[发明专利]聚四氟乙烯水性分散液及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚四氟乙烯(以下称为PTFE)水性分散液及其制造方法。

背景技术

在纯水、聚合引发剂、全氟辛酸铵等全部碳数为8的含氟阴离子系表面活性剂(以下称为APFO)及石蜡稳定剂的存在下，使四氟乙烯(以下称为TFE)单体聚合，藉此通过乳液聚合法获得含有PTFE微粒的PTFE水性乳液聚合液形态的PTFE(参照氟树脂手册，第28页，里川孝臣编，日刊工业新闻社发行)。

聚合后的PTFE水性乳液聚合液通过在其中添加非离子系表面活性剂将其作为PTFE低浓度水性分散液使用，或者被浓缩作为PTFE高浓度水性分散液使用。此外，作为根据需要掺入了非离子系表面活性剂、填料和其它公知成分的PTFE水性分散液使用，但工业领域还未能实现从PTFE水性分散液中除去APFO。

该APFO在自然界中很难被分解，所以希望其在产品中的含量尽可能低。

在WO 00/35971号(日本专利公表特许2002-532583号)中，作为减少APFO含量的方法，提出了采用离子交换树脂获得APFO浓度被降低了的PTFE水性分散液的方法，但实际上APFO浓度被降低了的PTFE水性分散液存在摩擦稳定性(rubbing stability)下降的问题。

对PTFE水性分散液施加了摩擦作用或剪切作用时，PTFE微粒纤维化，形成为凝集物，存在分散液的均一性易受损的倾向。因此，APFO浓度降低了的PTFE水性分散液的摩擦稳定性下降，可能会造成送液时的泵堵塞或涂布加工时产生凝集物而导致的厚度不均或异物产生。

要求PTFE水性分散液的润湿性和厚涂性的用途中，以往采用在PTFE水性分散液中掺入大量非离子系表面活性剂的方法。例如，如果掺入相对于PTFE质量为6～12质量％的非离子系表面活性剂，则在APFO浓度较低时存在液体显著增粘、涂膜加厚的问题。此外，APFO浓度低时，存在裂纹极限厚度(厚涂时开始产生裂纹的厚度)减小、涂膜易产生裂纹的问题。

在WO 03/020836号(日本专利公表特许2005-501956号)中提出了通过添加不含氟原子的阴离子系表面活性剂来调节PTFE水性分散液的粘度的方法。但是，使用了例示的作为含硫原子的阴离子系表面活性剂的月桂基硫酸钠时，烧结后的涂膜产生黄褐色的着色，且烧结后的涂膜中硫酸钠作为离子性杂质残留，因此不适用于印刷基板等电子材料用途。

发明的揭示

本发明的目的是提供在APFO浓度低时也可改善PTFE水性分散液的摩擦稳定性、防止增粘、防止涂膜产生裂纹、烧结后的涂膜的着色少、不会产生离子性杂质等问题的具备良好特性的PTFE水性分散液。此外，本发明的目的是提供即使以APFO浓度低的PTFE低浓度水性分散液作为原料也可获得高PTFE浓度的PTFE高浓度水性分散液的PTFE高浓度水性分散液的制造方法。

本发明者为了解决上述课题进行认真研究后发现，通过掺入特定的含氟羧酸盐，即使在APFO浓度低时PTFE水性分散液的摩擦稳定性也可得到改良，粘度上升被抑制，可防止涂膜产生裂纹，烧结后的涂膜的着色减少，不出现离子性杂质等问题。此外，发现通过在PTFE低浓度水性分散液中加入特定的含氟羧酸盐并浓缩，即使以APFO浓度低的PTFE低浓度水性分散液为原料，通过添加特定的含氟羧酸盐并浓缩，可获得高PTFE浓度的PTFE高浓度水性分散液，藉此完成了本发明。

即，本发明提供PTFE水性分散液，其特征在于，含有55～70质量％的平均粒径为0.1～0.5μm的PTFE微粒，相对于PTFE的质量为0.0001～0.02质量％的通式(1)所示的含氟羧酸盐，相对于PTFE的质量为1～20质量％的通式(2)及/或通式(3)所示的非离子系表面活性剂，以及相对于PTFE的质量为0.01～0.3质量％的通式(4)所示的含氟羧酸盐；

通式(1)：R¹-COOX

式中，R¹为碳数7的、氢原子的90～100％被氟原子取代的可含1～2个醚性氧原子的烷基，X为铵离子，

通式(2)：R²-O-A-H

式中，R²为碳数8～18的烷基，A是由5～20个氧乙烯基和0～2个氧丙烯基构成的聚氧化烯链，

通式(3)：R³-C₆H₄-O-B-H

式中，R³为碳数4～12的烷基，B为由5～20个氧乙烯基构成的聚氧乙烯链，