙烯 基醚(PVE)或非氟化烯烃(诸如乙烯(E)和丙烯(P))之类的气态或液 态共聚单体的共聚物。

含氟聚合物包括可熔融加工和不可熔融加工的聚合物。例如，聚四氟 乙烯以及四氟乙烯与少量(例如不大于0.5重量％)共聚单体的共聚物因为 高分子量和高熔融粘度而一般不可利用常规设备进行熔融加工。因此，对 于这些不可熔融加工的含氟聚合物，已经开发了若干特殊的加工技术使这 些含氟聚合物形成为所期望的制品和形状。

可熔融加工的热塑性含氟聚合物也是已知的，并且这些可熔融加工的 热塑性含氟聚合物可以由氟化和/或非氟化单体的多种组合获得。因为它们 可熔融加工，所以可以用常规设备加工。可熔融加工的热塑性含氟聚合物 包括总体上无定形的含氟聚合物和具有明显结晶度的含氟聚合物。总体上 无定形的含氟聚合物通常用于通过固化或硫化该含氟聚合物来制备含氟弹 性体。虽然弹性体性能一般是在固化之后获得的，但是用于制备含氟弹性 体的含氟聚合物常常也被称为含氟弹性体。具有明显的结晶度并因此具有 明确可测的显著熔点的可熔融加工型热塑性含氟聚合物在本领域被称为含 氟热塑性塑料或热塑性含氟聚合物。

含氟热塑性塑料的挤出速率不应高于聚合物熔体发生熔体破裂时的速 率。这在诸如线材和缆材挤出、薄膜挤出、吹胀薄膜挤塑和注塑成型之类 的热成型工艺中可能是重要的。如果挤出速率超过发生熔体破裂时的速率 (称为临界剪切速率)，则导致挤出制品具有不期望的粗糙表面。人们已 经尝试采用双峰态含氟热塑性塑料(例如THV和FEP)来提高挤出速率， 这是通过充分增宽被挤出的聚合物的分子量分布(MWD)、从而提高临界剪 切速率来实现的。然而，临界剪切速率的增加通常伴随着更低的整体机械 性能(诸如抗挠寿命)。

在线材和缆材挤出中，含氟热塑性塑料的加工速率也可以通过如下方 式来提高：利用具有较大孔口的挤出模头，然后将挤出的熔体拉伸到所期 望的最终直径。熔体拉伸通常由拉伸比来表征，所述拉伸比是以模头开口 的横截面积与最终挤出物的横截面积的比值来计算的。线材和缆材挤出物 的典型拉伸比为大约100倍。然而，此熔体拉伸操作包括高的伸长速率 (其表征了熔体拉伸的速率)，并且该伸长速率通常为1到10001/s的量 级。聚合物熔体应该显示具有足够高的拉伸粘度。否则，聚合物熔体在挤 出中的锥体稳定性将不足，从而导致不期望的挤出制品的直径变化以及频 繁的锥体断裂。

提高锥体稳定性的其它尝试包括使用全氟乙烯基醚(PVE)，例如与 FEP一起使用。人们已经尝试添加PVE(作为含氟热塑性塑料中的共聚单 体)，以便在提高含氟热塑性塑料的加工速率的同时保持机械性能。但 是，在含氟热塑性塑料中额外加入PVE提高了制造成本，这可能不是所期 望的。此外，可能发生模头沉积物(“模头流涎”)的形成，尤其是在宽 MWD的含氟热塑性塑料的情况下更是如此。在快速挤出过程(诸如线缆绝 缘材料)中，大量累积的模头沉积物脱离模头，并可能导致熔融锥体断裂 (“锥体断裂”)，从而导致生产中断。

发明内容

存在对可以在较高剪切速率下进行熔融加工并具有高的拉伸粘度的含 氟热塑性塑料的需要。还存在找到具有高临界剪切速率和/或高拉伸比而优 选不导致诸如降低机械性能、增加成本的其它缺点和/或不导致其它加工缺 点的含氟热塑性塑料的需要。有利的是，含氟热塑性塑料的热稳定性没有 受到影响或得到了改善，并且含氟热塑性塑料可以以环境友好的方式优选 通过水乳液聚合反应容易地制备。

在一个方面，本发明涉及熔点在100℃至320℃之间的可熔融加工型热 塑性含氟聚合物的组合物，其包含具有从0.93至1.0的松弛指数的第一含 氟聚合物和具有从0.3至0.92的松弛指数的第二含氟聚合物。

在另一方面，本发明涉及熔点在100℃至320℃之间的可熔融加工型热 塑性含氟聚合物的组合物，其包含具有从0至0.1的长链支化指数的第一 含氟聚合物和具有至少0.2的长链支化指数的第二含氟聚合物。