[发明专利]氟树脂发泡体及其制造方法

说明书

本发明涉及没有交联结构和具有特定发泡膨胀率、特定的闭孔百分率和特定的泡孔结构的一种多层结构的热塑性氟树脂发泡体及其制造方法。

过去曾有人推出了氟树脂发泡体，它同时具有氟树脂的优异性能如耐热性、耐溶剂性、耐候性、电绝缘性和阻燃性，以及发泡体的性能如重量轻、缓冲性、低介电常数和绝热性。这些氟树脂发泡体曾开发了各种用途，如电绝缘体、电子材料用的磨光布或绝热片材。

US4,560,829和4,615,850中记载了用于电绝缘体的氟树脂发泡体。这两种发泡体均具有4倍左右的膨胀率，高硬度和低柔性。一些树脂不具有充分低的介电常数。特开昭62-50340(1987)和特开平4-31446(1992)公开了具有高膨胀率的发泡体，虽然没有关于硬度的叙述。所公开的发泡体具有较宽的气泡直径分布，因为每一气泡具有较大的直径，所以它们的表面不够光滑。US4,737,526和特开昭62-280236(1987)公开了具有交联结构、高膨胀率和小泡孔直径的发泡体。该发泡体不能回收。因为所用树脂是交联的，为的是赋予发泡体足够的膨胀性。这些发泡制品的制备方法只能用于可交联树脂。该方法是复杂的，还有在交联处理过程中产生酸性气体的问题。特开平5-239249公开了包含细小泡孔和具有高膨胀率的发泡体，它是通过使用高沸点的发泡剂获得的。然而，在发泡后冷却时，发泡剂在发泡体的泡孔内冷凝，因使用高沸点的发泡剂引起泡孔内压下降，从而使制品的表面光滑性变差。另外，当使用发泡制品时，尤其片状和带状的形式，制品易发生尺寸变化。

US4,842,678公开了含有氟树脂发泡体的磨光布，该发泡体具有1.5-30倍的膨胀率和300μm或300μm以上的平均泡孔直径及含有0-70％的未发泡树脂相。US4,954,141公开了由氟树脂发泡体制造的半导体晶片镜面磨光用的垫片。

上述氟树脂发泡体是主要围绕具有单一泡孔结构的发泡体的均匀性来开发的。一般来说，发泡体的力学性质能，电性能和热性能通常与泡孔直径有关。压缩弹性率和导热性与泡孔直径或正比例。撕裂强度和介电击穿电压与泡孔直径成反比例。当氟树脂发泡体用于电绝缘体时，为了提高介电击穿电压，更均匀和更细小的泡孔直径是优选的。然而，泡孔直径的微细化会降低压缩弹性率。也就是说，发泡体很难同时具有相反的特性。

构成上述磨光布的所有氟树脂发泡体具有单一泡孔结构。虽然发泡体具有优异的耐化学性并为被磨光体提供光滑表面，但是，它们缺乏长期保持恒定磨光性能的可靠性。因此，对于长期磨光来说，将磨光布表面进行调整处理(一种通过用硬物质磨光垫片表面改善或调整粗糙表面，获得具有高平坦度的磨光布的处理方法)和改变磨光条件是必要的。由于这些磨光布相对来说较软，它们在磨光处理的早期阶段不易引起加工缺陷如划痕(磨光表面上的直线痕迹)。但是，磨光布易引起晶片边缘晦暗并降低半导体的产量。一般来说，通过使用具有小的弹性形变的硬材料防止边缘晦暗，通过使用具有大的弹性形变的软材料防止加工缺陷。对于具有单一结构的磨光布来说，很难同时具有以上相反的性能。当磨光处理时，为了获得被磨光体的光滑表面，作用于磨光布的压力的略微可见的均匀性都极为重要。所以，需要一种在布的表面方向泡孔均匀分布的和在布的厚度方向硬度均匀的磨光布。

如上所述，对于具有单一泡孔结构的普通氟树脂发泡体来说，很难同时具有上述各种物理性质。

Cell Poly,Vol.12,No.3,207页(1993)公开了与氟树脂发泡体一样具有多层泡孔结构的聚碳酸酯。日本特开平4-57704(1992)记载了具有多层泡孔结构的氟树脂发泡体。然而，根据在上述现有技术中所披露的方法获得的发泡体具有大的泡孔直径和低的泡孔密度，泡孔直径的分布不够均匀。

通常，晶体树脂如氟树脂的熔融粘弹性在很大程度上取决于温度。通常很难通过控制温度来获得具有足够的膨胀率和合适的熔融粘弹性的树脂。因此，过去一直认为没有交联结构但有高泡孔密度的氟树脂发泡体的生产是相当困难的。特别是，因为全氟树脂极优异的耐溶剂性，所以认为物理发泡剂不易溶于或分散于全氟树脂和它在树脂中很难保持作为发泡剂所必需的足够量。此外，全氟树脂的熔点一般高于250℃，这样，在树脂被软化获得适合于发泡的熔融粘弹性的同时，发泡剂挥发。正如以上所解释的，一直滑人提出制备这样一种氟树脂发泡体的方法，该发泡体具有特定的膨胀率，特定的闭孔百分率，多层泡孔结构和每层中泡孔直径分布均匀。