[发明专利]含氟聚合物膜及其制备方法

说明书

相关甲请的交叉引用

本申请与2011年2月25日申请的美国临时专利申请61/446，752相关，并要求享有该申请的优先权，在此其全部内容通过引用并入本发明。

发明领域

本发明主要涉及聚合物膜和聚合物膜的制备方法，更具体地说，涉及具有改进的粘合性的含氟聚合物层的膜及这些膜的制备方法。

发明背景

含氟聚合物是一些或全部氢被氟取代的一类链烷烃热塑性聚合物。含氟聚合物之所以闻名是由于它们对大多数化学品都呈惰性、耐高温以及它们的低摩擦系数。大部分含氟聚合物，尤其是聚氯三氟乙烯(PCTFE)和乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)，展现出优异的阻隔性能，使得它们成为特别适于用作阻隔包装材料以及许多其它应用的聚合物材料。然而，含氟聚合物与大部分其它材料没有牢固地粘合，事实上，众所周知的是它们的不粘性。

因此，人们期望提供具有含氟聚合物层的膜，该膜与第二层材料更牢固地粘合。而且，还期望提供此类膜的制备方法。此外，通过本发明后面的详细描述和所附权利要求，结合本发明的附图和背景技术，本发明的其他期望特征和性能将变得明显。

发明概述

本文提供膜和膜的制备方法。根据一个示例性的实施方案，膜包含含氟聚合物层和分散于该含氟聚合物层各处的官能化聚合物，所述含氟聚合物层具有表面并包含熔融可加工的含氟聚合物。一部分所述官能化聚合物位于含氟聚合物层的表面上用于与第二个层键合。

根据另一个示例性的实施方案，本发明提供膜的制备方法。所述方法包括熔融共混官能化聚合物和熔融可加工的含氟聚合物以形成含氟聚合物共混物的步骤。由所述含氟聚合物共混物形成含氟聚合物层，使得所述含氟聚合物层具有分散于含氟聚合物层各处的官能化聚合物，且一部分所述官能化聚合物位于含氟聚合物层表面用于与第二个层键合。

详细描述

下列详细描述仅仅是示例性质的，无意限制本发明或本发明的应用与使用。此外，也无意通过先前本发明背景技术或下列详细描述中存在的任何理论来束缚本发明。

本发明设想的各个实施方案涉及具有含氟聚合物层的膜和该膜的制备方法，所述膜可以与第二层材料牢固地粘合。本发明中使用的术语“膜”是指单层膜、多层膜、片材和层压材料，它们皆具有平的和／或波形形状。膜的各个实施方案包括含氟聚合物层，所述层通过熔融共混官能化聚合物和熔融可加工含氟聚合物形成含氟聚合物共混物并通过使所述含氟聚合物共混物成型为层而形成。所述熔融共混方法为将所述官能化聚合物以熔融态引入熔融可加工的含氟聚合物中，从而使得所述官能化聚合物分散于含氟聚合物共混物的各处，包括所形成的含氟聚合物层的表面。

单独的熔融可加工的含氟聚合物具有相对低的表面能，因为其缺少官能性，例如缺少除氟以外的官能团。因此，没有经过表面处理(例如等离子，电晕，等等)的熔融可加工的含氟聚合物具有低的粘合性能。但是，当将所述官能化聚合物引入含氟聚合物层时，提高了含氟聚合物层表面与第二层材料表面的粘合。在一个示例性的实施方案中，所述官能化聚合物包含—种或多种官能团，例如，羰基部分、羧酸部分、胺部分、羟基部分，其组合等，其能够与另一种材料形成键，例如化学键或共价键。优选地，一部分所述官能化聚合物位于含氟聚合物层的表面，其中存在与相邻的第二层材料键合的官能团。发明人发现，如果官能化聚合物以相对较小但有效的量存在，则官能化聚合物在含氟聚合物层表面的浓度适于形成与第二层材料的键以将所述第二层牢固地粘合至含氟聚合物层，而没有损害所述含氟聚合物的期望性能(例如阻隔性能等)。

在一个示例性的实施方案中，可以包括熔融可加工的含氟聚合物的共混物的熔融可加工的含氟聚合物以含氟聚合物层的约80-约99.5重量％(wt％)，优选约90-约99wt％的量存在。特别地，所述熔融可加工的含氟聚合物是可以熔融而基本不使含氟聚合物劣化的含氟聚合物。熔融可加工的含氟聚合物的一些非限制性实例是聚氯三氟乙烯、乙烯-氯三氟乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、四氟乙烯-全氟代(烷基乙烯基醚)共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物和四氟乙烯-乙烯共聚物。也可以使用本领域技术人员已知的其他熔融可加工的含氟聚合物。替代地，聚四氟乙烯(例如，)是通常不熔融的可加工的含氟聚合物的实例，因为其在熔融时会显著降解。