CN116133853A - 分散液、复合粒子及复合粒子的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供包含四氟乙烯类聚合物的复合粒子的分散稳定性优良的分散液。还提供含有规定的四氟乙烯类聚合物和二氧化硅、在分散介质中的分散稳定性优良的、具有高极性等所希望的物性的复合粒子。该分散液包含含有熔融温度为260~320℃的四氟乙烯类聚合物及无机物的复合粒子、芳族性聚合物和液状分散介质,该分散液是所述复合粒子分散于所述液状分散介质、25℃下的粘度为1000~100000mPa·s的分散液。
Description
技术领域
本发明涉及包含四氟乙烯类聚合物的复合粒子的分散液。
本发明还涉及含有所述四氟乙烯类聚合物和二氧化硅的复合粒子及其制造方法。
背景技术
聚四氟乙烯(PTFE)等的四氟乙烯类聚合物的电特性、斥水斥油性、耐化学品性、耐热性等物性优良,近年来其粒子作为与高频带的频率对应的印刷基板材料备受关注。
专利文献1从改善印刷基板材料的流动特性、使其电特性、微细布线埋入性、耐热性及显影性提高的角度出发,公开了含有二氧化硅包覆的氟树脂粒子和树脂成分的组合物。
作为二氧化硅和四氟乙烯类聚合物的复合粒子,已知有专利文献2和专利文献3的具体实施方式。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开2017/135168号
专利文献2:日本专利特开2016-124729号公报
专利文献3:国际公开2018/212279号说明书
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是,本发明者进行研究后发现,专利文献1记载的树脂组合物在液体中溶解或分散时的均一性及分散稳定性不够,在对其进行处理时会出现问题。另外,由分散液获得的成形物中,易出现成分分布的均一性的下降,容易在成形物的外观上呈现表面粗糙等不良情况。此外,作为可使用的树脂成分而在专利文献1中具体公开的环氧树脂、马来酰亚胺化合物、氰酸酯化合物、苯并噁嗪化合物等与四氟乙烯类聚合物的组合物的加工性、所得成形物的耐热性还有改善的余地。
另一方面,四氟乙烯类聚合物的极性极低,与其它成分的亲和性也低,所以很难与二氧化硅高度地相互作用。因此,专利文献2及专利文献3的复合粒子中难以掺合入足够量的二氧化硅。
此外,以上文献的复合粒子由于二氧化硅和四氟乙烯类聚合物的相互作用较低,因此其自身的稳定性也不够,二氧化硅容易从复合粒子脱落。所以,必须要确保二氧化硅和四氟乙烯类聚合物的相互作用,二氧化硅的选择范围(二氧化硅的羟基量等)容易受限。
进一步,由于该限制,导致以上文献的复合粒子的使用形态也受限。例如,很难提高复合粒子对液状介质的亲和性,在分散有复合粒子的液态组合物的调制时,起泡严重,难以确保其分散稳定性。
本发明者经过认真研究后发现,包含含有规定的四氟乙烯类聚合物和无机物的复合粒子、芳族性聚合物和液状分散介质且所述复合粒子分散于所述液状分散介质的具备特定粘度范围的分散液的分散稳定性优良。此外,还发现由该分散液获得的成形物致密、低线膨胀系数等特别优异。
本发明者还发现,包含含有规定的四氟乙烯类聚合物和无机物的复合粒子和液状分散介质、所述液状分散介质含有沸点不同的2种液状分散介质且所述2种液状分散介质具有生成共沸混合物的关系的分散液的分散稳定性优良,并且由该分散液获得的成形物致密、以外观为代表的低线膨胀系数等特性优异。
此外,本发明者还发现,如果使用规定的四氟乙烯类聚合物并控制所得复合粒子的表面的氟和硅的原子比,则可解决以上技术问题。
本发明的目的是提供分散稳定性优良的分散液。另外,本发明的目的是提供可获得致密、以外观为代表的低线膨胀系数等特性优异的成形物的分散液。此外,本发明的目的是提供在分散介质中的分散稳定性优良、具有高极性等所希望的物性的复合粒子及其制造方法。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明具备以下形态。
<1>分散液,其包含含有熔融温度为260~320℃的四氟乙烯类聚合物和无机物的复合粒子、芳族性聚合物和液状分散介质,所述复合粒子分散于所述液状分散介质,所述分散液的25℃下的粘度为1000~100000mPa·s。
<2>如<1>的分散液,其中,所述四氟乙烯类聚合物是含有基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元且具有极性官能团的四氟乙烯类聚合物,或是相对于全部单元含2.0~5.0摩尔%的基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元且不具有极性官能团的四氟乙烯类聚合物。
<3>如<1>或<2>的分散液,其中,所述无机物是二氧化硅。
<4>如<1>~<3>中任一项的分散液,其中,所述芳族性聚合物的含量少于所述复合粒子的含量。
<5>如<1>~<4>中任一项的分散液,其中,所述芳族性聚合物是选自芳族聚酰亚胺、芳族聚酰胺、芳族聚酰胺酰亚胺、聚苯醚、液晶聚酯、芳族马来酰亚胺的至少1种。
<6>分散液,其是包含含有熔融温度为260~320℃的四氟乙烯类聚合物和无机物的复合粒子和液状分散介质且所述复合粒子分散于所述液状分散介质的分散液,其中,所述液状分散介质含有沸点不同的2种液状分散介质且所述2种液状分散介质具有生成共沸混合物的关系。
<7>如<6>的分散液,其中,所述四氟乙烯类聚合物是含有基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元且具有极性官能团的四氟乙烯类聚合物,或是相对于全部单元含2.0~5.0摩尔%的基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元且不具有极性官能团的四氟乙烯类聚合物。
<8>如<6>或<7>的分散液,其中,所述沸点不同的2种液状分散介质中的高沸点分散介质的混合量比大于所述2种液状分散介质的共沸混合物中的高沸点分散介质的组成比(质量比)。
<9>如<6>~<8>中任一项的分散液,其中,构成所述液状分散介质的沸点不同的2种液状分散介质中的至少1种为水、醇或酰胺。
<10>复合粒子,其中,含有熔融温度为260~320℃、相对于全部单元含1~5摩尔%的基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元的四氟乙烯类聚合物和二氧化硅,所述复合粒子通过X射线光电子能谱法测定的、表面的硅原子量相对于氟原子量的比值在1以上。
<11>如<10>的复合粒子,其平均粒径在2μm以上10μm以下。
<12>如<10>或<11>的复合粒子,其中,相对于100质量份所述四氟乙烯类聚合物,所述二氧化硅为15~85质量份。
<13>如<10>~<12>中任一项的复合粒子,其中,以所述四氟乙烯类聚合物为核,在所述核的表面具有所述二氧化硅。
<14>如<10>~<13>中任一项的复合粒子,其中,所述四氟乙烯类聚合物是具有极性官能团的四氟乙烯类聚合物。
<15><10>~<14>中任一项的复合粒子的制造方法,其中,在所述四氟乙烯类聚合物的熔融温度以上的温度下以浮游状态使所述四氟乙烯类聚合物的粒子和所述二氧化硅碰撞而获得所述复合粒子。
发明的效果
根据本发明,可获得分散稳定性优异的四氟乙烯类聚合物的分散液。
由本发明的分散液形成的成形物致密、外观及耐热性、电特性、低线膨胀性等物性优良,例如可用作为印刷基板的构成材料。
根据本发明,可提供在分散介质中的分散稳定性优异、具备高极性等所希望的物性的复合粒子及其制造方法。含该复合粒子的分散液涂布于基板时的涂膜的外观优良。此外,由该分散液可获得具备基于四氟乙烯类聚合物及无机物、特别是二氧化硅的优良特性(电特性、低线膨胀性等)的层叠体及膜。
具体实施方式
以下的用语具有以下含义。
“平均粒径(D50)”是指,通过激光衍射散射法求得的对象物(粒子)的体积基准累积50%径。即,通过激光衍射散射法测定对象物的粒度分布,以对象物粒子的集团的总体积为100%求出累积曲线,该累积曲线上累积体积达到50%的点的粒径。
“D90”是通过同样的方式测定的对象物的体积基准累积90%径。
对象物(粒子)的D50及D90是使粒子分散于水中、通过采用激光衍射散射式的粒度分布测定装置(株式会社堀场制作所(堀場製作所社)制,LA-920测定器)的激光衍射散射法进行分析而求得。
“熔融温度(熔点)”是指用差示扫描量热测定(DSC)法测定的聚合物的熔融峰的最大值所对应的温度。
“玻璃化温度(Tg)”是指通过动态粘弹性测定(DMA)法分析聚合物而测定的值。
“粘度”是指使用B型粘度计于25℃下在转速30rpm的条件下测定对象物(分散液或液态组合物)而求得的值。测定重复3次,取3次测定值的平均值。
“触变比”是指将对象物(分散液或液态组合物)在转速30rpm的条件下进行测定而求得的粘度η1除以在转速60rpm的条件下进行测定而求得的粘度η2而得到的值(η1/η2)。各粘度测定重复3次,取3次测定值的平均值。
“比表面积”是通过气体吸附(定容法)BET多点法对粒子进行测定而算出的值,采用NOVA4200e(美国康塔仪器公司(Quantachrome Instruments)制)求得。
聚合物中的“单元”可以是由单体直接形成的原子团,也可以是用规定的方法对所获得的聚合物进行处理而使一部分结构转化而得的原子团。聚合物中所包含的基于单体A的单元也简单记作“单体A单元”。
本发明的第1种分散液(以下也记作“本分散液A”)包含含有熔融温度为260~320℃的四氟乙烯类聚合物(以下也记作“F聚合物”)和无机物的复合粒子(以下也记作“本粒子”)、芳族性聚合物和液状分散介质。
本分散液A是本粒子分散于液状分散介质、25℃下的粘度为1000~100000mPa·s的分散液。
本分散液A的分散稳定性优异。本分散液A的分散稳定性提高的原因、本分散液A中所含有的本粒子的组成与分散稳定性的相关性和作用机理不一定明确,但例如可推测如下。
含有无机物的粒子的润湿性大幅提高。如果将这种润湿性提高的粒子添加到液状分散介质中,则形成的与其说是分散液,不如说更易形成粒子容易沉淀的清爽的悬浮液。
另一方面,本粒子含有F聚合物和无机物。与非热熔融性的四氟乙烯类聚合物相比,F聚合物不仅抗原纤性等形状稳定性优异,而且具有在单分子水平上对分子运动的限制较少的自由度高的构象。由于这样的F聚合物易于在分子集合体水平上形成微球晶,因此在其表面容易形成微小的凹凸结构而使得表面积易增加。因此,认为F聚合物的分子集合体的形状不会受损而保持稳定,物理性地紧密地附着于无机物,从而形成本粒子。另外,F聚合物的表面能低,分散稳定性低,但F聚合物与无机物结合而成的本粒子与F聚合物相比,更容易与其它粒子及液体分散介质相互作用,从而分散稳定性趋好。
此外,认为通过在液体分散介质中共存与F聚合物同为疏水性且与F聚合物具有高亲和性的芳族性聚合物,能够获得分散稳定性得到进一步提高且粘度、触变比、沉降率等分散液物性也优良的操作性优异的本分散液A。其结果是,认为由本分散液A能够获得高度具备F聚合物的物性、无机物的物性和芳族性聚合物的物性且成分均一性高、致密(空隙率低)并且电特性等优异的成形物。
本发明中,构成本粒子的F聚合物是含有基于四氟乙烯(TFE)的单元(TFE单元)的热熔融性的聚合物。F聚合物的熔融温度为260~320℃,优选为280~320℃,更优选为285~320℃。该情况下,由本分散液A形成的成形物的耐热性易趋好。
这里,热熔融性的聚合物是指存在荷重49N的条件下、熔融流体速率达到1~1000g/10分钟的温度的聚合物。
F聚合物的玻璃化温度优选为75~125℃,更优选为80~100℃。
作为F聚合物,可例举含有TFE单元和基于全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)的单元(PAVE单元)的聚合物(PFA)、含有TFE单元和基于六氟丙烯(HFP)的单元(HFP单元)的聚合物(FEP),优选PFA。作为PAVE,优选CF2=CFOCF3、CF2=CFOCF2CF3及CF2=CFOCF2CF2CF3(PPVE),更优选PPVE。
F聚合物的熔融粘度在380℃下优选为1×102~1×106Pa·s,更优选为1×103~1×106Pa·s。
F聚合物的熔融温度、玻璃化温度及熔融粘度如果在该范围内,则以上作用机理易增进。
作为F聚合物的优选形态,优选含有TFE单元和PAVE单元且具有极性官能团的聚合物(1),或含有TFE单元和PAVE单元、相对于全部单元含2.0~5.0摩尔%的PAVE单元且不具有极性官能团的聚合物(2),更优选聚合物(1)。
这些F聚合物不仅使本粒子的分散稳定性优异,而且在由本分散液A得到的聚合物层等成形物中易使本粒子更致密且均匀地分布。另外,将含有这些F聚合物的分散液涂布于基材而形成聚合物层时,易在聚合物层内形成微球晶,与其它成分的密合性易提高。其结果是,更容易获得电特性等各种物性优异的成形物。
聚合物(1)所具有的极性官能团可包含在聚合物所含有的单元中,也可包含在聚合物主链的末端基团中,优选包含在聚合物所含有的单元中。作为后一种聚合物,可例举具有来源于聚合引发剂、链转移剂等的作为末端基团的极性官能团的聚合物,或通过等离子体处理、电离辐射处理而制得的具有极性官能团的聚合物。
聚合物(1)中的极性官能团的数量相对于1×106个主链碳数优选为10~5000个,更优选为100~3000个。聚合物(1)中的含氧极性官能团的数量可以根据聚合物的组成或国际公开2020/145133号所记载的方法来定量。
作为极性官能团,优选含羟基基团、含羰基基团及含膦酰基的基团,从易提高本粒子的分散性等物性的观点考虑,优选含羟基基团及含羰基基团,更优选含羰基基团。
作为含羟基基团,优选包含醇羟基的基团,更优选-CF2CH2OH、-C(CF3)2OH及1,2-乙二醇基(-CH(OH)CH2OH)。
作为含羰基基团,优选羧基、烷氧基羰基、酰胺基、异氰酸酯基、氨基甲酸酯基(-OC(O)NH2)、酸酐残基(-C(O)OC(O)-)、酰亚胺残基(-C(O)NHC(O)-等)及碳酸酯基(-OC(O)O-),更优选酸酐残基。
聚合物(1)优选含有TFE单元、PAVE单元及基于具有极性官能团的单体的单元的聚合物,更优选相对于全部单元依次含有90~99摩尔%的TFE单元、0.5~9.97摩尔%的PAVE单元及0.01~3摩尔%的基于具有极性官能团的单体的单元的聚合物。如果存在极性官能团,则能够进一步提高与无机物的亲和性及密合性,因此优选。
具有极性官能团的单体优选衣康酸酐、柠康酸酐或5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐(另称:纳迪克酸酐,以下也称为“NAH”)。
作为聚合物(1)的具体例,可例举国际公开第2018/16644号记载的聚合物。
聚合物(2)优选仅由TFE单元和PAVE单元构成且相对于全部单元包含95.0~98.0摩尔%的TFE单元和2.0~5.0摩尔%的PAVE单元。
聚合物(2)中的PAVE单元的含量相对于全部单元优选为2.1摩尔%以上,更优选为2.2摩尔%以上。
该聚合物的分子构象的自由度更高,以上作用机理易增进。
另外,聚合物(2)不具有极性官能团是指,相对于1×106个构成聚合物主链的碳原子数,聚合物所具有的极性官能团的数量小于500个。上述极性官能团的数量优选为100个以下,更优选小于50个。上述极性官能团数的下限通常为0个。
聚合物(2)可以使用不产生作为聚合物链的末端基团的极性官能团的聚合引发剂或链转移剂等来制造,也可以对具有极性官能团的聚合物(在聚合物链的末端基团中具有来自聚合引发剂的极性官能团的聚合物等)进行氟化处理来制造。
作为氟化处理的方法,可例举使用氟气的方法(参照日本专利特开2019-194314号公报等)。
本发明中,构成本粒子的无机物的形状优选为粒子。作为无机物,可例举由氧化物、氮化物、金属单质、合金和碳构成的粒子,优选硅酸盐(氧化硅(二氧化硅)、硅灰石、滑石、云母)、金属氧化物(氧化铍、氧化铈、氧化铝、碱性氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化钛等)、氮化硼和偏硅酸镁(块滑石)的粒子,更优选含有选自铝、镁、硅、钛、锌的至少1种元素的无机氧化物的粒子,进一步优选是二氧化硅、氧化钛、氧化锌、块滑石及氮化硼的粒子,特好为二氧化硅的粒子。此外,无机物也可以是陶瓷。无机物可使用1种,也可2种以上混合使用。混合2种以上的无机物时,可混合2种二氧化硅粒子后使用,也可混合二氧化硅粒子和金属氧化物粒子后使用。
无机物粒子的平均粒径(D50)优选为20μm以下,更优选为5μm以下。平均粒径优选为0.001μm以上,更优选为0.01μm以上。
无机物粒子的比表面积(BET法)优选为1~20m2/g,更优选为5~8m2/g。这种情况下,无机物和F聚合物的相互作用易增进。另外,成形物(聚合物层等)中无机物和F聚合物更均匀地分布,两者的物性更易高度显现。
该无机物易增进与F聚合物的相互作用,易使本分散液A的分散稳定性进一步提高。另外,由本分散液A形成的成形物(例如,后述的聚合物层及膜)中基于无机物的物性容易显著呈现。
本分散液A中,无机物优选包含二氧化硅。无机物中的二氧化硅的含量优选在80质量%以上,更优选在90质量%以上,二氧化硅含量的上限为100质量%。
优选所述无机物的表面的至少一部分经表面处理。
作为用于该表面处理的表面处理剂,可例举多元醇(三羟甲基乙烷、季戊四醇、丙二醇等),饱和脂肪酸(硬脂酸、月桂酸等),其酯,烷醇胺,胺(三甲胺、三乙胺等),石蜡,硅烷偶联剂,有机硅,聚硅氧烷,铝、硅、锆、锡、钛、锑等的氧化物、其氢氧化物、其水和氧化物、其磷酸盐。
作为硅烷偶联剂,优选3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷或3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷。
作为无机物的具体例,可例举二氧化硅(雅都玛株式会社(アドマテックス社)制“admafin(注册商标)”系列等)、用二癸酸丙二醇酯等酯表面处理过的氧化锌(堺化学工业株式会社(堺化学工業株式会社)制“FINEX(注册商标)”系列等)、球状溶融二氧化硅(日本电化株式会社(デンカ)制“SFP(注册商标)”系列等)、用多元醇和无机物被覆处理过的金红石型氧化钛(石原产业株式会社(石原産業社)制“TIPAQUE(注册商标)”系列等)、用烷基硅烷表面处理过的金红石型氧化钛(日本帝化株式会社(テイカ社)制“JMT(注册商标)”系列等)、中空状二氧化硅(太平洋水泥株式会社(太平洋セメント社)制“E-SPHERES”系列、日铁矿业株式会社(日鉄鉱業社)制“SiliNax”系列、爱玛森康明公司(エマーソン·アンド·カミング社)制“Eccospheres”系列、日本AEROSIL株式会社(日本アエロジル社)制AEROSIL系列“RX200”等)、滑石(日本滑石株式会社(日本タルク社)制“SG”系列等)、块滑石(日本滑石株式会社制“BST”系列等)、氮化硼(昭和电工株式会社(昭和電工社)制“UHP”系列、电化株式会社制“电化氮化硼(Denka Boron Nitride)”系列(“GP”、“HGP”级)等)。
无机物粒子的形状可例举粒状、针状(纤维状)、板状,具体可例举球状、鳞片状、层状、叶片状、杏仁状、柱状、鸡冠状、等轴状、叶状、云母状、块状、平板状、楔形、莲座状、网眼状、方柱状。其中优选球状及鳞片状,更优选球状。
球状的无机物粒子优选为近似圆球形。近似圆球形是指用扫描型电子显微镜(SEM)观察时短径与长径的比值在0.5以上的球形粒子所占的比例达到95%以上。近似圆球形的无机物粒子的短径与长径的比值优选在0.6以上,更优选在0.8以上。以上的比值优选小于1。如果使用该高度近似圆球形的无机物粒子,则成形物(聚合物层等)中无机物和F聚合物更均匀地分布,两者的物性更易高度呈现。
鳞片状无机物粒子的长宽比优选在5以上,更优选在10以上。长宽比优选在1000以下。
作为本分散液A中所存在的本粒子的形态,可举出以F聚合物为核且在该核的表面附着无机物的形态(以下也记作“形态I”),以无机物为核且在该核的表面附着F聚合物的形态(以下也记作“形态II”)。这里,“核”是指形成复合粒子的粒子形状所必需的核(中心部),并不是指复合粒子的组成中的主成分。
附着于核表面的附着物(无机物或F聚合物)可以仅附着于核的一部分表面,也可附着于其大部分表面乃至整面。前一种情况可以说是附着物以尘埃状粘附于核表面的状态,换言之,形成为使核表面的大多数部分露出的状态。后一种情况可以说是附着物铺满了核表面的状态或附着物被覆了核表面的状态,该复合粒子也可以说是具备由核和被覆核的壳所形成的核·壳结构。
本粒子优选形态I,优选F聚合物及无机物均为粒子状的形态。该情况下,本粒子中硬度高于F聚合物的分散稳定性高的无机物在表面露出。其结果是,F聚合物不易变性,本粒子的流动性及其操作性易提高。此外,本粒子的分散稳定性易提高。
以下,将粒子状的F聚合物也记为“F粒子”,对形态I的本粒子进行说明。F聚合物的核可由单一的F粒子构成,也可由F粒子的集合体构成。形态I的本粒子中,优选将F聚合物的核的D50设定得比无机物的粒子的D50大,并将本粒子中的F聚合物的量设定得比无机物的量多。
形态I的本粒子中,以F聚合物的核的D50为基准,无机物粒子的D50优选为0.001~0.5,更优选为0.01~0.3。具体是优选F聚合物的核的D50超过1μm且无机物的粒子的D50在0.1μm以下。此外,无机物粒子的量相对于100质量份F聚合物优选为0.1质量份以上,更优选为1质量份以上。其上限优选为50质量份,更优选为25质量份,进一步优选为5质量份。
由此获得的形态I的本粒子中,上述关系得以维持,且F聚合物的核的D50大于无机物的粒子的D50且本粒子中所占的F聚合物的质量大于无机物的质量。该情况下,F聚合物的核表面能够被更大量的无机物的粒子所被覆,本粒子形成为具有核·壳结构。而且,该情况下,F粒子间的凝集得到抑制,易获得由单独的F粒子形成的核上附着了无机物的粒子的本粒子。
无机物的粒子优选为球状,更优选为近似圆球状的粒子。这种情况下,所得的本粒子的分散稳定性易提高。近似圆球状的无机物粒子的短径与长径之比优选在0.5以上,更优选在0.8以上。上述比值优选小于1。这里的“球状”不仅是指圆球状,也包括略有变形的球状。
如果使用该高度近似圆球状的无机物的粒子,则成形物(聚合物层等)中无机物和F聚合物更均匀地分布,两者的物性更容易高度呈现。
无机物粒子可埋入F聚合物的核中。
形态I的本粒子中,无机物的粒子的D50优选在0.001~0.3μm的范围内,更优选在0.005~0.2μm的范围内,进一步优选为0.01~0.1μm。D50在以上范围内则本粒子的操作性及流动性容易提升,且本分散液A的分散稳定性也易提高。
此外,无机物的粒子的粒度分布以D90/D10的值为指标优选在3以下,更优选在2.9以下。这里,“D10”与D50和D90以同样的方式测定,是对象物的体积基准累积10%径。这种情况下,所得本粒子的流动性控制变得更容易。
优选无机物的粒子的至少一部分表面经表面处理,更优选用六甲基二硅氮烷等硅氮烷化合物或硅烷偶联剂等实施表面处理。作为硅烷偶联剂,可举出上述化合物。
无机物的粒子可以使用1种,也可以混合使用2种以上。混合使用2种无机物的粒子的情况下,各无机物的粒子的平均粒径可互不相同,各无机物的粒子的含量比(质量比)可根据所要求的功能来适当设定。
形态I的本粒子中,F聚合物的核的D50优选在0.1μm以上,更优选是超过1μm。其上限优选为100μm,更优选为50μm,进一步优选为10μm。
此外,形态I的本粒子中所占的F聚合物的比例优选为50~99质量%,更优选为75~99质量%。无机物的比例优选为1~50质量%,更优选为1~25质量%。
形态I的本粒子可根据表面附着的无机物的物性来进一步实施表面处理。作为该表面处理的具体例,可举出用聚二甲基硅氧烷等硅氧烷类或硅烷偶联剂对形态I的本粒子进行表面处理的方法。
该表面处理可通过将分散有本粒子的分散液和硅氧烷类或硅烷偶联剂混合、使硅氧烷类或硅烷偶联剂反应后回收本粒子来实施。作为硅烷偶联剂,优选上述的具有官能团的硅烷偶联剂。通过该方法,更能够调整所述本粒子的表面物性。
以下,对形态II的本粒子进行说明。
形态II的本粒子中,F聚合物可以是粒子状,也可以是非粒子状。优选F聚合物的至少一部分熔着于无机物的核。
形态II的本粒子中,无机物的核的D50优选在1μm以上,更优选是超过3μm。其上限优选为40μm,更优选为30μm。
形态II的本粒子中,F聚合物为粒子状的情况下,F粒子的D50优选为0.1~10μm的范围,更优选为1~5μm。D50如果在该范围内,则本粒子的操作性及流动性易提升,且分散稳定性易提高。
此外,形态II的本粒子中所占的无机物的比例优选为50~99质量%,更优选为60~90质量%。F聚合物的比例优选为1~50质量%,更优选为10~40质量%。
本粒子的D50优选在30μm以下,更优选在20μm以下。本粒子的D50优选在0.1μm以上,更优选在1μm以上,进一步优选在3μm以上。
本粒子的D90优选在30μm以下,更优选在20μm以下。
本粒子的D50及D90如果在该范围内,则本分散液A中的本粒子的分散稳定性和由本分散液A获得的成形物(聚合物层等)的物性更易提升。
本粒子优选通过以下方法制造。即,在F聚合物的熔融温度以上的温度下以浮游状态使F粒子和无机物粒子碰撞的方法(以下也记为“干式法A”)、在按压或剪切状态下使F粒子和无机物粒子碰撞的方法(以下也记为“干式法B”)。
或者,也可通过对含有F粒子和无机物粒子的液态组合物进行剪切处理而使F粒子凝固的方法(以下也记为“湿式法”)等来制造。
干式法A中,例如在高温紊流的气氛下供给F粒子和无机物粒子,利用F粒子和无机物粒子的碰撞对它们之间赋予应力而将其复合化。该干式法A有时候也被称为杂混处理。
气氛由气体形成。作为可使用的气体,可例举空气、氧气、氮气、氩气或它们的混合气体。
F粒子和无机物粒子可作为预先混合的混合物在气氛下一下子供给,也可在气氛下分别供给。
高温气氛下供给F粒子和无机物粒子时,优选形成为粒子间不互相凝集的状态。作为该方法,可采用使粒子浮游于介质(气体或液体)中的方法。也可采用气体和液体的混合物作为介质。
另外,干式法A中,可在准备高温紊流的气氛后向其中供给F粒子和无机物粒子,也可使F粒子和无机物粒子浮游于介质中后加热该介质而形成高温紊流的气氛。
作为前一种情况下可使用的装置,可例举例如利用在圆筒状的容器内以搅拌翼那样的高速旋转的搅拌体来搅拌粒子的同时将粒子夹持在容器的内壁和搅拌体之间来施加应力的装置,例如,可例举奈良机械制作所(奈良機械製作所)制“杂混系统”(注册商标)。
气氛的温度优选在80℃以上,更优选在110℃以上。气氛的温度优选在400℃以下,更优选在200℃以下,进一步优选在120℃以下。
干式法A中,可采用F粒子及二氧化硅粒子的D50在上述范围内的粒子使其在F聚合物的熔融温度以上的温度下以浮游状态碰撞。优选在F聚合物的熔融温度以上的温度下以浮游状态使15~85质量份的二氧化硅与100质量份的F聚合物碰撞。
另外,无机物粒子中包含大量其一次粒子互相凝集而形成的凝集体时,在供给至高温气氛下之前可将凝集体破碎。作为凝集体的破碎方法,可例举使用喷射磨机、针磨机、锤磨机的方法。
干式法B中,例如利用离心力将F粒子和无机物粒子按压在绕中心轴旋转的筒状旋转体的内周面(承受面)上,并通过以微小距离与内周面隔开配置的内定子的协同作用,对上述粒子赋予按压力或剪切力使其复合化。该干式法B有时也被称为机械融合处理。
筒状旋转体内的气氛可以为惰性气体气氛、还原性气体气氛。气氛的温度优选在F聚合物的熔融温度以下,更优选为100℃以下。
筒状旋转体的内周面和内定子的间隔距离可根据F粒子和无机物粒子的平均粒径来适当设定。该间隔距离通常优选为1~10mm。
筒状旋转体的旋转速度优选为500~10000rpm。该情况下,本粒子的制造效率易提升。
无机物粒子中包含大量其一次粒子互相凝集而形成的凝集体时,在供给至筒状旋转体内之前,可以与干式法A中记载的同样方式,将凝集体破碎。
干式法B也可采用具备旋转槽和粉碎混合翼的粉碎混合装置(例如,细川密克朗株式会社(ホソカワミクロン社)制“ノビルタ”(注册商标))进行,该旋转槽具备旋转轴沿水平方向配置、具有椭圆状(异形)的截面的粉碎混合室,该粉碎混合翼具有椭圆状(异形)的截面,以可旋转的方式插入该旋转槽的粉碎混合室内,其旋转轴与旋转槽的旋转轴以同心位置配置。
该粉碎混合装置中,将F粒子和无机物粒子按压在粉碎混合室的短径部和粉碎混合翼的长径部之间,赋予上述粒子以按压力或剪切力使其复合化。此外,粉碎混合装置中,优选旋转槽的旋转方向和粉碎混合翼的旋转方向是逆向的,优选将旋转槽的旋转速度设定得比粉碎混合翼的旋转速度慢。
该粉碎混合装置中,粉碎混合室和粉碎混合翼具有异形的截面,在粉碎混合室内可对因自重而落下的流动的F粒子和无机物粒子反复施以瞬间的按压力或剪切力。藉此,对于上述粒子能够在减少热量带来的不良影响的同时在短时间内进行粉碎混合,因此易于获得具有目的特性的本粒子。
湿式法是对含有F粒子和无机物粒子的液态组合物例如进行搅拌、施以剪切处理而使其不稳定、引起它们的凝固而将F粒子和无机物粒子复合化、从而获得本粒子的方法。无机物粒子为二氧化硅时,优选采用胶体二氧化硅。
此外,液态组合物中的F粒子和无机物粒子的质量比优选以F粒子的质量为1、则无机物粒子的质量为0.001~2.0。更具体来讲,获得形态I的本粒子的情况下,液态组合物优选包含20~50质量%的F粒子、0.1~40质量%的无机物粒子。
液态组合物通过混合F粒子和无机物粒子和分散介质来调制。作为混合方法,可举出以下方法:将F粒子和无机物的粒子一下子添加混入分散介质中的方法;一边将F粒子和无机物粒子依次添加入分散介质中一边进行混合的方法;将F粒子和无机物的粒子预先混合、再将所得的混合粒子和分散介质混合的方法;将F粒子和分散介质、无机物粒子和分散介质分别预先混合、再将所得的2种混合物进一步混合的方法。
具体来讲,使二氧化硅粒子分散到分散介质后,将其添加混合入含F粒子的分散液中。该方法有利于二氧化硅粒子和F粒子的混合。
如果使含F粒子和二氧化硅粒子的混合液不稳定而引发其凝固,则F粒子和二氧化硅粒子被复合化。
作为分散介质,可采用与后述的液状分散介质同种的化合物等。
可在添加无机物粒子的途中或添加完毕后对含F粒子的液态组合物进行搅拌。作为用于搅拌的装置,可例举例如具备螺旋桨叶片、涡轮叶片、桨叶片、壳状叶片等作为搅拌翼的搅拌装置。此时的搅拌速度只要能够将无机物粒子高效地分散入含F粒子的液态组合物中即可,无需对F粒子赋予高剪切力。
液态组合物的搅拌时,例如可以使用上述搅拌装置或采用:亨舍尔混合机、加压捏合器、班伯里混合机或行星式混合机来进行的搅拌;球磨机、粉碎机、篮式研磨机、砂磨机、砂碾机、DINO研磨机(使用玻璃珠或氧化锆珠等粉碎介质的珠磨机)、分散垫、SC研磨机、钉碎机或搅拌磨机等的使用介质的分散机来进行的混合;高压微射流均质机(マイクロフルイダイザー)、纳米分散机、Ultimaizer分散机(アルティマイザー)等的高压均化器、超声波均质机、纵型分散机(デゾルバー)、分散机、高压冲击式分散机、自转/公转搅拌机等的不使用介质的分散机进行的混合。
剪切处理优选为高剪切条件。“高剪切”是指在搅拌的情况下以至少超过300rpm的速度进行搅拌。
剪切处理可以在向包含F粉末的液态组合物中添加无机物的粒子的途中开始,或者也可以在添加结束后进行。
作为在剪切处理后除去分散介质而分离本粒子的方法,可举出加热、减压或过滤,也可以适当组合使用这些方法。
作为分离本粒子的手段的具体例,可举出:(1)在大气压下或减压下蒸馏除去分散介质而浓缩,根据需要过滤干燥;(2)一边对液态组合物进行温度调节一边使本粒子凝集,或者通过添加电解质、凝析剂、凝集助剂等来进行凝析·结晶,然后通过过滤等进行分离干燥;(3)将液态组合物喷雾到分散介质可挥发的温度的干燥气体中进行干燥回收;(4)将液态组合物离心分离后进行干燥等。
这里,作为干燥手段,可举出真空干燥、高频干燥、热风干燥。
上述各手段(1)~(4)中,可根据需要用分散介质稀释液态组合物、预先调整液态组合物中的F聚合物和无机物的合计含量。
通过上述的干式法A、干式法B、湿式法制造本粒子时,从进一步提高与无机物粒子的密合性(粘接性)的角度考虑,优选在与无机物的粒子混合之前或混合同时对F粒子进行表面处理。作为表面处理,可举出等离子体处理、电晕放电处理、蚀刻处理、电子射线照射处理、紫外线照射处理、臭氧曝露处理,优选等离子体处理,尤其优选低温等离子体处理。
此外,通过干式法A和干式法B使F粒子和无机物的粒子碰撞时,热量容易均匀地传递至这些粒子,本粒子的致密化及球形化易于进行。该情况下的本粒子的球形度优选在0.5以上,更优选为0.93~0.99。
本粒子制造中,F粒子的D50优选在20μm以下,更优选在10μm以下。F粒子的D50优选在0.01μm以上,更优选在0.1μm以上。此外,F粒子的D90优选在10μm以下。D50和D90在该范围内的F粒子的流动性和分散性良好,而且在湿式法中容易控制分散介质中所存在的本粒子的大小以使其不易沉降。
F粒子的体积密度优选在0.15g/m2以上,更优选在0.20g/m2以上。F粒子的体积密度优选在0.50g/m2以下,更优选在0.35g/m2以下。
本粒子即使大量地添加入液状分散介质,也能够稳定地分散,由本分散液A形成的成形物(聚合物层、膜等)中F聚合物和无机物更均匀地分布,容易高度呈现出基于F聚合物的物性(电特性、粘接性等)和基于无机物的物性(低线膨胀性等)。此外,还容易高度呈现出基于芳族性聚合物的物性(UV吸收性等)。
本分散液A中,液状分散介质优选在大气压下25℃时为液体的化合物。液状分散介质可以是极性的也可以是非极性的,优选是极性的。液状分散介质更优选选自水、酰胺、酮和酯中的至少一种。液状分散介质的沸点优选为50~240℃的范围。液状分散介质可单独使用1种,也可并用2种以上。若使用该液状分散介质,则本分散液A中的本粒子容易保持更稳定的分散状态。
作为液状分散介质,可举出水、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、环己酮、环戊酮、乙酸丁酯、甲基异丙基酮、甲基乙基酮、甲苯,优选水、N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、甲基乙基酮、环己酮和环戊酮,更优选N-甲基-2-吡咯烷酮、甲基乙基酮。
本分散液A中液状分散介质的含量优选为30~90质量%,更优选为50~80质量%。
本分散液A中还包含芳族性聚合物。本分散液A中的芳族性聚合物的含量优选在0.1质量%以上,更优选在1质量%以上。芳族性聚合物的含量优选在40质量%以下,更优选在20质量%以下。
此外,本分散液A中的芳族性聚合物的含量优选少于上述本粒子的含量。具体来讲,本分散液A中的芳族性聚合物的含量相对于上述本粒子的含量的以质量计的比(质量比)优选在0.01以上,更优选在0.1以上。另一方面,上述比值优选在0.5以下,更优选在0.3以下。以该比值含有芳族性聚合物时,本分散液A基于以上作用机理,其状态稳定性优异。
芳族性聚合物可以是热固化性的,也可以是热塑性的,优选热塑性。该情况下,本分散液A的分散稳定性易趋好。
作为芳族性聚合物,可例举具备含酰亚胺键的单元、含酰胺键的单元、或具有N-取代马来酰亚胺结构、琥珀酰亚胺结构或邻苯二甲酰亚胺结构的芳族性聚合物(具体有芳族聚酰亚胺、芳族聚酰胺酰亚胺、芳族聚酰胺酰亚胺的前体、芳族马来酰亚胺、作为芳族聚酰亚胺前体的芳族聚酰胺酸、芳族聚酰胺)、聚苯醚、液晶聚酯或芳族弹性体(苯乙烯弹性体等)。
作为芳族聚酰亚胺,更优选四羧酸二酐和二胺中的一方为具有芳族环的半芳族聚酰亚胺或双方均为具有芳族环的全芳族聚酰亚胺。作为芳族聚酰亚胺的具体例,可举出:“UPIA(注册商标)-AT”系列(宇部兴产株式会社(宇部興産社)制)、“Neopulim”系列(三菱瓦斯化学株式会社(三菱ガス化学社)制)、“SPIXAREA”系列(索马龙株式会社(ソマール社)制)、“Q-PILON”系列(PI技术研究所(ピーアイ技術研究所)制)、“WINGO”系列(WINGO技术株式会社(ウィンゴーテクノロジー社)制)、“Tohmide”系列(株式会社迪克东华(T&KTOKA社)制)、“KPI-MX”系列(河村产业株式会社(河村産業社)制)。
作为芳族聚酰胺酰亚胺或其前体的具体例,可例举“HPC-1000”、“HPC-2100D”(均为昭和电工材料株式会社制)。
作为芳族马来酰亚胺,优选具有N-取代马来酰亚胺结构的马来酰亚胺树脂,可例举二聚二胺、具有脂环结构的二胺等二胺与具有芳环的四羧酸二酐的反应物,由具有氨基端基的聚酰亚胺与马来酸酐反应而得的双马来酰亚胺树脂。双马来酰亚胺树脂可以仅在末端基团上具有N-取代马来酰亚胺结构,也可以在末端基团和侧链上都具有N-取代马来酰亚胺结构。
这些马来酰亚胺化合物作为DESIGNER MOLECULES Inc.制造的BMI系列可商购。
作为液晶聚酯,可举出芳族聚酯或在其中引入了酰胺键的芳族聚酯酰胺。芳族聚酯或芳族聚酯酰胺中还可以进一步引入酰亚胺键、碳酸酯键、碳二亚胺键或异氰脲酸酯键等的来自异氰酸酯的键等。
液晶聚酯优选为热塑性的,更优选熔融温度为260~360℃范围内的液晶聚酯,进一步优选270~350℃的范围。
在液晶聚酯中,优选至少含有基于对羟基苯甲酸(HBA)的单元或基于6-羟基-2-萘甲酸(HNA)的单元的聚酯,含有HBA单元和HNA单元的聚酯,含有为HBA或HNA的至少一种芳族羟基羧酸单元、含有为4,4'-二羟基联苯或氢醌的至少一种芳族二醇单元、含有为对苯二甲酸、间苯二甲酸或2,6-萘二甲酸的至少一种芳族二羧酸单元的聚酯,含有HBA单元和2,6-二羟基萘甲酸单元的聚酯,含有2,6-二羟基萘甲酸单元、对苯二甲酸单元和对乙酰氨基酚单元的聚酯,含有HBA单元、对苯二甲酸单元和4,4'-联苯酚单元的聚酯。这些液晶聚酯可通过工业制造而获得,可例举塞拉尼斯日本公司(セラニーズジャパン社)制造的“Vectra”系列、JX日矿日石能源株式会社(JXエネルギー社)制造的“XYDAR”系列、宝理塑料株式会社(ポリプラスチックス社)制的“Laperos”系列、上野制药株式会社(上野製薬社)制的“UENOLCP”系列等。
作为苯乙烯弹性体,优选具有橡胶和塑料双方的性质、通过加热塑化而呈现出柔软性的苯乙烯弹性体,可举出苯乙烯与共轭二烯或(甲基)丙烯酸酯的共聚物(苯乙烯-丁二烯橡胶;苯乙烯系核-壳型共聚物;苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化物、以及苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化物等的苯乙烯系嵌段共聚物等),优选具有橡胶和塑料双方的性质、通过加热塑化而呈现出柔软性的苯乙烯弹性体。
本发明中,芳族性聚合物优选为选自芳族聚酰亚胺、芳族聚酰胺、芳族聚酰胺酰亚胺、聚苯醚、液晶聚酯、芳族马来酰亚胺中的至少1种。
此外,从本分散液A的分散稳定化效果高的角度考虑,上述芳族聚合物优选为热塑性,其中,更优选热塑性的芳族聚酰亚胺或芳族聚酰胺酰亚胺,进一步优选热塑性的芳族聚酰亚胺。这种情况下,认为热塑性的芳族聚酰亚胺或芳族聚酰胺酰亚胺在本分散液A中作为表面活性剂或粘度调节剂发挥作用,或者同时作为表面活性剂和粘度调节剂发挥作用。因此,本分散液A的液物性(粘度、触变比等)达到平衡,其操作性容易提升。由本分散液A形成的成形物的粘接性和低线膨胀性进一步提升。
此外,上述芳族性聚合物的至少一部分在本分散液A中可以粒子状分散。该情况下,可采用粒子状的液晶聚酯。
采用粒子状的液晶聚酯的情况下,其平均粒径(D50)优选为1~40μm的范围,更优选为5~20μm。平均粒径(D50)如果在该范围内,则本分散液A的分散稳定性更易提升。
本分散液A还可包含表面活性剂,也可以不含表面活性剂。本分散液A包含表面活性剂的情况下,其含量优选为1~15质量%,此外,表面活性剂优选为非离子性的。
作为表面活性剂,优选二醇系表面活性剂、乙炔系表面活性剂、硅酮系表面活性剂和氟系表面活性剂。此外,氟系表面活性剂是具有亲水性部位和含有含氟有机基团的疏水性部位的化合物。表面活性剂可使用1种,也可使用2种。使用2种表面活性剂的情况下,表面活性剂优选为硅酮系表面活性剂和二醇系表面活性剂。
作为表面活性剂的具体例,可例举“Ftergent”系列(尼欧斯株式会社(ネオス社)制),“Surflon”系列(AGC清美化学株式会社(AGCセイミケミカル社)制),“MEGA FACE”系列(DIC株式会社(DIC社)制),“Unidyne”系列(大金工业株式会社(ダイキン工業社)制),“BYK-347”、“B YK-349”、“BYK-378”、“BYK-3450”、“BYK-3451”、“BYK-3455”、“BYK-3456”(毕克日本公司(ビックケミー·ジャパン株式会社)制),“KF-6011”、“KF-6043”(信越化学工业株式会社(信越化学工業株式会社)制)、“Tergitol式系列(陶氏化学公司(ダウケミカル社)制,Tergitol TMN-100X等)。
本分散液A根据上述的作用机理,即使不一定含有表面活性剂、尤其是氟系表面活性剂,其分散稳定性和操作性也优异。本分散液A优选不含氟系表面活性剂。由不含氟系表面活性剂的本分散液A形成的成形物的低介电损耗角正切等特性容易进一步提升。
本分散液A从提升由本分散液A形成的成形物的粘接性和低线膨胀性的角度考虑,还可包含F聚合物、上述芳族性聚合物以外的树脂材料。该树脂材料可以是热固性也可以是热塑性,可以经过改性,可以溶于本分散液A,也可不溶于本分散液A而是分散在其中。
作为该树脂材料,可例举F聚合物以外的四氟乙烯类聚合物、丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚烯烃树脂、改性聚苯醚、乙烯基酯树脂、脲醛树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、三聚氰胺树脂、胍胺树脂、三聚氰胺-尿素共缩聚树脂、聚碳酸酯、环氧树脂等。
从使由本分散液A形成的成形物的电特性提升的角度考虑,以上树脂材料优选为F聚合物以外的四氟乙烯类聚合物。作为F聚合物以外的四氟乙烯类聚合物,可例举聚四氟乙烯(PTFE),具有抗原纤性的高分子量PTFE、低分子量PTFE、改性PTFE。低分子量PTFE或改性PTFE也包括TFE和极微量共聚单体(HFP、PAVE、FAE等)的共聚物。
本分散液A包含树脂材料的情况下,优选其含量相对于本分散液A总体为40质量%以下。
本分散液A还可包含与本粒子中包含的F聚合物不同的四氟乙烯类聚合物。这种情况下,本分散液A的分散稳定性易趋好。
该四氟乙烯类聚合物可以是与上述的构成本粒子的F聚合物同种的聚合物,也可以是不同种的聚合物。其中,优选PTFE或F聚合物,更优选PFA或FEP,进一步优选为上述的聚合物(1)或聚合物(2)。
该四氟乙烯类聚合物优选为粒子状,优选分散在本分散液A中。另外,该四氟乙烯类聚合物的粒子可以仅由四氟乙烯类聚合物构成,也可包含四氟乙烯类聚合物和其它成分(上述的树脂材料等)。
本分散液A还可包含与本粒子中所含的无机粒子不同的无机粒子。作为无机粒子,可例举与上述的可构成本粒子的无机物粒子相同的粒子。无机粒子可使用1种也可混合使用2种以上。本分散液A还含有无机粒子时,其含量相对于本分散液A整体优选为1~50质量%的范围,更优选为5~30质量%。另外,本分散液A中的无机粒子的含量相对于本粒子的含量的以质量计的比值(质量比)优选为0.01~2,更优选为0.1~1。
本分散液A除了上述成分以外,在不损害本发明效果的范围内还可包含触变性赋予剂、粘度调节剂、消泡剂、硅烷偶联剂、脱水剂、增塑剂、耐候剂、抗氧化剂、热稳定剂、润滑剂、抗静电剂、增白剂、着色剂、导电剂、脱模剂、表面处理剂、阻燃剂、各种填料等其它成分。
本分散液A通过将本粒子、芳族性聚合物、液状分散介质及根据需要使用的上述表面活性剂等其它成分混合并搅拌而制得。搅拌时可采用以上湿式法中例举的搅拌装置或与用于剪切处理的手段相同的手段。
本分散液A中的本粒子的含量相对于本分散液A的总质量优选在20质量%以上,更优选为40~80质量%。另外,相对于本分散液A的总质量,F聚合物的质量优选在10质量%以上。
此外,本粒子中的F粒子和无机物的质量比优选以F粒子的质量为1,则无机物的质量为0.01~2.0。从适合形成由本分散液A构成的层状等的成形物的角度考虑,优选本分散液A包含20~40质量%的F粒子、5~40质量%的无机物、0.1~30质量%的芳族性聚合物。
本分散液A的25℃下的粘度为1000~100000mPa·s。本分散液A的25℃下的粘度优选在5000mPa·s以上,更优选在10000mPa·s以上。本分散液A的25℃下的粘度优选在100000mPa·s以下,更优选在50000mPa·s以下,进一步优选在20000mPa·s以下。该情况下,本分散液A的涂布性优异,容易形成具有任意厚度的成形物(聚合物层等)。
此外,该范围内的粘度、尤其是高粘度范围内的本分散液A在由其形成的成形物中无机物不易凝集、易形成均一分布,因此F聚合物和无机物各自的物性容易更高度呈现。
本分散液A的触变比优选在1.0以上。本分散液A的触变比优选在3.0以下,更优选在2.0以下。该情况下,本分散液A的涂布性及均质性优异,容易形成更致密的成形物(聚合物层等)。
本分散液A易调整到以上范围内的粘度或触变性,操作性优异。
本分散液A的成分沉降率优选在60%以上,更优选在70%以上,进一步优选在80%以上。这里,成分沉降率是指将本分散液A(18mL)装入螺管(内容积:30mL)中并在25℃下静置14天后,由静置后的螺管中的分散液整体的高度和沉降层(分散层)的高度、通过下式计算出的值。静置后没有确认到沉降层并且状态没有变化的情况下,判定分散液整体的高度没有变化,成分沉降率为100%。
成分沉降率(%)=(沉降层的高度)/(分散液整体的高度)×100
使本分散液A与基材层的表面接触并加热而形成聚合物层,获得具备基材层和聚合物层的的层叠体。更具体来讲,使本分散液A与基材层的表面接触而形成液态被膜、加热该液态被膜以除去分散介质而形成干燥被膜、再将干燥被膜加热以烧成F聚合物,则可得到在基材层的表面具有包含F聚合物和无机物的聚合物层(以下也称为“F层”)、优选包含F聚合物和二氧化硅的聚合物层的层叠体。
液态被膜的加热温度优选为120℃~200℃。另一方面,干燥被膜的加热温度优选为250~400℃,更优选为300~380℃。
作为各自的加热方法,可例举使用烘箱的方法、使用通风干燥炉的方法、照射红外线等热射线的方法。
作为基材层,可举出铜、镍、铝、钛、它们的合金等的金属箔等金属基板,聚酰亚胺、聚芳酯、聚砜、聚芳砜、聚酰胺、聚醚酰胺、聚苯硫醚、聚芳醚酮、聚酰胺酰亚胺、液晶聚酯、液晶聚酯酰胺等耐热性树脂的膜,预浸料(纤维强化树脂基板的前体),碳化硅、氮化铝、氮化硅等陶瓷基板,玻璃基板。
基材层表面的十点平均粗糙度优选为0.01~0.05μm。
本分散液A的接触优选通过涂布、液态吐出、浸渍来实施,更优选通过涂布来实施。
作为涂布法,可举出喷雾法、辊涂法、旋涂法、凹版涂布法、微凹版涂布法、凹版胶印涂布法、刮刀涂布法、触涂法、棒涂法、模涂法、喷注迈耶绕线棒涂法、狭缝模涂法。
在将液态被膜干燥时,将液态被膜在分散介质挥发的温度下加热,在片基材的表面形成干燥被膜。该加热的温度优选在分散介质的沸点+50℃以下,更优选在分散介质的沸点以下,进一步优选在分散介质的沸点-50℃以下的温度。干燥时的温度优选为120℃~200℃。此外,也可以在除去分散介质的工序中吹送空气。
干燥时,分散介质不一定需要完全挥发,只要挥发到保持后的层形状稳定、能够维持自支撑膜的程度即可。
在F聚合物烧成时,优选在F聚合物的熔融温度以上的温度下对干燥被膜进行干燥。该加热的温度优选在380℃以下,更优选在350℃以下。
作为各加热方法,可举出采用烘箱的方法、采用通风干燥炉的方法、照射红外线等热射线的方法。加热可以在常压下和减压下的任一状态下进行。此外,加热气氛可以是氧化性气体气氛(氧气等)、还原性气体气氛(氢气等)、惰性气体气氛(氦气、氖气、氩气、氮气等)中的任一种。
加热时间优选为0.1~30分钟,更优选为0.5~20分钟。
若在以上的条件下进行加热,则能够在维持高生产性的同时适宜地形成F层。
F层的厚度优选为0.1~150μm。具体而言,在基材层为金属箔的情况下,F层的厚度优选为1~30μm。在基材层为耐热性树脂膜的情况下,F层厚度优选为1~150μm,更优选10~50μm。
F层与基材层的剥离强度优选在10N/cm以上,更优选在15N/cm以上。上述剥离强度优选在100N/cm以下。若使用本分散液A,则能够在不损害F层中F聚合物的物性的情况下容易地形成这种本层叠体。
本分散液A可以仅与基材层的一个表面接触,也可以与基材层的两面接触。前者得到具有基材层和在材基材层的一个表面上的F层的层叠体,后者得到具有基材层和在基材层的两个表面上的F层的层叠体。后一种层叠体更不易产生翘曲,因此其加工时的操作性优异。
作为该层叠体的具体例,可举出具有金属箔和该金属箔的至少一个表面上的F层的覆金属层叠体、具有聚酰亚胺膜和该聚酰亚胺膜的两个表面上的F层的多层膜。
此外,金属箔也可以使用包含2层以上金属箔的带载体金属箔。作为带载体金属箔,可举出由厚度10~35μm的载体铜箔和介由剥离层而层叠在载体铜箔上的厚度2~5μm的极薄铜箔构成的带载体铜箔。若使用该带载体铜箔,则可通过MSAP(改良型半加成)法而形成精细图案。作为上述剥离层,优选是含镍或铬的金属层、或层叠了该金属层的多层金属层。
作为带载体金属箔的具体例,可例举福田金属箔粉工业株式会社(福田金属箔粉工業株式会社)生产的商品名“FUTF-5DAF-2”。
这里,为了进一步提高层叠体的最外表面的低线膨胀性和粘接性,可再对其进行表面处理。层叠体的最外表面是指与基材相反侧的F层的表面。
作为表面处理的方法,可举出电晕处理、等离子体处理、臭氧处理、准分子处理、硅烷偶联处理。
作为等离子体处理中所用的气体,可举出氧气、氮气、氩气等稀有气体、氢气、氨气、乙酸乙烯酯。这些气体可以使用1种,也可以并用2种以上。
为了进一步提升该层叠体的低线膨胀性,还可对其进行退火处理。退火处理的条件是温度120~180℃,压力0.005~0.015MPa,时间30~120分钟。
该层叠体的最外表面上还可进一步层叠其它基板。
作为其它基板,可以是耐热性树脂膜、为纤维增强树脂板前体的预浸料、具有耐热性树脂膜层的层叠体、具有预浸料层的层叠体。
预浸料是使玻璃纤维或碳纤维等强化纤维的短麻屑或织布等基材中含浸热固性树脂或热塑性树脂而成的薄片状基板。
耐热性树脂膜是含有1种以上耐热性树脂的膜。作为耐热性树脂,可举出上述树脂,特好是芳族聚酰亚胺。
作为层叠的方法,可举出对层叠体和其它基板进行热压的方法。
其它基板为预浸料的情况下的热压条件优选是温度120~400℃、气氛压力为20kPa以下的真空、加压压力0.2~10MPa。该层叠体具有电特性优异的F层,因此适合作为印刷基板材料。具体是该层叠体能够作为柔性覆金属层叠板或刚性覆金属层叠板用于印刷基板的制造,尤其适合作为柔性覆金属层叠板用于柔性印刷基板的制造。
对基材层为金属箔的带F层金属箔这样的层叠体的金属箔进行蚀刻加工而形成传输电路,可得到印刷基板。具体而言,可以通过对金属箔进行蚀刻处理而加工成规定的传输电路的方法、或通过利用半加成法(SAP法)、MSAP法等电镀法将金属箔加工成规定的传输电路的方法,来制造印刷基板。
由带F层金属箔制成的印刷基板依次具有由金属箔形成的传输电路和F层。作为印刷基板的结构的具体例,可举出传输电路/F层/预浸料层、传输电路/F层/预浸料层/F层/传输电路。
在该印刷基板的制造中,可以在传输电路上形成层间绝缘膜,也可以在传输电路上层叠阻焊剂,还可以在传输电路上层叠覆层膜。这些层间绝缘膜、阻焊剂和覆层膜也可由本分散液A形成。
F层与其它基材的层叠体可用作为天线部件、印刷基板、飞机用部件、汽车用部件、运动器材、食品工业用品、涂料、化妆品等。具体而言,可用作为电线被覆材料(飞机用电线等)、电绝缘性胶带、石油挖掘用绝缘带、印刷基板用材料、分离膜(精密过滤膜、超过滤膜、反渗透膜、离子交换膜、透析膜、气体分离膜等)、电极粘合剂(锂二次电池用、燃料电池用等)、复印辊、家具、机动车仪表板、家电制品等的盖子、滑动构件(负载轴承、滑动轴、阀门、轴承、齿轮、凸轮、传送带、食品输送带等)、工具(铲子、锉刀、锥子、锯子等)、锅炉、料斗、管道、烤箱、烧烤模具、溜槽、塑模、马桶、容器被覆材料。
本发明的第2种分散液是包含本粒子和液状分散介质且本粒子分散于所述液状分散介质的分散液,所述液状分散介质含有沸点不同的2种液状分散介质且所述2种液状分散介质具有生成共沸混合物的关系(以下也记作“本分散液B”)。
本分散液B的分散稳定性优异。另外,由本分散液B获得的成形品致密,外观(表面的平坦性或手感)等表面特性良好。本分散液B的分散稳定性及所得成形物的外观提升的原因和本分散液B的构成的相关关系及作用机理不一定明确,但可推测如下。
含有四氟乙烯系聚合物和无机物的复合粒子通常易吸附或担载分散介质。因此,在将含有复合粒子的分散液赋予基材表面而形成液态被膜后,在通过加热等手段除去分散介质时,挥发或蒸发需要时间,导致成形物的生产效率和精度的下降。另一方面,由分散液制造成形物时,如果构成分散液的分散介质为过于容易挥发或蒸发的性状的情况下,复合粒子也无法充分堆积,导致所得成形物的表面平滑性的下降。
由于本分散液B包含沸点不同且具有形成共沸混合物的关系的2种液状分散介质作为分散介质,因此认为可以以适当的蒸发速率使分散介质挥发。另外,由于高沸点的液状分散介质缓慢挥发或蒸发,因此本粒子紧密堆积,而且可以抑制由于急剧产生气泡等导致的表面粗糙,能够改善所得成形物的外观。
此外,本粒子包含F聚合物和无机粒子。F聚合物的表面能低,分散稳定性差,但F聚合物与无机物聚结而成的本粒子相较于F聚合物更容易与其它的本粒子及液状分散介质相互作用,其分散稳定性优异。
其结果是,认为由本分散体B能够形成高度具备F聚合物的物性和无机物的物性、成分均一性高、致密且电特性和外观等优异的成形物。
本分散液B中的F聚合物、本粒子的详细内容与本分散液A的说明中的相同。
此外,本分散液B中,构成本粒子的F粒子可包含芳族聚酯、聚酰胺酰亚胺、热塑性聚酰亚胺、聚苯醚、聚苯撑醚等F聚合物以外的树脂,但优选以F聚合物为主成分。F粒子中的F聚合物的含量优选为80质量%以上,更优选为100质量%。
本粒子即使大量地添加入液状分散介质,也能够稳定地分散,由本分散液B形成的成形物(聚合物层、膜等)中F聚合物和无机物更均匀地分布,容易高度呈现出基于F聚合物的物性(电特性、粘接性等)和基于无机物的物性(低线膨胀性等)。
本分散液B包含沸点不同的2种液状分散介质。上述2种液状分散介质具有生成共沸混合物的关系。这里,“共沸混合物”是指气相和液相的组成相同的混合物。
共沸混合物根据2种液状分散介质的选择可获得均一或不均一的任一形态。从由本分散液B获得成形物的过程中的生产性及工序实施性良好的角度考虑,优选均一的共沸混合物。
本分散液B中,优选上述沸点不同的2种液状分散介质中的高沸点分散介质的混合量比大于上述2种液状分散介质的共沸混合物中的高沸点分散介质的组成比(质量比)。
共沸混合物的组成比根据2种液状分散介质的选择可在较大范围发生变化。具体来讲,将低沸点液状分散介质作为分散介质S1、高沸点液状分散介质作为分散介质S2时,优选本分散液B中S1对S2的组成比(质量比)大于S1和S2的共沸混合物中的S1对S2的组成比(质量比)。
此外,共沸混合物的共沸点优选比上述2种液状分散介质中的高沸点分散介质的沸点低,更优选共沸点比上述2种液状分散介质的任一沸点都低。
如果是以上的混合量比及共沸点,则由本分散液B制造成形物时的干燥过程中即使是沸点高的分散介质,也能够在较低温下作为共沸混合物容易除去,易于同时实现生产性的提高和成形物的外观改善。并且,残留的高沸点液状分散介质在除去液状分散介质的过程中还起到润滑剂的作用,促进本粒子的堆积,有助于表面粗糙程度低的均一成形物的形成。
上述2种液状分散介质优选均为大气压下、25℃下为液体的化合物,可以是极性的也可以是非极性的。
上述2种液状分散介质的沸点均优选在50~240℃的范围内,2种液状分散介质中的至少1种更优选为水、醇或酰胺。
如果采用该液状分散介质,则认为能够更稳定地保持本分散液B中的本粒子的分散状态。
作为液状分散介质,可例举水[沸点:100℃(大气压下的沸点,以下如无特别情况同样如此)]、乙二醇(沸点:197℃)、N,N-二甲基甲酰胺(沸点:153℃)、N,N-二甲基乙酰胺(沸点:165℃)、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺(沸点:215℃)、3-丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺(沸点:252℃)、N-甲基-2-吡咯烷酮(沸点:204℃)、γ-丁内酯(沸点:204℃)、环己酮(沸点:156℃)、环戊酮(沸点:131℃)、乙酸丁酯(沸点:126℃)、甲基异丙基酮(沸点:118℃)、甲基乙基酮(沸点:79.6℃)、甲苯(沸点:111℃)。
其中,作为本分散液B中适宜的具有生成共沸化合物的关系的沸点不同的2种液状分散介质的组合,可例举水和甲基乙基酮、水和环己酮、乙二醇和甲苯、甲苯和N,N-二甲基甲酰胺。本说明书中,将甲苯和N,N-二甲基甲酰胺的组合视为共沸点59.9~109.9℃的共沸混合物。
本分散液B在不影响本发明效果的范围内还可包含与上述2种液状分散介质不同的其它液状分散介质。
这里,其它液状分散介质可以是与上述2种液状分散介质中的至少一方具有生成共沸混合物的关系,或者也可以是与上述2种液状分散介质共同具有生成3成分系的共沸混合物的关系,但优选具有不生成任何共沸混合物的关系。
本分散液B中,液体分散介质的总含量优选为30~90质量%,更优选为50~80质量%。
本分散液B中还可包含表面活性剂,也可不含表面活性剂。作为表面活性剂,可例举与本分散液A的说明中所述同样的表面活性剂。本分散液B优选包含氟系表面活性剂。
本分散液B从提升由本分散液B形成的成形物的粘接性和低线膨胀性的角度考虑,还可包含本粒子以外的其它树脂材料。这种情况下,本分散液B的分散稳定性易趋好。本分散液B包含其它树脂材料时,优选其含量相对于本分散液B总体为40质量%以下。
作为其它树脂材料,可例举F聚合物以外的四氟乙烯类聚合物、F聚合物、芳族聚合物。其它树脂材料可以与本粒子中的F聚合物相同。
作为F聚合物以外的四氟乙烯类聚合物,可例举聚四氟乙烯(PTFE)、含有TFE单元和基于乙烯的单元的聚合物、含有TFE和基于丙烯的单元的聚合物、含有TFE单元和基于氟烷基乙烯的单元的聚合物、含有TFE单元和基于三氟氯乙烯的单元的聚合物。
F聚合物可以是与上述的构成本粒子的F聚合物同种的聚合物,也可以是不同种的聚合物。其中,优选PTFE或F聚合物,更优选PFA或FEP,进一步优选为上述的聚合物(1)或聚合物(2)。
该F聚合物优选为粒子状,优选分散在本分散液B中。另外,该F聚合物的粒子可以仅由F聚合物构成,也可包含F聚合物和其它成分(上述的树脂材料等)。
作为芳族聚合物,可例举与分散液A可包含的芳族聚合物同样的聚合物,其优选范围也相同。
本分散液B还可包含与本粒子中所含的无机粒子不同的无机粒子。作为无机粒子,可例举与本分散液A可进一步包含的无机粒子同样的粒子,其优选例也相同。
本分散液B除了上述成分以外,在不损害本发明效果的范围内还可包含与本分散液A的说明中所述同样的其它成分。
本分散液B以与本分散液A同样的方式调制。
本分散液B中的本粒子的含量、F聚合物的含量、本粒子中的F粒子和无机物的质量比的适宜范围与本分散液A中的那些优选范围相同。
本分散液B中的F聚合物的含量优选在40质量%以上,更优选在50质量%以上。
本分散液B包含作为与本粒子所含的F聚合物不同的其它树脂的F聚合物时,本分散液B中的F聚合物的含量是指本粒子所含的F聚合物的含量和作为其它树脂所含的F聚合物的含量之和。
本分散液B的粘度、触变比、成分沉降率的适宜范围与本分散液A的粘度、触变比的适宜范围相同。
使本分散液B与基材层的表面接触并加热而形成包含F聚合物和无机物的聚合物层,可获得具备基材层和聚合物层的的层叠体。
层叠体的具体制造方法、基材层、使用了层叠体的印刷基板及多层印刷电路基板的形态包括优选形态在内均与分散液A的说明中所述相同。
在将液态被膜干燥时,将液态被膜在分散介质挥发的温度下加热,在片基材的表面形成干燥被膜。该加热的温度优选在本分散液B所含有的2种分散介质的共沸混合物的沸点+50℃以下,更优选在该沸点以下。干燥时的温度优选为120℃~200℃。
本发明的复合粒子是含有熔融温度为260~320℃、相对于全部单元含1~5摩尔%的PAVE单元的F聚合物和二氧化硅且通过X射线光电子能谱法测定的、表面的硅原子量相对于氟原子量的比值在1以上的复合粒子(以下,也记作“本粒子α”)。
本粒子α是极性等物性可调整、稳定性高的F聚合物和二氧化硅的复合物。其作用机理不一定明确,但可推测如下。
F聚合物不仅抗原纤性等形状稳定性优异,而且具有在单分子水平上对分子运动的限制得以缓和的自由度高的构象。由于这样的F聚合物易于在分子集合体水平上形成微球晶,所以在其表面容易形成微小的凹凸结构。因此,认为F聚合物的分子集合体的形状不会受损而保持稳定,物理性地紧密地附着于二氧化硅。另外,紧密附着的二氧化硅间的互相作用进一步促进二氧化硅的附着,使得复合粒子稳定化。
其结果是,本粒子α在含有较大量的二氧化硅的同时稳定性高,具备F聚合物的物性和二氧化硅的物性。
本粒子α中的F聚合物是含有熔融温度为260~320℃、相对于全部单元含1~5摩尔%的PAVE单元的TFE类聚合物。作为F聚合物,更优选上述的含有TFE单元及PAVE单元且具有极性官能团的聚合物(1)。如果F聚合物是聚合物(1),则本粒子α中,聚合物(1)和二氧化硅不仅容易物理性地附着,还易于化学性附着,以上作用机理易增进。
本粒子α可包含F聚合物以外的其它聚合物。但本粒子α所包含的聚合物中F聚合物的占比优选在80质量%以上,更优选为100质量%。
作为F聚合物以外的的其它聚合物,可例举芳族聚酯、聚酰胺酰亚胺、热塑性聚酰亚胺、聚苯醚、聚苯撑醚等耐热性树脂。
本粒子α含有二氧化硅。二氧化硅可以采用1种,也可混合使用2种以上。此外,还可含有二氧化硅以外的无机物。
含有二氧化硅以外的其它无机物时,以二氧化硅和其它无机物的合计量为100质量%,则二氧化硅的含量优选在50质量%以上,更优选为75质量%。二氧化硅的含量优选在100质量%以下,更优选为90质量%以下。
优选对二氧化硅的表面的至少一部分进行表面处理。作为用于该表面处理的表面处理剂,可例举与所述用于无机物的表面处理的表面处理剂同样的化合物,可例举例如硅烷偶联剂。
二氧化硅的比表面积(BET法)优选为1~20m2/g,更优选为5~8m2/g。这种情况下,二氧化硅和F聚合物的相互作用易增进。另外,含有本粒子α的分散液涂布于基材而形成聚合物层时,二氧化硅和F聚合物更均匀地分布,更易取得两者的物性的平衡。
作为二氧化硅,可例举二氧化硅填料(雅都玛株式会社(アドマテックス社)制“admafin(注册商标)”系列等)、球状溶融二氧化硅(日本电化株式会社(デンカ)制“SFP(注册商标)”系列等)、中空状二氧化硅填料(太平洋水泥株式会社(太平洋セメント社)制“E-SPHERES”系列、日铁矿业株式会社(日鉄鉱業社)制“SiliNax”系列、爱玛森康明公司(エマーソン·アンド·カミング社)制“Eccospheres”系列、日本AEROSIL株式会社(日本アエロジル社)制的疏水性AEROSIL系列“RX200”等)。
此外,作为二氧化硅以外的其它无机物,可例举可构成所述本粒子的无机物。
二氧化硅的形状优选为粒状,可例举粒状、针状(纤维状)、或板(柱)状,作为二氧化硅的具体形状,可例举球状、鳞片状、层状、叶片状、杏仁状、柱状、鸡冠状、等轴状、叶状、云母状、块状、平板状、楔形、莲座状、网眼状、方柱状,优选球状。如果使用球状的二氧化硅,则将含有本粒子α的分散液涂布于基材而形成聚合物层时,二氧化硅和F聚合物更均匀地分布,其机能易提升。
球状的二氧化硅优选为近似圆球形。近似圆球形的定义如前所述。
通过X射线光电子能谱法(以下也称为ESCA)测定本粒子α时,表面的硅原子量相对于氟原子量的比值在1以上。ESCA是对粒子等表面存在的元素量进行定量的方法,可以对碳(C)、氧(O)、氟(F)、硅(Si)等各元素进行定量。在本发明中,表面是指距粒子表面2~8nm的深度。测定时,用碳带固定粒子,以碳带不露出且尽量保证表面平坦性的方式来实施粒子的取样。装置的信息及分析情况如下。
分析装置:ULVAC-Phi公司制造的ESCA 5500
X射线源:Al Kα14kV
光束直径:800μmφ
测量方式:广谱测量
结合能测定范围:0~1100eV
通过能:93.8eV
能阶:0.8eV
累计次数:16次循环
中和枪:使用
检测器与试样表面的角度:45度
本发明中,通过ESCA测定存在于本粒子α的该深度的元素,将硅原子量和氟原子量进行定量。本粒子α具有将以上定量的硅量除以氟量而得的值在1以上的值。
具有这样的值的本粒子α,换言之,是表面被二氧化硅高度包覆的粒子,不仅基于二氧化硅的液中分散性等粒子特性优异,而且由含有本粒子α的液状组合物形成的成形物易高度具备二氧化硅的物性和F聚合物的物性。
通过ESCA测定得到的本粒子α表面的硅原子量相对于氟原子量的比值优选为1.0以上,更优选为1.1以上,进一步优选为1.2以上。硅原子的量相对于氟原子的量的比值优选为100以下。
ESCA测定中的对象元素是碳元素、氧元素、氟元素和硅元素4种元素。将其总量中所占的氟元素及硅元素的各自的比例(单位:原子%)作为各原子的量。
为了使本粒子α表面的氟原子和硅原子的量在上述范围内,优选通过上述干式法A、干式法B、湿式法等来制备本粒子α,更优选干式法A。即,优选在F聚合物的熔融温度以上的温度下以浮游状态使F粒子与二氧化硅碰撞来制备本粒子α。
本粒子α的D50优选为40μm以下,更优选为10μm以下,进一步优选为4μm以下。本粒子α的D50优选为0.1μm以上,更优选为1μm以上,进一步优选为2μm以上。
另外,本粒子α的D90优选为40μm以下,更优选为4μm以下。
如果本粒子α的D50和D90在以上范围内,则本粒子α的分散稳定性和将含有本粒子α的液状组合物涂布于基材而形成聚合物层(F层)时所得的层叠体的聚合物层(F层)等的分散均一性进一步提高,容易得到高度具备F聚合物的物性和二氧化硅的物性的层叠体。
本粒子α中的二氧化硅的量越多,本粒子α的体积密度越低,因此优选。另一方面,本粒子α中的二氧化硅的量越少,含有本粒子α的液状组合物的粘度越低,因此优选。从上述观点出发,本粒子α中的二氧化硅的量相对于F聚合物100质量份优选为15~85质量份。在这样的范围内,本粒子α的表面的氟元素和硅元素的量容易在上述范围内。本粒子α中的二氧化硅的量相对于F聚合物100质量份更优选在20质量份以上,进一步优选在30质量份以上。本粒子α中的二氧化硅的量相对于F聚合物100质量份更优选在70质量份以下,进一步优选在50质量份以下。
此外,基于上述范围,易将本粒子α表面的氟原子和硅原子的量设定在上述范围内。
作为本粒子α的适宜形态,优选以F聚合物为核、在该核的表面附着二氧化硅的形态、即上述形态I。
在形态I中,F聚合物的核和二氧化硅优选均为粒子状。这种情况下,由于硬度高于F聚合物的二氧化硅暴露在表面,因此本粒子α的流动性提高,其操作性易提升。
另外,形态I中,F聚合物的核可以由单独的F粒子构成,也可以由F粒子的集合体构成。
形态I的本粒子α中,F粒子和二氧化硅粒子优选通过上述干式法A或干式法B、更优选通过干式法A来制造。在这种情况下,优选将F粒子的D50设定为大于二氧化硅粒子的D50,并且将F粒子的量设定为大于二氧化硅粒子的量。如果设定为这样的关系通过干式法A或干式法B制造本粒子α,则能够容易地得到形态I的本粒子α。
以F粒子的D50为基准,二氧化硅粒子的D50优选为0.001~0.5,更优选为0.01~0.05。具体而言,优选F粒子的D50超过1μm,且二氧化硅粒子的D50在0.8μm以下。
由此获得的形态I的本粒子α中,上述关系得以维持,F聚合物的核的D50大于二氧化硅粒子的D50且本粒子α中所占的F聚合物的质量大于二氧化硅的质量。该情况下,F聚合物的核表面能够被更大量的二氧化硅的粒子所被覆,形态I的本粒子α形成为具有核·壳结构。而且,该情况下,F粒子间的凝集得到抑制,易获得由单独的F粒子形成的核上附着了二氧化硅的粒子的本粒子α。
形态I中,二氧化硅粒子优选为球状,更优选为近似圆球状。近似圆球状的定义如上所述。
如果使用该高度近似圆球状的二氧化硅粒子,则将含有本粒子α的液状组合物涂布于基材而形成聚合物层时二氧化硅和F聚合物更均匀地分布,易获得两者的物性的平衡。
形态I中,二氧化硅的粒子的D50优选在0.001~0.8μm的范围内,更优选为0.01~0.3μm,进一步优选为0.03~0.1μm。有时将D50在该范围内的二氧化硅称为纳米二氧化硅,本粒子α的操作性及流动性容易提升,且分散稳定性也易提高。如果使用在该范围内的二氧化硅,则含有本粒子α的液状组合物的粘度、触变比等液物性的调整变得容易,其操作性和消泡性易趋好,
此外,二氧化硅的粒子的粒度分布以D90/D10的值为指标优选在3以下,更优选在2.9以下。如果粒度分布窄,则所得本粒子α的流动性控制变得更容易,因而优选。
形态I中,优选二氧化硅的粒子的至少一部分表面经表面处理,更优选用六甲基二硅氮烷等硅氮烷化合物或硅烷偶联剂等实施表面处理。作为硅烷偶联剂,可举出上述化合物。
形态I中,二氧化硅的粒子可以使用1种,也可以混合使用2种以上。混合使用2种二氧化硅的粒子的情况下,各二氧化硅的粒子的平均粒径可互不相同,各二氧化硅的粒子的含量的质量比可根据所要求的功能来适当设定。
此外,形态I中,优选二氧化硅粒子的一部分埋入F聚合物的核。藉此,二氧化硅粒子对F聚合物核的密合性更提升,更不易发生二氧化硅粒子从本粒子α的脱落。即,本粒子α的稳定性更提升。
形态I的本粒子α中,F聚合物的核的D50优选在0.1μm以上,更优选在1μm以上,进一步优选在2μm以上。D50优选为30μm以下,更优选为10μm以下,进一步优选为5μm以下。
此外,形态I的本粒子α中所占的F聚合物的比例优选在50质量%以上,更优选在60质量%以上。F聚合物的比例优选在99质量%以下,更优选在90质量%以下,进一步优选在80质量%以下。二氧化硅的比例优选在1质量%以上,更优选在10质量%以上,进一步优选在20质量%以上。二氧化硅的比例优选在50质量%以下,更优选在40质量%以下。如果采用在该范围内的二氧化硅,则不仅易获得操作性和分散稳定性优良的本粒子α,含有本粒子α的液状组合物的粘度、触变比等液物性的调整变得容易,其操作性和消泡性易趋好。
还可对形态I的本粒子α进行表面处理。该表面处理的具体例如前所述,不仅可调整以上本粒子α的表面二氧化硅量,还能够进一步调整其表面物性。
本发明中,如果将以上本粒子α和分散介质混合,则能够制得含有以上本粒子α和分散介质、本粒子α分散于分散介质的液状组合物(以下也记作本组合物)。
本粒子α能够显现充分高的极性,即使在分散介质中大量添加也能够稳定地分散。此外,在由本组合物形成的聚合物层、层叠体和膜中,F聚合物和二氧化硅更均匀地分布,电特能、粘接性等基于F聚合物的物性和低线膨胀性等基于二氧化硅的物性易高度呈现。
本组合物中的液状分散介质是在25℃下呈惰性的液体化合物,其用作本粒子α的分散介质。分散介质可以是水也可以是非水系分散介质。分散介质可以是1种,也可以是2种以上。这种情况下,优选不同种类的液体化合物彼此相溶。
作为分散介质,可例举与本组合物A和本组合物B中的液状分散介质相同的介质。
当分散介质含有N-甲基-2-吡咯烷酮等非质子性极性溶剂时,优选本粒子α所含的二氧化硅的表面的至少一部分经具有选自氨基、乙烯基和(甲基)丙烯酰氧基的至少1种基团的硅烷偶联剂进行表面处理,更优选用苯基氨基硅烷进行表面处理。
在分散介质含有甲苯等非极性溶剂的情况下,优选对本粒子α所含的二氧化硅的表面的至少一部分实施疏水化处理,并优选用具有选自烷基和苯基的至少一种基团的硅烷偶联剂进行表面处理。
在分散介质含有水等质子性极性溶剂的情况下,本粒子α所含的二氧化硅优选不进行表面处理。
在组合这样的分散介质和二氧化硅表面处理的情况下,本组合物的分散稳定性易趋好。
以本组合物为100质量%,本组合物中的本粒子α的含量优选为1~50质量%,更优选为10~40质量%。
本组合物中的分散介质的含量相对于本组合物100质量%优选为50~99质量%,更优选为60~90质量%。
从进一步提高本粒子α的分散稳定性、提高粒子的沉降性和操作性的观点考虑,本组合物可以进一步含有表面活性剂,但由于本粒子α的分散稳定性优异,因此实质上可以不含表面活性剂。作为表面活性剂,可例举上述的表面活性剂。
“实质上不含表面活性剂”是指本组合物中表面活性剂的浓度不超过1质量%,本组合物中表面活性剂的含量为1质量%以下,表面活性剂的含量优选为0.5质量%以下,更优选为0质量%。
本组合物的粘度优选在50mPa·s以上,更优选在100mPa·s以上。本组合物的粘度优选在50000mPa·s以下,更优选在1000mPa·s以下,进一步优选在800mPa·s以下。该情况下,本组合物的涂布性优异,容易形成具有任意厚度的聚合物层等成形物。
本组合物的触变比优选在1.0以上。本组合物的触变比优选在3.0以下,更优选在2.0以下。这种情况下,本组合物不仅涂布性优良,其均质性也优异,因此易形成更致密的聚合物层等成形物。
本组合物还可包含F聚合物、F聚合物以外的聚合物或其前体。作为该聚合物或其前体,可例举聚四氟乙烯(PTFE)、含有TFE单元和PAVE单元的聚合物(PFA)、含有TFE单元和基于六氟丙烯的单元的聚合物(FEP)、含有TFE单元和基于乙烯的单元的聚合物(ETFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺、聚芳酯、聚砜、聚芳砜、聚酰胺、聚醚酰胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚芳醚酮、聚酰胺酰亚胺、液晶性聚酯、液晶性聚酯酰胺、环氧树脂、马来酰亚胺树脂等。PFA可以是F聚合物,也可以是F聚合物以外的PFA。
这些聚合物或其前体可以分散于本组合物,也可溶于本组合物。此外,这些聚合物或其前体可以是热塑性,也可以是热固性。本组合物优选含有上述的芳族聚合物。
本组合物除了上述成分以外,在不影响本发明的效果的范围内还可包含与本分散液A的说明中所述同样的其它成分。
使本组合物与基材层的表面接触并加热而形成包含F聚合物和二氧化硅的聚合物层,获得具备基材层和聚合物层的的层叠体。层叠体的具体制造方法、基材层、使用了层叠体的印刷基板及多层印刷电路基板的形态包括优选形态在内均与分散液A的说明中所述相同。
此外,将本粒子α和氟代烯烃类聚合物熔融混炼后进行挤压成形,可制得膜。
本粒子α包含与氟代烯烃类聚合物的相互作用(相溶性)高的F聚合物和二氧化硅。此外,本粒子α表面以规定比例具有硅原子,因此其具备规定的硬度,在将本粒子α与氟代烯烃类聚合物熔融混炼时,复合粒子和氟代烯烃类聚合物发生碰撞,易各自粉碎而微粒化。
其结果是,两者被均匀地熔融混炼而获得的膜中,F聚合物和氟代烯烃类聚合物和二氧化硅均一分布,易高度呈现基于F聚合物和氟代烯烃类聚合物的物性、特别是电特性和基于二氧化硅的低线膨胀性等物性。
与本粒子α熔融混炼的氟代烯烃类聚合物可以是F聚合物,也可以是F聚合物以外的含有基于氟代烯烃的单元的聚合物。
作为氟代烯烃类聚合物,可例举PTFE、PFA、FEP、ETFE、PVDF。PFA可以是F聚合物,也可以是F聚合物以外的PFA。氟代烯烃类聚合物可以是和复合粒子所包含的F聚合物相同的F聚合物。
氟代烯烃类聚合物的熔融温度(熔点)优选为160~330℃。
氟代烯烃类聚合物的玻璃化温度优选为45~150℃。
氟代烯烃类聚合物优选具有极性官能团。极性官能团的种类及导入方法包括优选的种类及导入方法与以上F聚合物中所述的相同。
本粒子α和氟代烯烃类聚合物的熔融混炼例如采用单轴混炼机来实施。单轴混炼机具备汽缸和可旋转地设于汽缸内的1根螺杆。如果使用单轴混炼机,则熔融混炼时易防止F聚合物及氟代烯烃类聚合物的劣化。
这种情况下,将螺杆的全长设为L(mm)、直径设为D(mm)时,以全长L与直径D的比值来表示的有效长(L/D)优选为30~45。有效长如果在以上范围内,则可在防止F聚合物及TFE类聚合物劣化的同时赋予它们足够的剪切应力,易于减少熔融混炼物的温度不均。
螺杆的旋转速度优选为10~50ppm。
熔融混炼物可从设于汽缸前端的T模吐出。然后,从T模吐出的熔融混炼物与多根冷却辊接触而固化成膜。所得长条状的膜被卷取到卷取辊上。
膜的厚度优选为5~150μm,更优选为10~100选为。
膜的形状可以是长条状,也可以是叶片状。长条状的膜的长边方向的长度优选在100m以上。长边方向的长度的上限通常为2000m。另外,长条状的短边方向的长度优选在1000mm以上,短边方向的长度的上限通常为3000mm。
将所得的膜与基材层重叠后进行热压,藉此获得具备由膜形成的聚合物层和基材层的层叠体。
热压条件优选是,温度为120~300℃,气氛压力为20kPa以下的真空,加压压力为0.2~10MPa。
另外,基材层、使用了层叠体的印刷基板及多层印刷电路基板的形态包括其优选形态均与以上本法1中所述的相同。
此外,可用圆模替代T模来制造吹塑薄膜。
以上,对本发明的分散液、复合粒子及复合粒子的制造方法进行了说明,但本发明并不限定于以上所述的实施方式的构成。
例如,对于本发明的分散液和复合粒子,可分别在以上实施方式的构成中追加其它任意的构成,也可置换为发挥同样功能的任意构成。
此外,对本发明的复合粒子的制造方法,可分别在以上实施方式的构成中追加其它任意工序,也可置换为产生同样作用的任意工序。
实施例
以下,例举实施例对本发明进行详细说明,但本发明并不限于此。
各成分的详细情况如下所示。
[F粒子]
F粒子1:由含有97.9摩尔%TFE单元、0.1摩尔%NAH单元和2.0摩尔%PPVE单元的具有酸酐基的F聚合物1(熔融温度:300℃)构成的粒子(D50:2μm,体积密度:0.18g/m2)
F粒子2:由含有97.5摩尔%TFE单元和2.5摩尔%PPVE单元的不具有官能团的F聚合物2(熔融温度:305℃)构成的粒子(D50:2μm,体积密度:0.19g/m2)
F粒子3:由仅由TFE单元和PPVE单元构成的F聚合物3(熔融温度:305℃)构成的粒子(D50:2μm,体积密度:0.19g/m2)
F粒子4:由包含97.5摩尔%TFE单元和2.5摩尔%PPVE单元的不具有极性官能团的F聚合物4(熔融温度:300℃)构成的粒子(D50:2.6μm)
[PTFE粒子]
PTFE1:由非热熔融性的PTFE构成的粒子(D50:0.3μm,体积密度:0.2g/m2)
PTFE2:由抗原纤性的PTFE构成的粒子(D50:2.4μm)
[无机物]
无机物1:二氧化硅填料(近似圆球状,平均粒径0.03μm),经硅烷偶联剂表面处理
[二氧化硅粒子]
二氧化硅粒子1:由二氧化硅构成的近似圆球状粒子(D50:0.05μm)
二氧化硅粒子2:由二氧化硅构成的近似圆球状粒子(D50:0.25μm)
[分散介质]
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
分散介质S1:甲苯(沸点:111℃)
分散介质S2:N,N-二甲基甲酰胺(DMF)(沸点:153℃)
[芳族性聚合物]
聚合物1:热塑性的芳族聚酰亚胺(PI1)溶于NMP的清漆
聚合物2:将2-羟基-6-萘甲酸、4,4’-二羟基联苯和对苯二甲酸、2,6-萘二甲酸依次以60摩尔%、20摩尔%、15.5摩尔%、4.5摩尔%的比率反应得到的热塑性聚合物粉碎得到的粉末(D50:16μm)
聚合物3:热固性的芳族性双马来酰亚胺的粉末(D50:20μm)
[例1-1]
1.复合粒子的制造
调制99质量份的F粒子1和1质量份的无机物1的混合物。
然后,将混合物投入利用在圆筒状的容器内以高速旋转的搅拌翼来搅拌粒子的同时将粒子夹持在容器的内壁和搅拌体之间来施加应力的粉体处理装置(杂混系统)。接着,使F粒子1和无机物1在高温紊流的气氛下浮游的同时发生碰撞,对它们之间赋予应力而实施复合化处理。处理中的装置内保持氮气氛下温度在100℃以下,处理时间为15分钟。
所得处理物是微粉状。用光学显微镜对该微粉进行分析后确认其为以F粒子1为核、在该核的表面附着无机物1而形成了壳的核·壳结构的复合粒子1。
复合粒子1的形状为球状,其D50为4μm。
2.分散液的制造及评价
在具备搅拌翼的槽中加入NMP及聚合物1,充分搅拌槽内。接着,将所得的复合粒子1加入槽内以800rpm搅拌15分钟,以形成了上升流的状态进行剪切处理,得到包含复合粒子1(100质量份)、聚合物1(30质量份)及NMP(120质量份)的分散液1。所得分散液1的25℃下的粘度为18000mPa·s。分散液1的分散稳定性和成分沉降率按照以下基准进行评价。
<分散稳定性的评价基准>
〇:刚制备后及保管后均起泡少,未发现凝聚物,均匀分散
△:刚制备后及保管后均观察到一部分凝聚物
×:凝集物多,未均匀分散
<成分沉降率的评价基准>
〇:成分沉降率在60%以上
△:成分沉降率超过40%且在60%以下
×:成分沉降率在40%以下
3.层叠体的制作及评价
用棒涂机将分散液1涂布在长条铜箔(厚18μm)表面,形成湿膜。接着,将形成有湿膜的铜箔于110℃5分钟通过干燥炉,利用加热使其干燥而获得干膜。然后,在氮气炉中于380℃对干膜加热3分钟。藉此,获得了具备铜箔和在其表面上的作为包含F粒子1的熔融烧成物、无机物1及聚合物1的成形物的聚合物层(厚20μm)的层叠体1。
从层叠体1切出180mm见方的方形试验片,对试验片按照JIS C 6471:1995中规定的测定方法,测定25℃以上260℃以下范围内的试验片的线膨胀系数,按照下述基准进行评价。
<线膨胀系数的评价基准>
〇:线膨胀系数在50ppm/℃以下
△:线膨胀系数超过50ppm/℃且在75ppm/℃以下
×:线膨胀系数超过75ppm/℃
[例1-2]
制备99质量份的F粒子1和1质量份的无机物1的混合物。
然后,在具备内周面有承受面的筒状旋转体和以微小距离与承受面隔开配置的内定子的粉体处理装置(机械融合装置)中投入混合物。之后,使筒状旋转体绕中心轴以高速旋转。利用此时所产生的离心力,将粒子按压到承受面上,将混合物导入到承受面和内定子之间的狭窄空间(按压空间),使粒子以剪切状态碰撞而进行处理。处理中的筒状旋转体的气氛下温度保持在100℃以下,处理时间为15分钟。
所得处理物是微粉状。此外,用光学显微镜对该微粉进行分析后确认其为以F粒子1为核、在该核的表面附着无机物1而形成了壳的核·壳结构的复合粒子。
复合粒子2的形状为球状,其D50为18μm。
采用所得的复合粒子2,与例1-1同样地制造分散液2,制成层叠体2并进行了评价。评价结果示于表1。
[例1-3~例1-8]
除了各成分的种类及量按照以下表1所示变化以外,与例1-1同样操作获得复合粒子3、4和分散液3~8,制造层叠体3~8。所得分散液及层叠体的评价结果示于表1。
[表1]
[例2-1]
1.复合粒子的制造
调制99质量份的F粒子1和1质量份的无机物1的混合物,与例1-1的1.同样操作,获得复合粒子1。复合粒子1的形状为球状,其D50为450。
2.分散液的制造及评价
在具备搅拌翼的槽中加入分散介质S1(甲苯)、分散介质S2(DMF)、以上获得的复合粒子1,以800rpm搅拌15分钟,得到含有复合粒子1(100质量份)、甲苯(30质量份)及DMF(70质量份)的分散液9。所得分散液9的25℃下的粘度为13000mPa·s。
分散液9的分散稳定性与例1-1的2.同样评价。
3.干膜、层叠体的制作及评价
在长条铜箔(厚18μm)的表面用棒涂法涂布分散液9,形成湿膜。然后,使形成有该湿膜的金属箔在100℃下通过干燥炉5分钟,通过加热来使其干燥,得到干膜1。
目视下按照以下基准评价干膜1的平滑性
<干膜的平滑性>
〇:表面整体平滑
△:表面边缘处可见凝集物或粉末缺失而产生的凹凸
×:整个表面上可见因凝集物或粉末缺失而产生的凹凸
将具有干膜1的金属箔在氮气炉中于380℃再加热3分钟,制得具备金属箔和在其表面的含有F粒子1的熔融烧成物、无机物1及聚合物1的聚合物层(厚20μm)的层叠体1。未确认到该聚合物层上有凝集物或伴随发泡而产生的凹凸,表面平滑性优异。
[例2-2~例2-5]
除了各成分的种类及量按照以下表2所示变化以外,与例2-1同样操作获得复合粒子5和分散液10~13,制造干膜2~5。所得分散液及干膜的评价结果示于表2。
[表2]
[例3-1]
1.复合粒子的制造
调制70质量份的F粒子1和30质量份的二氧化硅粒子1的混合物。
然后,将混合物投入利用在圆筒状的容器内以高速旋转的搅拌翼来搅拌粒子的同时将粒子夹持在容器的内壁和搅拌翼之间来施加应力的粉体处理装置(杂混系统(注册商标))。接着,使F粒子1和二氧化硅1在高温紊流的气氛下浮游的同时发生碰撞,对它们之间赋予应力而实施复合化处理。处理中的装置内保持氮气氛下温度在120℃以下,复合化处理时间为15分钟。
用光学显微镜对所得微粉进行分析后确认其为以粒子状的F聚合物1为核、在该核的表面附着二氧化硅粒子1而形成了壳的核·壳结构的球状复合粒子6(D50:3μm)。
2.通过ESCA来实施的复合粒子的表面测定
用ULVAC-Phi公司制造的ESCA5500进行通过ESCA来实施的表面测定。X射线源采用14kV的单色AlKα射线,采用使用了离子枪和氧化钡发射器的中和枪,在防止试样表面的带电的同时,设定光电子检测面积为800μmφ、光电子检测角度为45度、通过能为93.8eV、能阶为0.8eV/step、累计次数为16次循环。另外,氟原子含有比例由通过测定检测出的各峰强度(C1s、O1s、F1s、Si2s轨道)算出。距表面的深度根据使用C60离子作为溅射离子的SiO2溅射膜的溅射速率来确定。表3示出各复合粒子表面的硅原子量相对于氟原子量的比值(以下也记作“Si/F量”)。
3.评价
3-1.分散稳定性的评价
在容器内加入复合粒子6和NMP,不添加表面活性剂,搅拌容器内部,调制出分散有复合粒子6的液状组合物1。将液状组合物1放置规定时间,按照以下基准评价其分散稳定性。
[评价标准]
〇:调制时起泡得到抑制,调制后于25℃静置3天后也没有沉积物产生
△:调制时出现起泡,但调制后于25℃静置3天后没有沉积物产生
×:于25℃静置3天后有沉积物产生
3-2.落粉及翘曲的评价
用棒涂机将液状组合物1涂布在长条的铜箔(厚18μm)表面,形成液态被膜。接着,将形成有该液态被膜的铜箔于120℃通过干燥炉5分钟,利用加热使其干燥,获得干燥被膜。然后,在氮气炉中于380℃将干燥被膜加热3分钟。藉此,获得了具备铜箔和在其表面上的含有聚合物的熔融烧成物和二氧化硅的聚合物层的层叠体。
评价了干燥被膜的落粉和层叠体的翘曲。
目视确认干燥被膜的边缘部,按照以下基准评价了干燥被膜的落粉。
[落粉的评价基准]
〇:在干燥被膜的边缘部未确认到脱落
△:在干燥被膜的边缘部的一部分确认到了脱落
×:在干燥被膜的边缘部的较广泛范围内确认到了脱落
此外,用氯化铁水溶液通过蚀刻除去层叠体的铜箔,制得单独的聚合物层。从聚合物层切出180mm见方的四方形试验片,按照JIS C 6471:1995规定的测定方法对试验片进行测定,按照以下基准进行了评价。
[翘曲的评价基准]
〇:线膨胀系数小于±20ppm/℃
△:线膨胀系数在±20ppm/℃以上但低于30ppm/℃
×:线膨胀系数在±30ppm/℃以上
以下的评价结果示于表4。
[例3-2~例3-5]
除了粒子的种类及量按照表1所示变化以外,与例3-1同样操作获得复合粒子7~10,使用复合粒子7~10调制液状组合物2~5。另外,分别用液状组合物2~5制造层叠体。复合粒子的表面测定结果、各液状组合物的分散稳定性、干燥被膜的落粉及层叠体的翘曲的评价结果示于表3及表4。
[表3]
*括号内的数值是各复合粒子中的含量(单位:质量份)
[表4]
产业上的可利用性
本发明的分散液的分散稳定性优异,能够容易地加工成膜、纤维强化膜、预浸料、金属层叠板(带树脂金属箔)。所得的加工物可用作为天线部件、印刷基板、飞机用部件、汽车用部件、运动器材、食品工业用品、滑动轴承等的材料。
此外,本发明的复合粒子的操作性和在分散介质中的分散稳定性优异。含有本发明的复合粒子的液状组合物可用于制造具备基于F聚合物的物性和基于二氧化硅的特性的成形物(层叠体、膜等)。由本发明的复合粒子形成的成形物可用作为天线部件、印刷基板、飞机用部件、汽车用部件、运动器材、食品工业用品、涂料、化妆品等。具体而言,可用作为电线被覆材料(飞机用电线等)、电绝缘性胶带、石油挖掘用绝缘带、印刷基板用材料、分离膜(精密过滤膜、超过滤膜、反渗透膜、离子交换膜、透析膜、气体分离膜等)、电极粘合剂(锂二次电池用、燃料电池用等)、复印辊、家具、机动车仪表板、家电制品等的盖子、滑动构件(负载轴承、滑动轴、阀门、轴承、齿轮、凸轮、传送带、食品输送带等)、工具(铲子、锉刀、锥子、锯子等)、锅炉、料斗、管道、烤箱、烧烤模具、溜槽、塑模、马桶、容器被覆材料。
Claims (15)
1.一种分散液,其包含含有熔融温度为260~320℃的四氟乙烯类聚合物和无机物的复合粒子、芳族性聚合物和液状分散介质,所述复合粒子分散于所述液状分散介质,所述分散液的25℃下的粘度为1000~100000mPa·s。
2.如权利要求1所述的分散液,其中,所述四氟乙烯类聚合物是含有基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元且具有极性官能团的四氟乙烯类聚合物,或是相对于全部单元含2.0~5.0摩尔%的基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元且不具有极性官能团的四氟乙烯类聚合物。
3.如权利要求1或2所述的分散液,其中,所述无机物是二氧化硅。
4.如权利要求1~3中任一项所述的分散液,其中,所述芳族性聚合物的含量少于所述复合粒子的含量。
5.如权利要求1~4中任一项所述的分散液,其中,所述芳族性聚合物是选自芳族聚酰亚胺、芳族聚酰胺、芳族聚酰胺酰亚胺、聚苯醚、液晶聚酯、芳族马来酰亚胺的至少1种。
6.一种分散液,其是包含含有熔融温度为260~320℃的四氟乙烯类聚合物和无机物的复合粒子和液状分散介质且所述复合粒子分散于所述液状分散介质的分散液,其中,所述液状分散介质含有沸点不同的2种液状分散介质且所述2种液状分散介质具有生成共沸混合物的关系。
7.如权利要求6所述的分散液,其中,所述四氟乙烯类聚合物是含有基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元且具有极性官能团的四氟乙烯类聚合物,或是相对于全部单元含2.0~5.0摩尔%的基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元且不具有极性官能团的四氟乙烯类聚合物。
8.如权利要求6或7所述的分散液,其中,所述沸点不同的2种液状分散介质中的高沸点分散介质的混合量比大于所述2种液状分散介质的共沸混合物中的高沸点分散介质的以质量比计的组成比。
9.如权利要求6~8中任一项所述的分散液,其中,构成所述液状分散介质的沸点不同的2种液状分散介质中的至少1种为水、醇或酰胺。
10.一种复合粒子,其中,含有熔融温度为260~320℃、相对于全部单元含1~5摩尔%的基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元的四氟乙烯类聚合物和二氧化硅,所述复合粒子通过X射线光电子能谱法测定的、表面的硅原子量相对于氟原子量的比值在1以上。
11.如权利要求10所述的复合粒子,其平均粒径在2μm以上10μm以下。
12.如权利要求10或11所述的复合粒子,其中,相对于100质量份所述四氟乙烯类聚合物,所述二氧化硅为15~85质量份。
13.如权利要求10~12中任一项所述的复合粒子,其中,以所述四氟乙烯类聚合物为核,在所述核的表面具有所述二氧化硅。
14.如权利要求10~13中任一项所述的复合粒子,其中,所述四氟乙烯类聚合物是具有极性官能团的四氟乙烯类聚合物。
15.权利要求10~14中任一项所述的复合粒子的制造方法,其中,在所述四氟乙烯类聚合物的熔融温度以上的温度下以浮游状态使所述四氟乙烯类聚合物的粒子和所述二氧化硅碰撞而获得所述复合粒子。
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