[发明专利]偏二氟乙烯以及三氟乙烯聚合物

说明书

本申请要求于2010年12月22日提交的欧洲申请号10196549.9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。

技术领域

本发明涉及偏二氟乙烯共聚物和它的组合物，涉及用于制造所述共聚物的方法以及所述共聚物在电气和电子器件中的用途。

背景技术

包括衍生自三氟乙烯单体的重复单元的偏二氟乙烯共聚物由于它们的易于加工性、化学惰性和有吸引力的铁电、压电、热电以及介电特性，已经广泛用于电子包装市场。

正如所熟知的那样，术语压电的是指一种材料将电能转化为机械能（并且反之亦然）的能力，并且认为机电响应本质上与在变形或压力波动期间的尺寸变化相关。压电效应是可逆的，这在于：呈现出正压电效应的材料（在施加应力时产生电）还呈现出逆压电效应（在施加电场时产生应力和/或应变）。

铁电性是材料的特性，借此这一后者表现出自发的电极化，通过施用外部电场，它的方向可以在多个等效状态之间转换。

热电性是在加热或冷却时某些材料产生电势的能力。实际上，作为这种温度变化的结果，正电荷和负电荷通过迁移运动到相反端（即材料变为极化的），并且因此建立了电势。

总体应理解的是，在偏二氟乙烯与三氟乙烯的共聚物中，压电性、热电性、铁电性涉及具体的晶体习性，所谓的β-相，其中氢和氟原子被安排为以便给出每个晶胞的最大偶极矩。

包括衍生自偏二氟乙烯和三氟乙烯的重复单元的共聚物被典型地提供为半晶质共聚物，通过熟知的加工方法（例如挤出、注塑模制、压缩模制和溶剂流延）它可以被成型或成形为半晶质的、基本上无定向的并且无拉伸的、热塑性的薄膜或薄片或管状构造的产品。

例如，WO2009/147030（苏威苏莱克斯公司）10/12/2009披露了包括衍生自偏二氟乙烯和三氟乙烯的重复单元的聚合物，所述聚合物以60毫摩尔每Kg的偏二氟乙烯重复单元的量包括式-CF₂H和/或-CF₂CH₃的端基，它表现出改进的柔性以及可变形性，同时保持适合在电气和电子器件中使用的出色的压电、铁电、热电和介电特性。

而且，US5087679（大金工业株式会社）11/02/1992披露了用作电介质的共聚物，这些共聚物包括按摩尔计从60%至79%的衍生自偏二氟乙烯的重复单元，按摩尔计从18%至22%的衍生自三氟乙烯的重复单元，以及按摩尔计从3%至22%的衍生自氯三氟乙烯的重复单元。

然而，现有技术的偏二氟乙烯共聚物并不满足临界电要求，以符合用于高需求的大功率电子设备和微电子设备应用所要求的性能指标。

为了确保大功率电子电路、特别是以微型形式存在的大功率电子电路的恰当运行，必须借助表现良好的绝缘介电高分子材料确保邻近导体之间的恰当分离。高压电弧和泄漏电流代表在高压电路中、特别是当以高频率运行时遇到的典型问题。

为了对抗这些效应，需要开发可以有利地成型为膜和片的介电高分子材料，它们表现出高的击穿电压或介电强度值。

如已知的那样，绝缘体的击穿电压或介电强度定义了导致一部分绝缘体变得导电的最低电压。在固体绝缘材料中，这通常通过突然的电流所造成的永久性的分子的或物理的变化而在材料内产生弱化的通路。

另外，现有技术的偏二氟乙烯共聚物受制于对有利地在电子应用中使用的基底、特别是对金属基底很差的附着强度。

因此，在本领域对于偏二氟乙烯共聚物材料仍存在需要，这些材料满足这类对抗性的要求，并且被赋予改进的击穿电压或介电强度值，同时还表现出对基底、特别是对金属基底良好的或增强的附着强度，并且保持出色的热稳定性值以及压电、铁电、热电和介电特性。

发明概述

因此，本发明的目的是氟聚合物[聚合物(F)]，该聚合物包括：

-衍生自偏二氟乙烯（VDF）的重复单元；

-按摩尔计从10%至50%的衍生自三氟乙烯（TrFE）的重复单元；以及

-按摩尔计从0.01%至10%的衍生自至少一种（甲基）丙烯酸系单体[单体（MA）]的重复单元，该单体具有以下式（I）：

其中：

-R₁，R₂和R₃彼此相同或不同、独立地选自氢原子和C₁-C₃烃基团，并且

-R_OH代表氢原子或包括至少一个羟基的C₁-C₅烃部分。