CN112703343A - 静电耗散性含氟聚合物复合物及由其所形成的物品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及例如流体处置系统的各种操作组件的物品，其将复合物并入到其构造中，所述复合物包含含氟聚合物基质且具有分布于所述基质内的全氟化区。并有所述复合物的导管及各种操作组件本质上具静电耗散性且具有范围在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间的表面电阻率。

Description

静电耗散性含氟聚合物复合物及由其所形成的物品
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2018年9月27日申请的第62/737,572号美国临时申请案的优先权及权益，所述申请案的全文为全部目的以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及包含含氟聚合物基质全氟化离子聚合物且具有静电耗散性质的聚合性组合物及由其所形成的物品，包含静电耗散性导管(tubing)。
背景技术
静电放电是半导体工业及其它技术应用中的流体输送及存储系统的重要技术问题。流体与流体系统中的各种操作组件(例如，导管或管路(piping)、阀、配件、过滤器等)的表面之间的摩擦接触可导致静电电荷(static electrical charge)的产生及积累。电荷产生的程度取决于各种因素，包含但不限于组件及流体的本质、流体速度、流体粘度、流体的导电性、接地通路(pathway)、液体中的乱流及剪力、流体中空气的存在及表面积。此外，在流体流经系统时，电荷可在称为流动电荷(streaming charge)的现象中被载送到下游，在所述现象中，电荷可能积累到电荷起源的位置之外。足够电荷积累可在各个过程步骤引起导管壁或管(pipe)壁处、组件表面处或甚至到衬底或晶片上的静电放电。仍然需要减轻流体输送及存储系统中的静电放电。
发明内容
如本文中描述的本发明的一些实施例涉及包含含氟聚合物基质且具有分布于所述基质内的全氟化离子聚合物区的静电耗散性聚合性复合物。其它实施例涉及并有复合物的静电耗散性导管，所述复合物包含含氟聚合物基质且具有分布于所述基质内的全氟化离子聚合物区。其它实施例涉及将复合物并入到其构造中的物品(例如流体处置系统的各种操作组件)，所述复合物包含含氟聚合物基质且具有分布于所述基质内的全氟化离子聚合物区。并有所述复合物的所述导管及各种操作组件本质上具静电耗散性且具有范围在1×104欧姆/平方(ohms/square)与1×1012欧姆/平方之间的表面电阻率。
如本文中描述的本发明的一些实施例涉及导管段。所述导管段包含导管本体，所述导管本体界定从所述导管本体的第一端到所述导管本体的第二端的流体流动路径。所述导管本体包含具有非导电含氟聚合物的第一部分及与所述第一部分接触的第二部分，所述第二部分由包含含氟聚合物基质且具有分布遍及所述含氟聚合物基质的全氟化离子聚合物区的复合物形成，使得所述导管本体具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间的表面电阻率。所述复合物中的全氟化离子聚合物的量在从所述复合物的总重量的0.01重量％到5重量％的范围内。
在一个实施例中，所述第一部分是外层且界定所述导管本体的外表面，且所述第二部分是内层且界定与流经所述流体流动路径的流体接触的所述导管本体的内表面。
在另一实施例中，所述第一部分是界定与流经所述流体流动路径的流体接触的所述导管本体的内表面的内层，且所述第二部分是界定所述导管本体的外表面的外层，其中第二层安置于第一层上方且与所述第一层接触。
在又一实施例中，所述第一部分是安置于所述第二层上方且与所述第二层接触的所述导管本体的外层，所述第二部分形成所述导管本体的内层而界定与流经所述流体路径的流体接触的所述导管本体的内表面，其中所述第一层包含在所述第一层内在从所述管状本体的所述第一端到所述第二端的方向上轴向延伸的一或多个导电条带。
如本文中描述的本发明的一些实施例涉及流体输送及存储系统的操作组件。所述操作组件包含由复合物所形成的至少一部分，所述复合物包含含氟聚合物基质且具有分布遍及所述含氟聚合物基质的全氟化离子聚合物区，使得所述操作组件具静电耗散性且具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间的表面电阻率。所述操作组件可为配件本体、阀本体、过滤器外壳、热交换器外壳、传感器外壳、泵本体、阀隔膜、破坏式密封件(breakseal)、施配头、喷雾喷嘴、混合器、容器、容器衬垫(container liner)或存储桶(storagedrum)的任一者。
如本文中描述的本发明的一些实施例涉及包含复合物的组合物，所述复合物包含含氟聚合物基质且具有分布遍及所述基质的全氟化离子聚合物区，其中所述复合物中的全氟化离子聚合物的量在从所述复合物的总重量的0.01重量％到5重量％的范围内，使得所述复合物具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间的表面电阻率。在一个实施例中，含氟聚合物是全氟烷氧基烷烃聚合物(PFA)，且全氟化离子聚合物是全氟化磺酸共聚物。在某些实施例中，全氟化磺酸共聚物呈酸性形式。
本发明的其它实施例涉及一种方法，所述方法包含：中和全氟化离子聚合物；掺和所述中性全氟化离子聚合物与含氟聚合物以形成包含分布遍及所述含氟聚合物的中性全氟化离子聚合物区的复合物；形成包含所述复合物的物品的至少一部分；及使所述物品与酸接触以将所述中性全氟化离子聚合物转化为酸性形式，其中所述物品具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间的表面电阻率。
附图说明
可结合附图考虑各种说明性实施例的以下描述而更完全理解本发明。
图1是根据本发明的实施例的方法的流程图。
图2是根据本发明的各种实施例的导管段的透视图。
图3到7展示根据本发明的各种实施例提供的导管段的横截面视图。
图8描绘根据本发明的各种实施例的操作组件。
图9描绘根据本发明的各种实施例的另一操作组件。
图10描绘根据本发明的各种实施例的又一操作组件。
虽然本发明可有各种修改及替代形式，但已在图式中通过实例展示且将详细描述本发明的细节。然而，应了解，并不希望将本发明的方面限于所描述的特定说明性实施例。恰相反，希望涵盖落在本发明的精神及范围内的全部修改、等效物及替代物。
具体实施方式
应参考图式阅读下文具体实施方式，其中不同图式中的类似元件相同地编号。具体实施方式及图式(其不一定按比例)描绘说明性实施例且并不希望限制本发明的范围。所描绘的说明性实施例仅希望为示范性的。任何说明性实施例的选定特征可并入到额外实施例中，除非有明确相反陈述。
根据各种实施例，将全氟化离子聚合物粒子与非导电含氟聚合物掺和以形成包含非导电含氟聚合物基质及分布于非导电含氟聚合物基质内的全氟化离子聚合物区的复合物。非导电含氟聚合物基质内的全氟化离子聚合物区赋予所得复合物以静电耗散性质。静电耗散性材料是具有等于或大于1×104欧姆/平方但小于1×1012欧姆/平方的表面电阻率或等于或大于1×104欧姆-平方厘米(ohms-cm2)但小于1×1011欧姆-平方厘米的体积电阻率的材料。静电耗散性材料被分类为“抗静电的”，其用于描述防止静电(staticelectricity)积聚的材料，静电积聚在用于半导体制造工业中的流体输送及存储系统中是不期望的。
根据各种实施例，用于形成静电耗散性复合物的示范性非导电含氟聚合物可包含但不限于例如以下各者的含氟聚合物：全氟烷氧基烷烃聚合物(PFA)；乙烯及四氟乙烯聚合物(ETFE)；乙烯、四氟乙烯及六氟丙烯聚合物(EFEP)；及氟化乙烯丙烯聚合物(FEP)，全部其是可熔融处理的。除提供非腐蚀性且惰性构造之外，许多含氟聚合物(例如PFA)还为可射出模制的且可挤制的。在一个实施例中，非导电含氟聚合物是全氟烷氧基烷烃聚合物(PFA)。在其它实施例中，非导电含氟聚合物可为聚四氟乙烯(PTFE)或四氟乙烯聚合物(PTFE)或经改质四氟乙烯聚合物(TFM)，其并非可熔融处理的，但可压缩模制。
将全氟化离子聚合物粒子以有效地赋予复合物以静电耗散性质的量与非导电含氟聚合物(例如PFA)掺和。一般来说，全氟化离子聚合物是包含四氟乙烯主链及以离子交换基终止的乙烯醚侧链的离子聚合物。离子交换基可为磺酸基(磺酸盐)或羧酸基(羧酸盐)。在一些情况中，全氟化离子聚合物可包含磺酸基及羧酸基的混合物。归因于离子交换基的存在，全氟化离子聚合物能够传导质子且因此具有质子传导性。然而，全氟化离子聚合物不传导阴离子或电子。
根据各种实施例，全氟化离子聚合物可为全氟化磺酸共聚物。适用于静电耗散性复合物的示范性全氟化磺酸共聚物是具有聚(四氟乙烯)主链与以磺酸基终止的全氟乙醚悬垂侧链(pendant side chain)的全氟磺酸(PFSA)聚合物。具有聚(四氟乙烯)主链与以磺酸基终止的全氟乙醚悬垂侧链的一种此全氟磺酸(PFSA)聚合物的实例是NAFIONTM。NAFIONTM是Chemours公司的商标。具有聚(四氟乙烯)主链与以磺酸基终止的全氟乙醚悬垂侧链的全氟磺酸(PFSA)聚合物的额外实例包含
Figure BDA0002976050510000041
(Asahi Glass公司)、
Figure BDA0002976050510000042
(Asahi Kasei)及
Figure BDA0002976050510000043
F(FuMA-Tech)。
在一个实施例中，全氟化离子聚合物粒子是呈其酸(H+)形式的全氟化磺酸共聚物的粒子。NAFIONTM粒子是可用于形成静电耗散性复合物的呈酸性形式的全氟化磺酸共聚物的粒子的一个实例，如本文中描述。全氟化磺酸共聚物粒子被提供为珠粒，其具有在从：100纳米到1000纳米；从100纳米到500纳米；或从100纳米到200纳米的范围内的平均珠粒大小。在一个实施例中，全氟化磺酸共聚物粒子具有约200纳米的平均珠粒大小。在一些情况中，全氟化离子聚合物粒子可以溶剂悬浮液获得。在其它情况中，全氟化离子聚合物粒子可以干燥树脂珠粒获得。
全氟化磺酸共聚物粒子以有效量分散在非导电含氟聚合物内，使得所得复合物的表面电阻率在大于1×104欧姆/平方且小于1×1012欧姆/平方的范围内，且更特定来说在从1×105欧姆/平方到1×108欧姆/平方的范围内。复合物被形成为薄片且表面电阻率是根据ASTM F1711测量。在一些实施例中，为形成复合物，首先使全氟化磺酸共聚物粒子与强碱(例如氨氢氧化物或氢氧化钠)接触以将粒子从共聚物的酸(H+)形式转化为共聚物的中性或非离子形式，以有助于掺和全氟化磺酸共聚物粒子与非导电含氟聚合物而形成包含分布于非导电含氟聚合物基质内的全氟化磺酸共聚物区的复合物。可在掺和之后通过使掺和材料与强酸(例如(举例来说)盐酸)接触而将全氟化磺酸共聚物转化回到其酸性形式。在一个实施例中，复合物中的全氟化磺酸共聚物的量在从复合物的总重量的0.01重量％到10重量％的范围内。在另一实施例中，复合物中的全氟化磺酸共聚物的量在从复合物的总重量的0.01重量％到5重量％的范围内。在又一实施例中，全氟化磺酸共聚物的量在从复合物的总重量的1重量％到5重量％的范围内。在又一实施例中，全氟化磺酸共聚物的量在从复合物的总重量的2重量％到5重量％的范围内。在一些实施例中，全氟化磺酸共聚物在最终复合物中呈酸形式。
在一个非限制性实例中，静电耗散性复合物包含PFA，其具有呈酸性形式且量在从0.01重量％到5重量％的范围内的NAFIONTM区，复合物具有1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方的表面电阻率。在另一非限制性实例中，静电耗散性复合物包含PFA，其具有呈酸性形式且量在2重量％到5重量％的范围内的NAFIONTM区，复合物具有1×105欧姆/平方与1×108欧姆/平方的表面电阻率。复合物是形成为薄片且材料的表面电阻率是根据ASTM F1711测量。
图1是概括如本文中描述的根据各种实施例的形成静电耗散性复合物的方法的流程图。在第一步骤中，使全氟化磺酸共聚物粒子与强碱(例如(举例来说)氨氢氧化物)接触以将全氟化磺酸共聚物粒子转化为其非离子或中性形式(框4)。在一些情况中，全氟化磺酸共聚物粒子可提供为溶剂悬浮液。在不希望受理论束缚的情况下，当将全氟化磺酸共聚物粒子提供为悬浮液时，可将悬浮液涂覆到非导电含氟聚合物珠粒或丸粒上。接着，蒸发溶剂而将全氟化磺酸共聚物的涂层留在含氟聚合物珠粒或丸粒上。在其它情况中，以干燥粉末的形式获得全氟化磺酸共聚物粒子且将其与非导电含氟聚合物的珠粒或丸粒掺和以形成起始材料。无论组合全氟化磺酸共聚物粒子与非导电含氟聚合物的方法为何，材料皆可被进一步处理(例如，熔融处理、压缩模制、共挤制等)以形成包含分布于含氟聚合物内的呈中性形式的全氟化离子聚合物区的复合物(框6)。接着，将复合物形成为丸粒(框8)，接着可进一步处理所述丸粒以形成物品或物品的部分，如本文中将描述。在一些情况中，取决于含氟聚合物，可挤制、射出模制、旋转模制、吹气模制或压缩模制由复合物所形成的丸粒以形成物品或物品的部分。在一个实施例中，挤制由复合物所形成的丸粒以形成导管段或导管段的一或多个层(框10)。在一些实施例中，使至少部分由复合物所形成的物品与强酸(例如(举例来说)盐酸)接触以将复合物中的全氟化磺酸共聚物转化回到其酸形式(框12)。共聚物中的转化回到酸或质子化(H+)形式的离子交换基的数目可影响所得物品的表面电阻率。在一些情况中，所得物品具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间，或更特定来说在1×105欧姆/平方与1×108欧姆/平方之间的表面电阻率。物品的表面电阻率可根据ASTMF1711测量。
在一些实施例中，导管段包含如本文中描述的静电耗散性复合物，使得导管段具静电耗散性且具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间，或更特定来说在1×105欧姆/平方与1×108欧姆/平方之间的表面电阻率。将静电耗散性材料并入到导管段中可减少导管段的外表面上因流体流经导管段所致的静电荷积聚。另外，在静电荷已积累于导管段的外表面上的程度上，将静电耗散性复合物并入到导管段中引起导管段的外表面上的积聚电荷更缓慢地流向接地。静电荷积累减少及电荷缓慢传送到接地两者可防止流体输送及存储系统中的静电放电事件。
图2是根据本发明的各种实施例的导管段的透视图。如图2中展示，导管段10大体上包含导管本体14，导管本体14界定从导管本体14的第一端22到第二端24的流体流动路径18。根据各种实施例，导管本体14经构造使得并有静电耗散性复合物，如本文中描述。在某些实施例中，形成导管段的导管本体14完全由如本文中描述的静电耗散性复合物构造而成。用于构造导管本体14的静电耗散性复合物赋予导管段10以静电耗散性质，此可减少导管段10的外表面上的静电荷积累且可减轻静电放电。在一些实施例中，导管段10形成用于在较大流体输送系统内运输流体的导管的长度。取决于所要应用及待在流体输送及存储系统内运输的流体的本质及体积，导管段10可具有多种直径及长度。在一些情况中，导管段经挤制。
用于构造导管本体14的静电耗散性复合物包含PFA基质，所述PFA基质具有分布遍及所述基质的全氟化磺酸共聚物区，使得复合物具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间的表面电阻率。在一个实施例中，全氟化磺酸共聚物是NAFIONTM。全氟化磺酸共聚物在最终产物中可呈酸性形式。用于形成内层38的静电复合物中的全氟化磺酸共聚物的量可在从：复合物的总重量的0.01重量％到10重量％；从复合物的总重量的0.01重量％到5重量％；从复合物的总重量的1重量％到5重量％；或更特定来说，从复合物的总重量的2重量％到5重量％的范围内。导管本体14可具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间，或更特定来说在1×105欧姆/平方与1×108欧姆/平方之间的表面电阻率。导管本体36的表面电阻率可根据ASTM F1711测量。
图3是根据本发明的一个实施例的导管段30的横截面视图。如图3中展示，导管段30包含形成导管本体36的外层34的第一部分，及形成导管本体36的内层38的第二部分。外层34安置于内层38的外表面上方且与内层38的外表面接触。内层38界定导管本体36的内表面42，内表面42暴露于流经界定于导管本体36中的流体流动路径44的流体且与所述流体接触。
在一些实施例中，形成导管本体的外层34的第一部分由非导电含氟聚合物形成。用于形成外层的适合非导电含氟聚合物包含但不限于例如以下各者的含氟聚合物：全氟烷氧基烷烃聚合物(PFA)；乙烯及四氟乙烯聚合物(ETFE)；乙烯、四氟乙烯及六氟丙烯聚合物(EFEP)；及氟化乙烯丙烯聚合物(FEP)。在一个实施例中，形成外层34的第一部分由PFA形成。
形成界定导管本体36的内表面42的内层38的第二部分可由静电耗散性复合物形成，所述静电耗散性复合物包含非导电含氟聚合物基质且具有分布遍及所述基质的全氟化离子聚合物区。在一些实施例中，静电耗散性复合物包含PFA基质，所述PFA基质具有分布遍及所述基质的全氟化磺酸共聚物区，使得复合物具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间的表面电阻率。在一个实施例中，全氟化磺酸共聚物是NAFIONTM。全氟化磺酸共聚物在最终产物中可呈酸性形式。用于形成内层38的静电复合物中的全氟化磺酸共聚物的量可在从：复合物的总重量的0.01重量％到10重量％；从复合物的总重量的0.01重量％到5重量％；从复合物的总重量的1重量％到5重量％；或更特定来说，从复合物的总重量的2重量％到5重量％的范围内。导管本体36可具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间，或更特定来说在1×105欧姆/平方与1×108欧姆/平方之间的表面电阻率。导管本体36的表面电阻率可根据ASTM F1711测量。
在一个实施例中，外层34可与内层38共挤制以形成导管本体36。在另一实施例中，可首先通过挤制形成内层38。接着，可在内层38上方挤制外层34以形成导管本体36。
图4是根据本发明的另一实施例的导管段40的横截面视图。如图4中展示，导管段30包含形成导管本体46的外层44的第一部分，及形成导管本体46的内层48的第二部分。外层44安置于内层48的外表面上方且与内层48的外表面接触。内层48界定导管本体46的内表面52，内表面52暴露于流经界定于导管本体46中的流体流动路径54的流体且与所述流体接触。
形成导管本体46的外层44的第一部分可由静电耗散性复合物形成，所述静电耗散性复合物包含与全氟化离子聚合物粒子掺和的含氟聚合物，如本文中描述。在一些实施例中，静电耗散性复合物包含PFA基质，所述PFA基质具有分布遍及所述基质的全氟化磺酸共聚物区，使得复合物具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间的表面电阻率。在一个实施例中，全氟化磺酸共聚物是NAFIONTM。全氟化磺酸共聚物在最终产物中可呈酸性形式。用于形成内层38的静电复合物中的全氟化磺酸共聚物的量可在从：复合物的总重量的0.01重量％到10重量％；从复合物的总重量的0.01重量％到5重量％；从复合物的总重量的1重量％到5重量％；或更特定来说，从复合物的总重量的2重量％到5重量％的范围内。导管本体可具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间，或更特定来说在1×105欧姆/平方与1×108欧姆/平方之间的表面电阻率。导管本体的表面电阻率是根据ASTM F1711进行测量。
形成导管本体46的内层48的第二部分可由非导电含氟聚合物形成。用于形成内层的适合非导电含氟聚合物包含但不限于例如以下各者的含氟聚合物：全氟烷氧基烷烃聚合物(PFA)；乙烯及四氟乙烯聚合物(ETFE)；乙烯、四氟乙烯及六氟丙烯聚合物(EFEP)；及氟化乙烯丙烯聚合物(FEP)。在一个实施例中，形成内层48的第二部分由PFA形成。
在一个实施例中，外层44可与内层48共挤制以形成导管本体46。在另一实施例中，可首先通过挤制形成内层48。接着，可在内层48上方挤制外层44以形成导管本体46。
图5A及5B展示根据本发明的其它实施例的导管段100的横截面视图。如图5A中展示，导管段100包含形成导管本体104的外层102的第一部分，及形成导管本体104的内层106的第二部分。如图5A中展示，形成外层102的第一部分包含主要非导电部分108及形成为在主要非导电部分108上或其内轴向延伸的导电材料条带110的至少一个次要导电部分。在图5A中描绘的实施例中，形成外层102(图5A)的至少一部分的主要非导电部分108由非导电含氟聚合物(例如本文中描述的非导电含氟聚合物)形成，且一或多个导电材料条带110由载有导电材料的含氟聚合物形成。载有导电材料的含氟聚合物的一个非限制性实例是载碳PFA。
在其它实施例中，如图5B中描绘，次要导电部分可被提供为安置于非导电部分108与内层106之间的中间导电层116。如图5B中展示，非导电部分108形成整个外层102且由非导电含氟聚合物(例如本文中描述的非导电含氟聚合物)形成。中间导电层116可由载有导电材料的含氟聚合物(例如(举例来说)载碳PFA)形成。此仅为一个实例。应了解，其它导电填充聚合物(特定来说含氟聚合物)可用于形成中间导电层116。
形成图5A及5B中展示的导管本体104的内层106的第二部分可由静电耗散性复合物形成，所述静电耗散性复合物包含与全氟化离子聚合物粒子掺和的含氟聚合物，如本文中描述。在一些实施例中，静电耗散性复合物包含PFA基质，所述PFA基质具有分布遍及所述基质的全氟化磺酸共聚物区，使得复合物具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间的表面电阻率。在一个实施例中，全氟化磺酸共聚物是NAFIONTM。全氟化磺酸共聚物在最终产物中可呈酸性形式。用于形成内层38的静电复合物中的全氟化磺酸共聚物的量可在从：复合物的总重量的0.01重量％到10重量％；从复合物的总重量的0.01重量％到5重量％；从复合物的总重量的1重量％到5重量％；或更特定来说，从复合物的总重量的2重量％到5重量％的范围内。导管本体104可具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间，或更特定来说在1×105欧姆/平方与1×108欧姆/平方之间的表面电阻率。导管本体的表面电阻率根据ASTM F1711进行测量。
除赋予导管本体104以静电耗散性质之外，由静电耗散性复合物所形成的内层106的存在还可提供更为惰性的内表面112用于与流经界定于导管本体106中的流体流动路径114的流体接触，且还可防止来自导电条带110的污染物被引入到流体中。
图6展示导管段200的另一示范性实施例的端面横截面视图，导管段200具有导管本体202，导管本体202包含第一部分204及形成为在导管本体202的第一部分204上或其内轴向延伸的一或多个条带208的第二部分206。第一部分204及206可在一起界定导管本体202的内表面210，内表面210暴露于流经界定于导管本体202中的流体流动路径214的流体且与所述流体接触。条带208的数目可变化。在一些实施例中，与图6中所描绘相比，导管本体202可包含更少或更多数目的条带208。
导管本体202的第一部分204可由非导电含氟聚合物形成。用于形成外层的适合非导电含氟聚合物包含但不限于例如以下各者的含氟聚合物：全氟烷氧基烷烃聚合物(PFA)；乙烯及四氟乙烯聚合物(ETFE)；及乙烯、四氟乙烯及六氟丙烯聚合物(EFEP)；及氟化乙烯丙烯聚合物(FEP)。在一个实施例中，第一部分202由PFA形成。
导管本体202的第二部分206可由静电耗散性复合物形成，所述静电耗散性复合物包含与全氟化离子聚合物粒子掺和的含氟聚合物，如本文中描述。在一些实施例中，静电耗散性复合物包含PFA基质，所述PFA基质具有分布遍及所述基质的全氟化磺酸共聚物区，使得复合物具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间的表面电阻率。在一个实施例中，全氟化磺酸共聚物是NAFIONTM。全氟化磺酸共聚物在最终产物中可呈酸性形式。用于形成内层38的静电复合物中的全氟化磺酸共聚物的量可在从：复合物的总重量的0.01重量％到10重量％；从复合物的总重量的0.01重量％到5重量％；从复合物的总重量的1重量％到5重量％；或更特定来说，从复合物的总重量的2重量％到5重量％的范围内。导管本体202可具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间，或更特定来说在1×105欧姆/平方与1×108欧姆/平方之间的表面电阻率。导管本体的表面电阻率根据ASTM F1711进行测量。
图7展示导管段300的另一示范性实施例的端面横截面视图，导管段300具有导管本体302，导管本体302包含第一部分304及形成为在第一部分304内在轴向方向上沿导管本体302的长度延伸的一或多个条带308的第二部分306。除在第一部分304内在轴向方向上沿导管本体302的长度延伸之外，一或多个条带308还具有从导管本体302的外表面310到内表面312延伸穿过第一部分304的厚度。第一部分304及形成第二部分306的一或多个条带308可一起界定导管本体302的内表面312，内表面312暴露于流经界定于导管本体302中的流体流动路径314的流体且与所述流体接触。条带308的数目可变化。在一些实施例中，与图7中所描绘相比，导管本体302可包含更少或更多数目的条带308。条带308的宽度w还可变化。
导管本体302的第一部分304可由非导电含氟聚合物形成。用于形成外层的适合非导电含氟聚合物可包含但不限于例如以下各者的含氟聚合物：全氟烷氧基烷烃聚合物(PFA)；乙烯及四氟乙烯聚合物(ETFE)；乙烯、四氟乙烯及六氟丙烯聚合物(EFEP)；及氟化乙烯丙烯聚合物(FEP)。在一个实施例中，第一部分304由PFA形成。
形成导管本体302的第二部分306的条带308可由静电耗散性复合物形成，所述静电耗散性复合物包含与全氟化离子聚合物粒子掺和的含氟聚合物，如本文中描述。用于形成复合物的含氟聚合物可与用于形成导管本体302的第一部分304的含氟聚合物相同，但不要求此。在一些实施例中，静电耗散性复合物包含PFA基质，所述PFA基质具有分布遍及所述基质的全氟化磺酸共聚物区，使得复合物具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间的表面电阻率。在一个实施例中，全氟化磺酸共聚物是NAFIONTM。全氟化磺酸共聚物在最终产物中可呈酸性形式。用于形成内层38的静电复合物中的全氟化磺酸共聚物的量可在从：复合物的总重量的0.01重量％到10重量％；从复合物的总重量的0.01重量％到5重量％；从复合物的总重量的1重量％到5重量％；或更特定来说，从复合物的总重量的2重量％到5重量％的范围内。导管本体302可具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间，或更特定来说在1×105欧姆/平方与1×108欧姆/平方之间的表面电阻率。导管本体的表面电阻率根据ASTM F1711进行测量。
除导管段之外，流体输送及存储系统的各种其它操作组件的至少一部分还可由静电耗散性复合物形成，如本文中根据各种实施例揭示。如本文中在本发明中使用的术语“操作组件”指代具有流体输入及流体输出且与导管段连接用于引导或提供流体流的任何组件或装置。术语“操作组件”还包含暴露于流体或与流体接触的组件的操作部件，例如(举例来说)阀、泵隔膜或破坏式密封件。操作组件的实例包含但不限于配件本体、阀本体、阀隔膜、过滤器外壳、热交换器外壳、传感器外壳、泵本体、隔膜、破坏式密封件、施配头、喷雾喷嘴、混合器、容器、容器衬垫、存储桶，及/或类似者。在一个实施例中，操作组件是阀本体或泵本体。在另一实施例中，操作组件是阀隔膜或泵隔膜。在一些情况中，操作组件的至少一部分(若非全部)可由复合物压缩模制而成。
图8及9描绘根据本发明的一或多项实施例的操作组件310A、310B的实例。图8描绘操作组件310A，其是配件314，且更明确来说是具有“T”形状的三通连接器(three-wayconnector)(例如，T形配件)。图9描绘阀318。T形配件314包含本体部分322及从本体部分322向外延伸的三个连接器配件326。在某些实施例中，连接器配件的外表面包含结构表面370。阀318包含本体部分330及从本体部分230向外延伸的两个连接器配件327。在某些实施例中，连接器配件的外表面包含结构表面370。
在各种实施例中，连接器配件326及237具有大体上相同的设计。如上文描述，在各种实施例中，本体部分322、330使用如本文中描述的静电耗散性复合物构造而成。例如，本体部分322或330的至少一部分可由静电耗散性复合物构造而成，所述静电耗散性复合物包含PFA基质且具有分布遍及基质的掺和全氟化磺酸共聚物区。在一个实施例中，全氟化磺酸共聚物是NAFIONTM。全氟化磺酸共聚物在最终产物中可呈酸性形式。用于形成本体部分322或330的至少一部分的静电复合物中的全氟化磺酸共聚物的量可在从：复合物的总重量的0.01重量％到10重量％；从复合物的总重量的0.01重量％到5重量％；从复合物的总重量的1重量％到5重量％；或更特定来说，从复合物的总重量的2重量％到5重量％的范围内。由复合物所形成的操作组件可具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间，或更特定来说在1×105欧姆/平方与1×108欧姆/平方之间的表面电阻率。表面电阻率根据ASTM F1711进行测量。
图10描绘又一操作组件400，其至少一部分可由如本文中描述的静电耗散性复合物形成。图10说明用于连接两个导管段的笔直连接器配件400。连接器配件400包含肩部区402，肩部区402邻近操作组件的本体部分404且向外延伸以形成颈部区406、螺纹区406a及接管(nipple)部分406b。例如本文中描述的导管段符合各种实施例，可通过接管部分406b接纳，接管部分406b可配置为例如
Figure BDA0002976050510000111
配件。
Figure BDA0002976050510000112
是恩特格里斯公司公司(Entegris,Inc)的注册商标。在某些实施例中，连接器配件400包含附接构件408，附接构件408由如本文中描述的静电耗散性复合物形成，且与本体部分404连接用于附接到外部电接触件且接着附接到接地。例如，附接构件408可连接到电接触件，所述电接触件接地以配置操作组件连接器配件用于ESD减轻。例如，附接构件408及/或本体部分404可由静电耗散性复合物构造而成，所述静电耗散性复合物包含PFA基质且具有分布遍及基质的掺和全氟化磺酸共聚物区。在一个实施例中，全氟化磺酸共聚物是NAFIONTM。全氟化磺酸共聚物在最终产物中可呈酸性形式。用于形成至少一部分的静电复合物中的全氟化磺酸共聚物的量可在从：复合物的总重量的0.01重量％到10重量％；从复合物的总重量的0.01重量％到5重量％；从复合物的总重量的1重量％到5重量％；或更特定来说，从复合物的总重量的2重量％到5重量％的范围内。由复合物所形成的附接构件408及/或本体部分404可具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间，或更特定来说在1×105欧姆/平方与1×108欧姆/平方之间的表面电阻率。表面电阻率根据ASTM F1711进行测量。
已因此描述本发明的数种说明性实施例，所属领域的技术人员将容易明白，可在所附于此的权利要求书的范围内进行且使用其它实施例。前文描述中已阐述本文件所涵盖的本发明的许多优点。然而，将了解，在许多方面，本发明仅为说明性的。可在未超出本发明的范围的情况下在细节方面、尤其是在部件的形状、大小及布置方面作出改变。当然，本发明的范围由表达所附权利要求书的语言定义。

Claims (21)

1.一种导管段，其包括：
导管本体，其界定从所述导管本体的第一端到所述导管本体的第二端的流体流动路径，其中所述导管本体包含具有非导电含氟聚合物的第一部分及与所述第一部分接触的第二部分，所述第二部分由包含含氟聚合物基质且具有分布遍及所述含氟聚合物基质的全氟化离子聚合物区的复合物形成，
其中所述导管本体具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间的表面电阻率。
2.根据权利要求1所述的导管段，其中所述复合物中的全氟化离子聚合物的量是在从所述复合物的总重量的0.01重量％到5重量％的范围内。
3.根据权利要求1所述的导管段，其中所述含氟聚合物是全氟烷氧基烷烃聚合物，且所述全氟化离子聚合物包括全氟化磺酸共聚物。
4.根据权利要求3所述的导管段，其中所述全氟化磺酸共聚物呈酸性形式。
5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的导管段，其中所述第一部分是外层且界定所述导管本体的外表面，且所述第二部分是内层且界定与流经所述流体流动路径的流体接触的所述导管本体的内表面。
6.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的导管段，其中所述第一部分是界定与流经所述流体流动路径的流体接触的所述导管本体的内表面的内层，且所述第二部分是界定所述导管本体的外表面的外层，其中所述第二层是安置于所述第一层上方且与所述第一层接触。
7.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的导管段，其中所述第一部分是安置于所述第二部分上方且与所述第二部分接触的所述导管本体的外层，所述第二部分形成界定与流经所述流体路径的流体接触的所述导管本体的内表面的所述导管本体的内层，其中所述第一层包含在所述第一层内在从所述管状本体的所述第一端到所述第二端的方向上轴向延伸的一或多个导电条带。
8.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的导管段，其中所述第二部分包括在所述第一部分内在轴向方向上沿所述导管本体的长度延伸的所述复合物的一或多个条带。
9.根据权利要求8所述的导管段，其中所述一或多个条带具有从所述导管本体的外表面延伸到内表面的厚度。
10.一种导管段，其包括：导管本体，所述导管本体界定从所述导管本体的第一端到第二端的流体流动路径，所述导管本体完全由复合物构造而成，所述复合物包含含氟聚合物基质且具有分布遍及所述含氟聚合物基质的全氟化离子聚合物区，使得操作组件具静电耗散性且具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间的表面电阻率。
11.一种操作组件，其包括：由复合物所形成的至少一部分，所述复合物包含含氟聚合物基质且具有分布遍及所述含氟聚合物基质的全氟化离子聚合物区，使得所述操作组件具静电耗散性且具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间的表面电阻率。
12.根据权利要求11的操作组件，其中所述操作组件是配件本体、阀本体、过滤器外壳、热交换器外壳、传感器外壳、泵本体、阀隔膜、破坏式密封件、施配头、喷雾喷嘴、混合器、容器、容器衬垫或存储桶中的任一者。
13.一种复合物，其包括：
复合物，其包含含氟聚合物基质，所述含氟聚合物基质具有贯穿所述基质分布的全氟化离子聚合物的区域，其中所述复合物中的所述全氟化离子聚合物的量在从所述复合物的总重量的0.01重量％到5重量％的范围内，使得所述复合物具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间的表面电阻率。
14.根据权利要求13所述的复合物，其中所述复合物中的全氟化离子聚合物的量在从所述复合物的总重量的1重量％到5重量％的范围内。
15.根据权利要求13所述的复合物，其中所述复合物中的全氟化离子聚合物的量在从所述复合物的总重量的2重量％到5重量％的范围内。
16.根据权利要求13所述的复合物，其中所述复合物具有在1×105欧姆/平方与1×108欧姆/平方之间的表面电阻率。
17.根据权利要求13到16中任一权利要求所述的复合物，其中所述含氟聚合物是以下中的任一者：全氟烷氧基烷烃聚合物；乙烯及四氟乙烯聚合物；乙烯、四氟乙烯及六氟丙烯聚合物；氟化乙丙聚合物；四氟乙烯聚合物；或改性四氟乙烯聚合物。
18.根据权利要求13到16中任一权利要求所述的复合物，其中所述含氟聚合物是全氟烷氧基烷烃聚合物。
19.根据权利要求13到16中任一权利要求所述的复合物，其中所述全氟化离子聚合物包括全氟化磺酸共聚物。
20.根据权利19所述的复合物，其中所述全氟化磺酸共聚物呈酸性形式。
21.一种方法，其包括：
中和全氟化离子聚合物；
掺和所述中性全氟化离子聚合物与含氟聚合物以形成包含分布遍及所述含氟聚合物的中性全氟化离子聚合物区的复合物；
形成包含所述复合物的物品的至少一部分；及
使所述物品与酸接触以将所述中性全氟化离子聚合物转化为酸性形式，其中所述物品具有在1×104欧姆/平方与1×1012欧姆/平方之间的表面电阻率。
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