[发明专利]具有低表面张力、低液体粘度以及高固体含量的氟代离聚物分散体

说明书

本发明涉及一种用于制造特定的(全)氟代离聚物液体组合物的方法，该方法除其他之外包括氟化作用以及使用一种极性溶剂的处理中的至少一项，涉及由此得到的具有改进的固体含量/表面张力/液体粘度折衷的液体组合物，涉及其用于制造复合材料薄膜的用途并且涉及由此可获得的复合材料薄膜。

技术领域

本申请要求于2009年6月12日提交的欧洲申请号09161429.7的优先权，出于所有的目的该申请的全部内容通过引用结合在此。

本发明涉及一种用于制造具有低表面张力、低液体粘度以及高固体含量的氟代离聚物分散体的方法，涉及所述氟代离聚物分散体，涉及它们用于制造复合材料薄膜的用途并且涉及由此得到的复合材料薄膜。

背景技术

已知(全)氟化的离子交换聚合物的液体组合物用于离子交换膜的制造以及有可能的修复、用于含有传导性和非传导性颗粒的薄膜涂层、并且用于许多其他用途中。虽然此类组合物有时被称为溶液，但这些组合物一般被认为是聚合物颗粒的分散体(换言之，是胶态悬浮体)。

液体组合物典型地通过将(全)氟化的离子交换聚合物溶解/悬浮在一种适当的水性或水-醇的介质中而制备。对于获得此类液态分散体有用的方法值得注意地在US4433082(DUPONT DE NEMOURS)21.02.1984、GB 1286859(DU PONT)23.08.1972、EP 1004615A(AUSIMONT S.P.A.)31.05.2000和US 6150426(DUPONT DE NEMOURS)21.11.2000中进行了传授。

尽管如此，所述液体组合物总体上经受液体粘度、表面张力与固体含量之间的差的折衷所制。实际上，总体上理解为，为了实现最佳的多孔支持物的浸渍，重要的是：

-减小液体粘度，以便将液体在该支持物的孔隙率内的渗透能力最大化并且限制其薄膜的厚度；

-减小表面张力，以增加对于低表面张力支持物(通常是ePTFE)的可湿润性；

-提高固体含量，以便将(全)氟代离聚物的涂覆/浸渍量值最大化，从而在溶剂蒸发之后留在这种多孔支持物结构中。

在该分散体中同时满足所有以上提及的要求的失败典型地在最终的浸渍步骤中提供了一种具有不均匀的氟代离聚物分布的多孔支持物。

典型地，在现有技术的液体组合物中，通过加入极性有机溶剂(例如醇类)或表面活性剂获得了表面张力的减小：尽管如此，这种添加典型地同时产生了液体粘度的增加，该液体粘度的增加对于该浸渍过程是有害的并且阻止了同时固体量的增加，这个后者的参数对于液体粘度的进一步增加负责。

而且，已知多项技术，根据这些技术(全)氟代离聚物经受了用于改进某些性能的特殊处理，特别是在其燃料电池的运行中。

因此，文件US 2008292935(DU PONT DE NEMOURS)27.11.2008以及WO 2008/054420(DU PONT DE NEMOURS)08.05.2008披露了用于制造特定的氟代离聚物分散体的方法，该方法除其他之外包括将一种氟代离聚物氟化并且将所述氟化的氟代离聚物分散到一种水/醇的混合物中，如在US 4433082(DUPONT DE NEMOURS)21.02.1984中描述的。

尽管如此，如此获得的分散体未能提供一种改进的表面张力/液体粘度/固体含量的折衷并且因此对于制造以下复合材料薄膜是不合适的，这些薄膜具有遍及该多孔支持物的厚度均匀的氟代离聚物含量。

发明的披露内容

本申请人现在已经发现了通过在液体组合物的制造中采取一种特殊的技术，有可能获得满足以上提及的要求的(全)氟代离聚物，并且它们因此适合于制造以下复合材料薄膜，这些薄膜具有遍及该多孔支持物的整个厚度均匀的(全)氟代离聚物分布以及在该支持物孔隙率中包含的高含量的氟代离聚物。