含有共聚的含氟单体和官能烃共聚单体的含氟聚合物及由此类含氟聚合物制成的制品的制作方法_4

文档序号:9793416阅读:来源:国知局
渍、喷雾和漆涂(paint)的常规方法。当含氟聚合物涂层含有分散体形式的含氟聚合物时,通常使用常规装置,例如喷雾、辊式、刮刀、帘式、凹印(gravure)涂布机,或允许施加均匀涂层,而没有条纹或其它缺陷的任何其它方法,通过流延将分散体施加至基材上。喷雾和辊式施加是最常规的施加方法。流延分散体的干涂层厚度优选为约12微米至约250微米,优选约30微米至约130微米。施加之后,干燥湿溶液或分散体以除去溶剂并热聚结(如果必需)以在基材上形成含氟聚合物涂层。对于一些含氟聚合物在其中是溶液形式的组合物,可以将制剂涂布在基材上并使其在环境温度下风干。尽管不必须生产聚结的膜,但通常需要加热以更快地干燥涂层。干燥温度优选为约25°C(环境温度)至约200°C(烘箱温度-膜温度将更低)。使用的温度还应该足够促进粘合聚合物中的官能团与聚合基材的官能团的相互作用以提供含氟聚合物涂层对基材的可靠结合。该温度随着使用的粘附聚合物和基材的官能团广泛变化,并且可以为室温至超过如下所讨论的分散体形式的含氟聚合物的聚结所需要的温度的烘箱温度。当组合物中的含氟聚合物是分散体形式时,可以除去溶剂并将含氟聚合物加热至足够高的温度,使得含氟聚合物颗粒聚结成为连续的膜。优选地,将涂层中的含氟聚合物加热至约150°C至约250°C的温度。使用的溶剂优选帮助聚结,即能够使用比没有溶剂存在的聚结所必需的温度更低的温度。因此,用于聚结聚合物的条件将随着使用的含氟聚合物、流延分散体和基材膜的厚度和其它操作条件而变化。在一个特定的实施方案中,将含氟聚合物涂层组合物施加至基材膜。优选地,基材膜包含提供官能团的底层(primer layer),所述官能团与所述相容的粘合聚合物相互作用以促进结合。优选地,基材膜是聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚氯乙烯的共挤出物。在另一实施方案中,将含氟聚合物涂层施加至基材膜的两个表面。这可以在聚合基材的两侧上同时实施或可替代地,可以将经涂布的基材干燥,转向未涂布的一侧并再次送至相同的涂布机头以将涂层施加至膜的相反侧以实现在膜两侧上的涂布。
[0041 ]说明性实施例
现在通过以下非限制性实施例对本公开内容进行举例说明。应该注意在不违背在所附权利要求书中限定的本发明的范围的情况下各种变化和修改可以应用于以下实施例和方法。因此,应该注意以下实施例应该理解为仅是说明性的,并且在任何意义下不是限制性的。
[0042] 聚(CTFE-共-VDC)共聚物-实施例1
根据本公开内容制备聚(CTFE-共-VDC)共聚物。在配备有压力计、防爆片和内部阀及出口阀的600 mL的Hastelloy Parr高压爸中制备所述共聚物。用20 bar的氮气压力吹扫高压釜以防止任何泄露。然后运行20 mm Hg真空15分钟。通过漏斗将包括引发剂TBPPi(2.13 g,9.20 mmol, 2 mol%)、共聚单体 VDC(3.10 g,32 mmol,进料中 6 mol%)和溶剂混合物(C4H5F5:200 mL,去离子水:200 mL)的反应物转移至高压釜。在液氮/丙酮混合物中冷却后,通过交换称量法(即将CTFE进料至高压釜之前和之后的重量差)引入单体CTFE(66 g,567 mmol,94mol%)。将反应器逐渐加热至74°C(P.= 8 bar)。10-20小时后停止反应(Δ P = 2 bar),并将高压釜冷却至室温。吹扫未反应的CTFE之后,CTFE的转化率确定为90%。将反应混合物滤出以除去溶剂并将所得的粗产物溶解在氯仿中,然后从冷甲醇中沉淀。在高真空下在60°C下干燥聚合物直至恒重以产生23.0克为白色粉末形式的聚(CTFE-共-VDC)共聚物(33%产率)。
[0043]通过19F(图1) (图2)和13C (图3)NMR波谱分析产物。通过使用2,5_二氯三氟苯作为外标,VDC在共聚物中的摩尔百分数确定为23 mol%。在37.8°C和100%相对湿度下熔体压制(melt-pressed)板(plaque)的水蒸气渗透分析显示0.38克/密耳/m2-天的水侵(waterintrus1n)速率。此外,共聚物的差示扫描量热(DSC)分析显示12°C的玻璃化转变温度(Tg)值和180°C的熔融温度(Tm)值。
[0044]聚(CTFE-共-VDC)共聚物-实施例2
根据本公开内容制备聚(CTFE-共-VDC)共聚物。在配备有压力计、防爆片和内部阀及出口阀的600 mL的Hastelloy Parr高压爸中制备所述共聚物。用20 bar的氮气压力吹扫高压釜以防止任何泄露。然后运行20 mm Hg真空15分钟。通过漏斗将包括引发剂TBPPi(2.13 g,
9.2mmol, 2 mol%)、共聚单体 VDC(5.80 g,60 mmol,进料中 10 mol%)和溶剂混合物(C4H5F5:200 mL,去离子水:200 mL)的反应物添加至高压釜。在液氮/丙酮混合物中冷却后,通过交换称量法(即将CTFE进料至高压釜之前和之后的重量差)引入单体CTFE(62.9 g,540 mmol,90 mol%)。将反应器逐渐加热至74°C(P_X = 5 bar)。20小时后停止反应,并将高压釜冷却至室温。吹扫未反应的CTFE之后,CTFE的转化率确定为50%。将反应混合物滤出以除去溶剂并将所得的粗产物溶解在氯仿中,然后从冷甲醇中沉淀。在高真空下在60°C下干燥聚合物直至恒重以产生18.5克为白色粉末形式的聚(01^-共-¥00共聚物(27%产率)。
[0045]通过1H、13C和19FNMR波谱分析产物。VDC在共聚物中的摩尔百分数确定为38
mol%o
[0046]聚(CTFE-共-VDC)共聚物-实施例3
根据本公开内容制备聚(CTFE-共-VDC)共聚物。在配备有压力计、防爆片和内部阀及出口阀的600 mL的Hastelloy Parr高压爸中制备所述共聚物。用20 bar的氮气压力吹扫高压釜以防止任何泄露。然后运行20 mm Hg真空15分钟。通过漏斗将包括引发剂TBPPi(2.13 g,
9.2mmol, 2 mol%)、共聚单体 VDC( 1.20 g,12 mmol,进料中 2 mol%)和溶剂混合物(C4H5F5:100 mL,去离子水:300 mL)的反应物转移至高压釜。在液氮/丙酮混合物中冷却后,通过交换称量法(即将CTFE进料至高压釜之前和之后的重量差)引入单体CTFE(68.5 g,588 mmol,
98mol%)。将反应器逐渐加热至74°C(P_x = 8 bar)。20小时后停止反应,并将高压釜冷却至室温。吹扫未反应的CTFE之后,CTFE的转化率确定为78%。将反应混合物滤出以除去溶剂并将所得的粗产物溶解在氯仿中,然后从冷甲醇中沉淀。在高真空下在60°C下干燥聚合物直至恒重以产生39.0克为白色粉末形式的聚(01^-共-¥00共聚物(56%产率)。
[0047]通过1H、13C和19FNMR波谱分析产物。VDC在共聚物中的摩尔百分数确定为16mol%。在37.8°C和100%相对湿度下熔体压制板的水蒸气渗透分析显示0.26克/密耳/m2-天的水侵速率。
[0048]聚(CTFE-共-VDC)共聚物-实施例4
根据本公开内容制备聚(CTFE-共-VDC)共聚物。在配备有压力计、防爆片和内部阀及出口阀的600 mL的Hastelloy Parr高压爸中制备所述共聚物,用30 bar的氮气压力吹扫所述高压釜以防止任何泄露。然后运行20 mm Hg真空15分钟。通过漏斗将以下反应物转移至高压釜:VDC (1.26 g,13.3 mmol, 3 mol%) ^ (NH4)2S2O8 (2.1 克,在 10 mL 去离子水中)、Na2S205(1.7克,在10 mL去离子水中)、FeS(V7H0 (1.5克,在10 mL去离子水中)、H2S〇4 (1.5克,在10 mL去离子水中)和去离子水(460 mL)。在液氮中冷却高压釜后,通过交换称量法(即将CTFE进料至高压釜之前和之后的重量差)引入CTFE(49 g,420 mmol, 97 mol%)。将反应器加热至40°C(Pmax = 10 &&0。20小时后停止反应(4? = O bar),然后将高压釜冷却至室温。吹扫未反应的CTFE(5 g)之后,将反应混合物滤出并将所得的固体在高真空下在80°C下干燥24小时直至恒重以产生37.7克的白色粉末(75%产率)。
[0049]由于聚合物在大多数有机溶剂中缺乏溶解性,未记录共聚物的NMR波谱。共聚物的差示扫描量热(DSC)分析显示30°C的玻璃化转变温度(Tg)值和220°C的熔融温度(Tm)值。元素分析表明共聚物由44.74%F、30.01%C1和19.86%C组成,%F/%C1的比率为1.49。
[0050]聚(CTFE-共-1A)共聚物
根据本公
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