[发明专利]结构化致密含氟聚合物薄膜及其制造方法

说明书

结构化含氟聚合物薄膜包括高度至少是相应非结构化含氟聚合物薄膜厚度两倍的多个结构；以及在约125℃的温度下以双轴拉伸曲线进行测量时，与相应非结构化含氟聚合物薄膜相比，至少20％的位移诱导期增加。另外，该结构化含氟聚合物薄膜的甲烷渗透率小于500微克*微米/厘米²/分钟。结构化含氟聚合物薄膜在制造和/或使用期间表现出较高的抗应变性并保持了阻隔性能。

技术领域

本公开大致涉及结构化致密含氟聚合物薄膜和包含结构化致密含氟聚合物薄膜的制品以及制备该薄膜的相关方法。

背景技术

含氟聚合物薄膜在各种产品和装置中使用以提供针对一系列液体(包括液体和气体)的屏障。已经构造了整体式和多组分的多层薄膜。然而，尚未发现合适的含氟聚合物薄膜，该薄膜在制造和使用在相对较低温度下发生变形的产品和装置期间提供了热稳定性、高强度、薄度、化学惰性以及阻隔性能(例如，抗水蒸气渗透性)的保持。

用作阻隔层的含氟聚合物薄膜的一个示例是聚四氟乙烯(PTFE)。PTFE是化学惰性的，并且可以在宽温度范围内承受严苛的化学环境。例如，PTFE呈现了在其它聚合物快速降解的恶劣化学环境中作为材料使用的实用性。

在一些情况下，可以使用膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)替代PTFE使用。ePTFE的节点和原纤维微结构的强度比PTFE更高，同时仍保留了PTFE的化学惰性和宽温度范围相容性。然而，ePTFE的孔隙率可能并不适合用作低表面张力流体的阻隔层，因为表面张力低于50达因-厘米的流体能通过ePTFE薄膜。

一个解决方法是使用致密含氟聚合物薄膜，例如致密化ePTFE。致密薄膜的特征为高耐水蒸气性(即，低水蒸气渗透性)。虽然致密薄膜已经成功应用于需要具有良好化学抗性和抗水蒸气渗透性的薄材料的许多应用，当薄膜经受各种应变量(例如，在产品或装置的制造或使用期间)时，致密薄膜的阻隔性能常常会降低或下降。因此，需要致密含氟聚合物薄膜，所述致密含氟聚合物薄膜呈现出高抗应变性且在制造和/或使用期间保持其阻隔性能。

发明内容

根据一个示例(“示例1”)，结构化含氟聚合物薄膜包括致密含氟聚合物薄膜。致密含氟聚合物薄膜包括高度是相应非结构化含氟聚合物薄膜厚度至少两倍的多个结构。结构化含氟聚合物薄膜还包括：在约125℃的温度下以双轴拉伸曲线进行测量时，与相应非结构化含氟聚合物薄膜相比，至少20％的位移诱导期增加。

根据示例1以外的另一示例(“示例2”)，结构化含氟聚合物薄膜沿至少一个方向的结构密度为至少1/毫米。

根据示例1或2以外的另一示例(“示例3”)，该结构化含氟聚合物薄膜的甲烷渗透率小于500微克*微米/厘米²/分钟。

根据示例1-3中任一项以外的另一示例(“示例4”)，该结构化含氟聚合物薄膜的空隙体积小于20％。

根据示例1-4中任一项以外的另一示例(“示例5”)，结构化含氟聚合物薄膜沿至少一个方向的基质拉伸强度/矩阵拉伸强度(matrix tensile strength)大于或等于约7.0MPa。

根据示例1-5中任一项以外的另一示例(“示例6”)，与相应非结构化含氟聚合物薄膜的位移诱导期相比，结构化含氟聚合物薄膜的位移诱导期增加至少20％。

根据示例1-6中任一项以外的另一示例(“示例7”)，结构化含氟聚合物薄膜包括聚四氟乙烯(PTFE)。

根据示例7以外的另一示例(“示例8”)，PTFE是PTFE均聚物、改性PTFE、四氟乙烯(TFE)共聚物或其组合。

根据示例1-8中任一项以外的另一示例(“示例9”)，当与相应未结构化含氟聚合物薄膜相比时，结构化含氟聚合物薄膜的单位面积质量增加至少5％。