[发明专利]含氟聚合物水分散体及含氟聚合物热塑树脂组合物的制备

说明书

本发明涉及用含氟聚合物作为热塑树脂组合物中的添加剂，具体地说，涉及一种含氟聚合物的稳定的水分散体以及含有含氟聚合物的热塑树脂组合物的制备方法。

采用含氟聚合物，特别是聚四氟乙烯(PTF)作为热塑树脂组合物的防滴添加剂和阻燃添加剂是已知的。由于直接将含氟聚合物并入热塑树脂基质比较困难，所以含有含氟聚合物的防滴剂和阻燃剂通常采用含氟聚合物预混物形式，即以某种方式使含氟聚合物事先与少量的第二聚合物完成混合。例如，美国专利第5,521,230号揭示了一种PTFE水分散体与聚碳酸酯树脂的蒸汽凝滴技术，以形成适合在热塑树脂组合物中用作防滴剂的PTFE浓缩物。美国专利第4,579,906号揭示了PTFE热塑树脂粉末与热塑树脂基质，如SAN基质或ABS基质以及其他阻燃剂的熔融共混，以生产阻燃的热塑树脂组合物。906号专利中的PTFE热塑树脂粉末是借助已经被乙氧基化的壬基酚所稳定的PTFE的水分散体与苯乙烯-丙烯腈(SAN)树脂的水乳液或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂的水乳液的共凝固制备的，其中PTFE水分散体以乙氧基化的壬基酚表面活性剂作为稳定剂。然后，让PTFE-热塑树脂共凝固组合物沉降下来，经过干燥后获得PTFE-热塑树脂粉末。

尽管将含氟聚合物并入阻燃的热塑树脂组合物的技术是已知的，但是该技术还需要进一步改进。已知的技术通常使用含氟聚合物的水分散体，该分散体通常采用乙氧基化的壬基酚表面活性剂作为稳定剂。使用乙氧基化的壬基酚正在受环保方面的审查，所以使含氟聚合物的水分散体稳定的替代方法是非常符合需要的。借助共凝固技术能够并入含氟聚合物-热塑树脂组合物的含氟聚合物的数量有限，因此需要提供一种含氟聚合物含量较高的含氟聚合物添加剂。共凝固的含氟聚合物与热塑树脂的组合物由于结块和缺乏流动性处理起来非常困难，因此，将这种添加剂均匀地再现地并入热塑树脂组合物也相当困难。含氟聚合物添加剂在热塑树脂组合物内分布不均匀可能导致表面缺陷(如出现条纹和喇叭形)和不一致的燃烧性能(如不均匀的收缩速率和熔滴)。从物料处理和改进热塑树脂组合物的均匀性和再现性两个方面看来，含氟聚合物-热塑树脂添加剂需要以自由流动粉末形式出现。

第一方面，本发明涉及一种含氟聚合物的水分散体，在该分散体中每100份重量的分散体包括1至80份重量的含氟聚合物，并且每100份重量的含氟聚合物包括0.1至10份重量的脂肪酸盐。

本发明的含氟聚合物水分散体中没有乙氧基化的壬基酚并且呈现良好的机械稳定性。在使含氟聚合物分散体稳定方面，本发明的稳定的含氟聚合物水分散体中所用的脂肪酸盐在各个方面都比乙氧基化的壬基酚表面活性剂更有效。

第二方面，本发明涉及制作用于热塑树脂的含氟聚合物添加剂的方法。该方法包括：

(a)将含氟聚合物与第二聚合物合并，其中所述含氟聚合物以含氟聚合物的稳定的水分散体形式存在，其中每100份重量的分散体包括1至80份重量的含氟聚合物，并且每100份重量的含氟聚合物包括0.1至10份重量的脂肪酸盐；

(b)使合并后的含氟聚合物与第二聚合物沉降以形成沉降物；以及

(c)使沉降物干燥，以形成含氟聚合物添加剂。

这种方法避免使用乙氧基化的壬基酚，因此不产生含乙氧基化的壬基酚的废液。用这种方法制作的含氟聚合物添加剂容易处理、容易并入热塑树脂组合物、并且含氟聚合物含量比较高。

第三方面，本发明涉及一种制作含有含氟聚合物添加剂的热塑聚合物组合物的方法。该方法包括：

(a)将含氟聚合物与第二聚合物合并，其中所述含氟聚合物以含氟聚合物的稳定的水分散体形式存在，其中每100份重量的分散体包括1至80份重量的含氟聚合物，并且每100份重量的含氟聚合物包括0.1至10份重量的脂肪酸盐；

(b)使合并后的含氟聚合物与第二聚合物沉降以形成沉降物；以及

(c)使沉降物干燥，以形成含氟聚合物添加剂。

(d)将含氟聚合物添加剂与热塑树脂混合，以形成含有含氟聚合物的热塑树脂组合物。

这种方法避免使用乙氧基化的壬基酚，因此不产生含乙氧基化的壬基酚的废液，并且允许将含氟聚合物均匀地再现地并入热塑树脂组合物。

I.稳定的含氟聚合物水分散体

在优选的实施方案中，每100份重量的含氟聚合物水分散体包括：(i)水，优选去矿物质水；(ii)20至55份重量的含氟聚合物，优选35至45份重量的含氟聚合物；以及(iii)在每100份重量的含氟聚合物中包含O.5至6份重量的脂肪酸盐，优选1至4份重量的脂肪酸盐。