CN1005984B - 氟塑料合金及其制造 - Google Patents

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Abstract

本发明的氟塑料合金由任意重量比的可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯与一种或一种以上其他塑料，如聚三氟氯乙烯，聚偏氟乙烯，四氟乙烯和乙烯的共聚物，聚乙烯，聚丙烯，聚砜，聚酰亚胺，聚碳酸酯，聚苯醚或聚苯硫醚所组成，采用粉共磨或干粉湿法共磨的共混方法制造，制成的氟塑料合金，可在７０－１５０ｋｇ／ｃｍ2压力冷压然后烧结，成直接热压成各种制品。

Description

氟塑料合金及其制造
本发明是关于由可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯和一种或一种以上的其他塑料组成的氟塑料合金及其制造方法。
在中国科学院上海有机化学研究所申请的，段友芦等人发明的专利中（专利号85100490），发明了可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯和聚四氟乙烯，制造及应用。这种氟塑料合金，其性能超过聚四氟乙烯，除具有聚四氟乙烯同样优良的耐高温，耐腐蚀，电绝缘性好和表面不粘等性质外，聚四氟乙烯难加工和易冷流的缺点，能热压加工成各种制品。但这种氟塑料合金，与聚四氟乙烯以外的其他塑料比较，机械强度和硬度不够高，成本又较贵，因而其应用范围受到限制。
本发明的目的在于制造可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯和除聚四氟乙烯外的其他塑料组成的氟塑料合金相比较，有的具有更好的机械强度，有的硬度增加，有的成本下降，有的加工性进一步改善，加工温度降低。
本发明所用的其他塑料包括聚三氟氯乙烯，聚乙烯，聚丙烯，聚砜，聚酰亚胺，聚碳酸酯，聚苯醚和聚苯硫醚等，这些树脂均为商品树脂。
按本发明，使用的可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯树脂（其生产方法为中国科学院上海有机化学研究所申请的，段友芦等发明的专利，申请号为85100491），为模塑粉，可热塑加工，其熔融粘度大于1×104泊，熔融指数小于0.8克/10分钟，六氟丙烯含量（重量）为12-30%，重约分子量大于20万，室温抗张强度大于270kg/cm2。
本发明使用的其他塑料可分为三类
一类是氟塑料，如聚三氟氯乙烯，聚偏氟乙烯和四氟乙烯与乙烯的共聚物等。这些氟塑料不是全氟型的氟塑料，含有氢或其他卤素元素，其耐温性，耐腐蚀性，电绝缘性和表面不粘等性质均不如聚四氟乙烯和聚全氟乙丙烯那样好。可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯树脂，与这些氟塑料相比，其机械强度，硬度和与金属的粘接强度均较低，制造可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯与这些氟塑料的共混合金，其目的在于克服它们的缺点，发挥各自的优点，制造出一类既有优良的物理机械性能，又有优良的耐高温，耐腐蚀，电绝缘性和表面不粘等性能的可热塑加工的氟塑料合金。第二类是含碳氢的大品种通用塑料，如聚乙烯和聚丙烯。这类塑料与氟塑料相比，成本便宜，量大面广，但耐温性，耐腐蚀性，电绝性和表面不粘性均较差。制造可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯与这类塑料的共混合金，其目的在于制造一类成本便宜，用途广泛而又兼有氟塑料优良性能的氟塑料合金。
本发明使用的第三类塑料是含芳杂环的高聚物，如聚砜，聚酰亚胺，聚碳酸酯，聚苯醚和聚苯硫醚等。这些塑料与氟塑料相比，机械强度高，硬度大，耐辐照性好，但耐腐蚀性等不如氟塑料。制造可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯与这些塑料的共混合金，其目的在于制造出一类物理机械性能更优良的氟塑料合金。
本发明的可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯分别与聚三氟氯乙烯，聚偏氟乙烯，四氟乙烯和乙烯的共聚物，聚乙烯，聚丙烯，聚砜，聚酰亚胺，聚碳酸酯，聚苯醚和聚苯硫醚等组成的氟塑料合金，其组成配比为任意重量比。
本发明的氟塑料合金采用于粉共磨或干粉湿法共磨方法制造。将一定重量比的可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯和上述其他塑料，分别用胶体磨磨细，然后混合磨均匀，用40-80目筛子过筛，即可用于加工成型。这些树脂混磨时，也可用湿法（用水，乙醇，乙酸乙酯或它们的混合物将树脂润滑）混磨。用湿法混磨的树脂需经烘干，然后过筛。
鉴于本发明采用的许多塑料有溶剂。因此，也可将这些塑料溶于各自的溶剂中，然后加入磨细的可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯，磨混均匀，脱去溶剂，过筛再热压成型。所用的聚合物溶剂对为：聚三氟氯乙烯-邻或对-氯三氟甲苯，聚偏氟乙烯-二甲基乙酰胺，聚乙烯-二甲苯，聚丙烯-十氢萘，聚砜-氯仿，聚碳酸酯-氯仿，聚苯醚-氯仿，聚酰亚胺-二甲基乙酰胺。
可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯和上述塑料组成的氟塑料合金，可热塑加工成各种制品。其加工温度取决于可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯和与之配对的另一种塑料的加工温度。一般来说，氟塑料合金的加工温度介于其两组成塑料加工温度之间。
可采用热压加工成型或冷压烧结加工成型。冷压加工和热压加工的压力为70-150kg/cm2。冷压加工烧结和热压加工的温度如下：可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯和聚三氟氯乙烯组成的氟塑料合金为250-330℃，和聚偏氟乙烯组成的氟塑料合金为200-330℃，和四氟乙烯与乙烯的共聚物组成的氟塑料合金为280-350℃，和聚乙烯组成的氟塑料合金为150-350℃，和聚丙烯组成的氟塑料合金为200-330℃，和聚砜组成的氟塑料合金为200-320℃，和聚酰亚胺组成的氟塑料合金为250-320℃，和聚碳酸酯组成的氟塑料合金为250-350℃，和聚苯醚组成的氟塑料合金为300-320℃，和聚苯硫醚组成的氟塑料合金为300-350℃。
本发明可用下列实例描述和介释，当然并不局限于此。除另有说明外，其中所有的百分比均为重量比。
实例1
将可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯（F44）和聚三氟氯乙烯（F2）按表1所列比例，用干法或湿法（包括用邻或对-氯三氟甲苯（作溶剂）共混，制成氟塑料合金，在70-150kg/cm2压力下冷压然后烧结，或直接热压成型，其室温抗张强度和伸长率见表1。
表1.可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯（F44）和F2组成的氟塑料合金
Figure 86100550_IMG1
实例2
将可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯F46和聚偏氟乙烯（F2）按表2所列比例，用干法或湿法（包括用二甲基甲酰胺作溶剂或用二异丁酮作润湿剂共混，制成氟塑料合金，在70-150kg/cm2压力下冷压然后烧结，或直接热压成型。
表2.可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯（F46）和聚偏氟乙烯（F2）组成的氟塑料合金
Figure 86100550_IMG2
实例3
将可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯（F46）与四氟乙烯和乙烯的共聚物（F40）按表3所列比例，用干法或湿法共混，制成氟塑料合金，在70-150kg/cm2压力下冷压然后烧结，或直接热压成型。
表3.可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯（F46）和F40组成的氟塑料合金
实例4
将可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯F46和聚乙烯（PE）按表4所列比例，用干法或湿法（包括用二甲苯作溶剂）共混，制成氟塑料合金，在70-150kg/cm2压力下冷压，然后烧结，或直接热压成型。
表4.可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯F46和聚乙烯（PE）组成的氟塑料合金
Figure 86100550_IMG4
实例5
将可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯F46和聚丙烯（PP）按表5所列比例，用干法或湿法（包括用十氢萘作溶剂）共混，制成氟塑料合金，在70-150kg/cm2压力冷压然后烧结，或直接热压成型。
表5.可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯F46和聚丙烯（PP）组成的氟塑料合金
实例6
将可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯F46和聚砜按表6所列比例，用干法或湿法（包括用氯仿作溶剂）共混，制成氟塑料合金，在70-150kg/cm2压力下冷压然后烧结，或直接热压成型。
表6.可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯F46和聚砜组成的氟塑料合金
Figure 86100550_IMG6
实例7
将可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯F46和聚酰亚胺（PI）按表7所列比例，用干法或湿法（包括用二甲基乙酰胺作溶剂）共混，制成氟塑料合金，在70-150kg/cm2压力下热压成型，或冷压后烧结成型。
表7.可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯F46和PI组成的氟塑料合金
Figure 86100550_IMG7
实例8
将可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯F46和聚碳酸酯（PC）按表8所列比例，用干法或湿法（包括用氯仿作溶剂）共混，制成氟塑料合金，在70-150kg/cm2压力热压成型。
表8.可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯F46和PC组成的氟塑料合金
Figure 86100550_IMG8
实例9
将可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯F44和聚苯醚（PPO）按表9所列比例，用干法（或湿法包括用氯仿作溶剂）共混，制成氟塑料合金，在70-150kg/cm2压力下热压成型。
表9.可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯F46和PPO组成的氟塑料合金
实例10
将可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯F46和聚苯硫醚（PPS）按表10所列比例，用干法或湿法共混，制成氟塑料合金，在70-150kg/cm2压力下热压成型。
表10.可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯F44和聚苯硫醚（PPS）组成的氟塑料合金
Figure 86100550_IMG10

Claims (7)

1、氟塑料合金，其特征在于它是由可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯与选自下述一种或一种以上其他塑料所组成：聚三氟氯乙烯，聚偏氟乙烯，四氟乙烯和乙烯的共聚物，聚乙烯，聚丙烯，聚砜，聚酰亚胺，聚碳酸酸，聚苯醚或聚苯硫醚。
2、权利要求1所述的氟塑料合金，采用的可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯是模塑粉，其六氟丙烯含量为12-30%（重量），其重均分子量大于20万，熔融粘度大于1×104泊，熔融指数小于0.8克/10分钟。
3、权利要求1所述的氟塑料合金，是由重量比为1-99∶99-1的可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯分别与聚三氟氧乙烯，聚偏氟乙烯，四氟乙烯和乙烯的共聚物，聚乙烯，聚丙烯，聚砜，聚酰亚胺，聚碳酸酯，聚苯醚或聚苯硫醚共混组成。
4、权利要求1所述的氟塑料合金是采用干粉共磨或干粉湿法共磨混合法制造。
5、权利要求4所述的制造氟塑料合金的干粉共磨混合法，是先将可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯和其他塑料，如聚三氟氯乙烯，聚偏氟乙烯，四氟乙烯和乙烯的共聚物，聚乙烯，聚丙烯，聚砜，聚酰亚胺，聚碳酸酯，聚苯醚或聚苯硫醚分别用胶体磨磨细，然后按一定重量比混合后，再用胶体磨混磨均匀，用40-80目筛过筛。
6、权利要求4所述的制造氟塑料合金的干粉湿法共磨混合法，是用溶剂，如水，乙醇，醋酸乙酯或它们的混合物，将一定重量的可热塑加工的超高分子量聚全氟乙烯与其他塑料，如聚三氟氯乙烯，聚偏氟乙烯，四氟乙烯和乙烯的共聚物，聚乙烯，聚丙烯，聚砜，聚酰亚胺，聚碳酸酯，聚苯醚或聚苯硫醚的干粉浸湿后，用胶体磨磨细并混磨均匀，然后滤去溶剂烘干，用40-80目筛过筛。
7、权利要求6所述的制造氟塑料合金的干粉湿法共磨混合法，是将聚三氟氯乙烯溶于邻或对一氯三氟甲苯，聚偏氟乙烯溶于二甲基乙酰胺，聚乙烯溶于二甲苯，聚丙烯溶于十氢萘，聚砜溶于氯仿，聚碳酸酯溶于氯仿，聚苯醚溶于氯仿，聚酰亚胺溶于二甲基乙酰胺中，然后加入一定重量的磨细的可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯，磨混均匀，脱去溶剂，过筛，再热压成型。甲苯，聚丙烯溶于十氢萘，聚砜溶于氯仿，聚碳酸酯溶于氯仿，聚苯醚溶于氯仿，聚酰亚胺溶于二甲基乙酰胺中，然后加入一定重量的磨细的可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯，磨混均匀，脱去溶剂，过筛，再热压成型。
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