[发明专利]包含四氟乙烯和一种或多种全氟化烷基烯丙基醚共聚单体的含氟聚合物

说明书

本发明公开了四氟乙烯共聚物，制备所述聚合物的方法，以及包含所述聚合物的制品和制造所述制品的方法。

描述

背景技术

四氟乙烯(TFE)的共聚物是已知的。由TFE和全氟(烷基乙烯基)醚(PAVE)制成的共聚物是可商购获得的并且通常称为“PFA”。PFA聚合物的示例包括由TFE和PPVE-1制成的共聚物(US-A-3 635 926)以及由TFE/PPVE-1和HFP制成的三元共聚物(DE-A-26 39 109)和含有全氟乙基乙烯基醚(WO-A-97/07147)或全氟甲基乙烯基醚(US-A-4 864 006)代替PPVE-1的共聚物产品。其他示例包括EP 1 328 562 B1中描述的聚合物。在JP 2004,244 504 A1中公开了TFE与烷基烯丙基醚的共聚物，据报道它们在光透射方面具有良好的性能。在美国专利7,060,772(Hintzer等人)中已经报道了全氟烷基乙烯基和烯丙基醚与侧面上的其他醚单元一起用作四氟乙烯的共聚单体，用于制备改性PTFE。

具有高含量TFE的氟化聚合物通常通过水性乳液聚合反应制备。在这种类型的反应中，聚合在水相中进行，并且通常需要存在氟化乳化剂。具有至多8个碳原子的烷烃链的全氟化链烷酸在本领域中已广泛用于此目的。由于这些乳化剂的生物降解性差，因此希望避免使用它们。已经开发了从所得聚合物分散体中除去乳化剂的方法。还开发了不含任何氟化乳化剂或利用更多可生物降解的氟化乳化剂的聚合反应。

已经发现，全氟化链烷酸，特别是具有6-12个碳原子的那些，可以在某些类型的含氟聚合物的生产中产生，然后可以从含氟聚合物中提取，即使没有使用这种全氟化链烷酸作为乳化剂或在聚合物的生产过程中添加。因此，需要进一步提供具有良好机械性能但仅含有不显著量的可提取的全氟化链烷酸的含氟聚合物。

发明内容

在本发明的一个方面，提供了一种四氟乙烯共聚物，其熔点为约250℃至约326℃，熔体流动指数(MFI，在372℃和5kg载荷下)为0.5-50克/10分钟并且具有至少89重量％的衍生自四氟乙烯的单元和约0.5至约6重量％的衍生自至少一种全氟化烷基烯丙基醚(PAAE)共聚单体的单元和0至4重量％的衍生自一种或多种可共聚的任选共聚单体的单元，其中所述聚合物的单元总量为100重量％，并且其中所述至少一种PAAE对应于以下通式：

CF₂＝CF-CF₂-O-Rf (I)

其中Rf为具有1-10个碳原子的全氟化烷基基团。

在本发明的另一个方面，提供了一种包含四氟乙烯共聚物的水性分散体。

在另一方面，提供了一种制备上述四氟乙烯共聚物的方法，所述方法包括：

(a)使四氟乙烯、一种或多种全氟烷基烯丙基醚和任选地一种或多种可共聚的任选共聚单体以适当的量通过水性乳液聚合反应而共聚合，以便获得含有四氟乙烯共聚物的反应混合物，并且其中所述聚合反应是在未添加具有6-12个碳原子的全氟化链烷酸乳化剂的情况下进行，以及任选地，(b)在一种或多种非氟化乳化剂存在下使所述反应混合物经阴离子交换处理，以及任选地，(c)分离所述共聚物。

在另一个方面，提供了一种制备成形制品的方法，其中所述方法包括使上述四氟乙烯共聚物成为熔体中并使熔融聚合物成形。

在本发明的另一个方面，提供了一种包含上述四氟乙烯共聚物的制品。

所述共聚物是可熔融加工的，并且具有非常少量的可提取的具有6-12个碳原子的全氟化链烷酸。

具体实施方式

在本申请中：

诸如“一”或“一个”的术语旨在涵盖“一个或多个”并且可与术语“至少一个”互换使用。