[发明专利]具有来自四氟乙烯、六氟丙烯以及具有羧基和可聚合碳-碳双键的烃单体的重复单元的可熔融加工的半结晶的含氟聚合物以及包含可熔融加工的半结晶的含氟聚合物层的多层制品

说明书

背景信息

公开领域

本公开一般涉及具有重复单元的可熔融加工的半结晶的含氟聚合物以及包含可熔融加工的半结晶的含氟聚合物层的多层制品，所述重复单元来自四氟乙烯、六氟丙烯以及具有羧基和可聚合碳-碳双键的烃单体。

相关领域描述

含氟聚合物因它们的低表面能和高耐热和耐化学品性而成为重要的商业产品。然而，它们的低表面能通常导致对基底的粘合性差。

已知某些官能团可改变部分氟化聚合物的粘合性能。到目前为止，在部分氟化聚合物的聚合反应期间混入此类基团而不显著降低所需的聚合物性能，已取得了有限的成功。包含官能团的单体可能不与氟化单体共聚，或可能在共聚反应期间造成其它不可取的效应。此外，并入包含官能团的单体可能不利地影响所得聚合物的热稳定性或耐化学品性。

因此，需要还具有粘合性能的热稳定并且耐化学品的含氟聚合物。

可由已知的方法在金属基底上形成部分氟化的聚合物涂层，其中使金属表面变粗糙并且涂覆底漆，然后涂覆沉积在其上然后熔融的部分氟化的聚合物颗粒。这种使金属变粗糙和使用底漆增加了工业生产方法的复杂性和成本。

因此，需要耐热和耐化学品的含氟聚合物还具有对金属的粘合性能，而无需底漆或使金属表面变粗糙。

一个商业方法涉及使含氟聚合物管经受化学试剂的表面处理、电晕放电处理或等离子放电处理，然后通常用粘合剂涂覆。然后将非氟化聚合物如聚酰胺挤出到如此改性的含氟聚合物管的外表面上。此粘合方法增加了该工业生产方法的复杂性和成本并且降低了该工业生产方法的产量。

因此，需要无需此表面处理的含氟聚合物，并且其中有可能在合理的加工温度下通过熔融加工方法如共挤出，与非氟化聚合物一起形成多层制品。

具有非氟化聚合物层和氟化聚合物层的多层制品受益于氟化聚合物的特性如耐热性和化学物质不可渗透性，并且受益于非氟化聚合物的特性如高强度、高韧性、重量轻、加工性好、柔韧和可买得起。已发现，具有氟化聚合物层和聚酰胺层的多层制品可在由内燃机供能的装置中用于燃料供应。在此类制品中，需要邻近的氟化聚合物层和聚酰胺层彼此粘合。

然而，具有非氟化聚合物层和氟化聚合物层的多层制品一般受到界面粘合性低的困扰，这可能在使用时造成分层和结构损坏。

已进行了尝试来力图通过共混来增强此类制品的层间粘合力。在期望氟化聚合物与聚酰胺粘合的情况下，已公开了作为粘合剂的聚酰胺与氟化聚合物的共混物。然而，在该方法中，粘合剂的形态根据模制条件而变化，这是因为共混物中组分树脂之间的固有相容性差。形态的改变还不利地影响粘合剂层自身的粘合强度，以及其与其它层的粘合性。此外，此技术不会提高氟化聚合物自身的粘合性而仅是利用共混物的粘合性。此类共混聚合物的使用对所期望的氟化聚合物特性造成损害。

已进行了尝试来力图通过将氟化聚合物改性来增强此类制品的层间粘合性。在期望氟化聚合物与聚酰胺粘合的情况下，已通过例如接枝或共聚将氟化聚合物改性以包含酸酐基团。然而，在这些方法中，改性的氟化聚合物受到多种缺点的困扰，例如，在熔融加工聚酰胺所需的温度下缺乏可熔融加工性；没有结晶熔点并且具有不适用于熔融加工技术如共挤出的非晶形和弹性体特性；或改性的氟化聚合物包含较大量的酸酐基团，并且受到热不稳定性和化学物质不可渗透性降低的困扰。

因此，需要具有非氟化聚合物层和氟化聚合物层的多层制品，其中：(1)非氟化聚合物和氟化聚合物彼此强力粘合；(2)制品易于通过常规的熔融加工方法如共挤出制成；以及(3)制品具有氟化聚合物特性如耐热性和化学物质不可渗透性，并且具有非氟化聚合物特性如高强度、高韧性、重量轻、加工性好、柔韧和可买得起。

发明内容

本文描述了可熔融加工的半结晶的含氟聚合物，所述含氟聚合物因与多种基底强力粘合，因在合理的加工温度下可使用常规方法熔融加工，以及因具有可用于商业应用范围内的耐热性和耐化学品性，而满足了工业要求。

本文描述了可熔融加工的半结晶的含氟聚合物，所述含氟聚合物包含：(a)约2重量％至约20重量％的来自六氟丙烯(本文中还被称为HFP)的重复单元；(b)约0.001重量％至约1重量％的来自具有羧基和可聚合碳-碳双键的烃单体(本文中还被称为官能团单体或FG)的重复单元；和(c)其余重量百分比的来自四氟乙烯(本文中还被称为TFE)的重复单元。

以上综述以及以下发明详述仅出于示例性和说明性的目的，而不是对本发明进行限制，本发明受所附权利要求的限定。