[发明专利]基于聚偏氟乙烯的导电组合物

说明书

技术领域

本发明的主题是基于聚偏氟乙烯(PVDF)的导电组合物。该组合物尤其可用于例如管或管道的多层结构的制造。

所要解决的技术问题

已知PVDF提供优异的机械稳定性能、非常好的化学惰性和良好的抗老化性。对于一些应用(例如挥发性可燃溶剂或石油的输送)，必须使PVDF导电并获得小于10⁶Ω·cm的电阻率。

为获得这种水平的电阻率，必须将足够量的导电填料(例如炭黑或碳纳米管)引入PVDF中而不降低PVDF的机械性能，同时仍保持PVDF的易于挤出。通常使用挤出机进行引入(也称作配混)，并由此得到颗粒(配混物)。然后再次挤出配混物以制造成期望的形式(管、管道、容器等)。当再次挤出配混物时，需要该配混物保持其良好的机械性能和导电性能。这称作剪切稳定的配混物。

本申请人已经开发了基于PVDF的导电组合物，其显示出良好的机械性能和良好的表面电阻率并且当再次挤出该组合物时保持所述性能，也就是说，该组合物是剪切稳定的。

背景技术

国际申请WO99/33908描述了基于聚酰胺的抗静电组合物，该组合物含有具有5～200m²/g的BET表面积(ASTM D 3037-89)和50～300ml/100g的DBP吸油量(ASTM D 2414-90)的炭黑。该申请未涉及PVDF。

申请US2003/0104150描述了基于PVDF、炭黑和苯乙烯/丁二烯/甲基丙烯酸甲酯三嵌段共聚物的导电组合物。该炭黑例如是Ensaco 250。该申请未描述本发明的组合物，因为其没有描述使粘性PVDF与流体PVDF混合的优点。

申请US2003/0022997描述了基于含氟弹性体(其基于VDF、HFP和TFE(FKM))和PVDF的组合物。该组合物可使用炭黑而变得导电。该申请未描述根据本发明的组合物。

发明内容

本发明涉及包含下列的导电组合物(以重量计)：

● 30～60份的流体PVDF；

● 25～62份的粘性PVDF；

● 8～13份的导电填料；

● 0～2份的阻燃剂；和

● 0～0.05份的成核剂，

总量为100份。

优选地，该导电组合物以重量计包含：

● 35～50份的流体PVDF；

● 45～55份的粘性PVDF；

● 8～13份的导电填料；

● 0～2份的阻燃剂；和

● 0～0.05份的成核剂，

总量为100份。

优选地，该导电组合物具有小于10⁶Pa·s的熔体粘度，优选具有10²～10⁶Pa·s的熔体粘度。

本发明还涉及组合有导电组合物和热塑性聚合物或金属的多层结构。

具体实施方式

对于PVDF，其是偏氟乙烯均聚物(式CH₂＝CF₂的VDF)或PVDF共聚物(即，VDF和至少一种可与VDF共聚的其它单体的共聚物)，所述共聚物含有至少50重量％、优选至少75重量％且更优选至少85重量％的VDF。

共聚单体可为例如选自下列的含氟单体：氟乙烯；三氟乙烯(VF3)；氯三氟乙烯(CTFE)；1，2-二氟乙烯；四氟乙烯(TFE)；六氟丙烯(HFP)；全氟(烷基乙烯基)醚，例如全氟(甲基乙烯基)醚(PMVE)、全氟(乙基乙烯基)醚(PEVE)和全氟(丙基乙烯基)醚(PPVE)；全氟(1，3-间二氧杂环戊烯)；和全氟(2，2-二甲基-1，3-间二氧杂环戊烯)(PDD)。优选地，任选的共聚单体选自氯三氟乙烯(CTFE)、六氟丙烯(HFP)、三氟乙烯(VF3)和四氟乙烯(TFE)。

共聚单体还可为例如乙烯或丙烯的烯烃。

术语“流体PVDF”是指具有4～15kP、优选4～10kP熔体粘度(在230℃和100s^-1下测量)的热塑性PVDF。优选该流体PVDF是均聚物。

术语“粘性PVDF”是指具有15～40kP、优选15～30kP熔体粘度(在230℃和100s^-1下测量)的热塑性PVDF。优选该粘性PVDF是共聚物，更优选为VDF/HFP共聚物。

对于导电填料，其可例如为炭黑、石墨、碳纳米管或任意其它能够使组合物导电并防止静电积累的添加剂。炭黑是更特别优选的，这是因为其宽的商购性及其良好的性能。