DE60309686T2

DE60309686T2 - Fluoropolymer-und perfluoropolymerverbundstoff

Info

Publication number: DE60309686T2
Application number: DE60309686T
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Saint Paul FUKUSHI; Naijong Saint Paul JING; Attila Saint Paul MOLNAR; B. David Saint Paul BILBREY; W. Mark Saint Paul MUGGLI
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2023-03-14
Also published as: ATE345210T1; WO2003089231A1; US20030198770A1; EP1494853B1; JP2005526641A; CA2482588A1; ES2277069T3; DE60309686D1; EP1494853A1; KR20050000521A; AU2003214164A1; PT1494853E

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft ein Perfluoropolymer-Fluqoropolymer-Aggregat, das für ein schichtförmiges Blatt, einen Schlauch, wie zum Fördern von Kraftstoffen oder Chemikalien, und dergleichen nützlich ist.
Hintergrund
Fluorokunststoffe werden aufgrund ihrer Eigenschaften, wie chemische Beständigkeit und geringe Permeation von Kraftstoffen, verwendet. Anwendungen in der Kraftfahrzeugindustrie, wie Kraftstoffschläuche, verlangen eine immer geringere Kraftstoffpermeation, um Verdampfungsemissionen auf ein Minimum zu beschränken und strengere Umweltnormen zu erfüllen. Perfluoropolymere werden notwendig, um bei derartigen Anwendungen für eine ausreichend geringe Permeation zu sorgen. Perfluoropolymere sind jedoch teuer, weswegen dünne Schichten zur Verwendung in Kombination mit anderen Materialien gefragt sind, die Elastizität, Festigkeit, Haltbarkeit und andere in einem Verbundwerkstoff erwünschte Eigenschaften bereitstellen. Genau die Eigenschaften, weswegen Perfluoropolymere gefragt sind, z. B. ihre chemische Inaktivität, erschweren ihre Bindung. Zur Verbesserung der Haftung zwischen Fluoropolymeren und Nichtfluoropolymeren sowie zwischen zwei Fluoropolymeren, wie THV und FKM, wurde eine Vielfalt von Verfahren verwendet. Zu diesen Verfahren gehören die Behandlung der Oberfläche einer Schicht oder beider Schichten, die Verwendung von Gemischen aus zwei Polymeren, wie einem Polyamid mit einem THV, das Mischen eines Polyamids und eines Pfropffluoropolymers mit polaren Gruppen, die Verwendung von Verbindungsschichten und die Verwendung von Klebstoffen.
EP-A-0 962 311 offenbart ein Kautschuklaminat, wobei ein bestimmter Fluorokautschuk mit einer Kautschuk schicht mittels Vulkanisieren an eine zweite Kautschukschicht angehaftet wird. WO 02/106111 betrifft ein Verfahren zur Verstärkung der Bindefestigkeit zwischen einer VDF-haltigen Fluorokunststoffschicht und einer Elastomerschicht, umfassend die Schritte einer Wärmeisolierung der härtbaren Elastomerschicht, Erwärmen der Fluorokunststoffschicht und Härten der härtbaren Elastomerschicht. JP-A-61021141 offenbart einen Formgegenstand aus Fluorharz, der mittels einer Plasmabehandlung der Oberfläche des Fluorharzes, was zu einer Oberflächenmodifikation und zu einer Verbesserung der Hafteigenschaften führt, erhalten wird.
Kurzdarstellung
Die vorliegenden Erfinder haben ein Verfahren zum Anhaften eines Perfluoropolymers an ein anderes Fluoropolymer gefunden, obwohl beide Materialien bekanntermaßen schwierig zu binden sind. Eine Oberflächenbehandlung, ein Klebstoff, eine Verbindungsschicht oder dergleichen ist nicht erforderlich.
Kurz gesagt, stellt die vorliegende Erfindung einen Gegenstand bereit, umfassend eine erste Schicht, bestehend im Wesentlichen aus einem im Wesentlichen festen thermoplastischen perhalogenierten Polymer und gegebenenfalls einem oder mehreren Hilfsstoffen, eine zweite Schicht, bestehend im Wesentlichen aus einem im Wesentlichen festen thermoplastischen teilweise fluorierten Polymer und gegebenenfalls einem oder mehreren Hilfsstoffen und eine Bindungsgrenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht, bestehend im Wesentlichen aus einem ersten Material mit der Zusammensetzung der ersten Schicht und einem zweiten Material mit der Zusammensetzung der zweiten Schicht.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Blatt bereit, umfassend eine erste Schicht, umfassend ein thermoplastisches perhalogeniertes Poly mer und gegebenenfalls einen oder mehrere Hilfsstoffe, eine zweite Schicht, umfassend ein thermoplastisches teilweise fluoriertes Polymer und gegebenenfalls einen oder mehrere Hilfsstoffe und eine Bindungsgrenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht, bestehend im Wesentlichen aus einem ersten Material mit der Zusammensetzung der ersten Schicht und einem zweiten Material mit der Zusammensetzung der zweiten Schicht.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Gegenstand bereit, umfassend eine erste Schicht, bestehend im Wesentlichen aus einem im Wesentlichen festen thermoplastischen perhalogenierten Polymer und gegebenenfalls einem oder mehreren Hilfsstoffen, eine zweite Schicht, bestehend im Wesentlichen aus einem im Wesentlichen festen thermoplastischen teilweise fluorierten Polymer und gegebenenfalls einem oder mehreren Hilfsstoffen und eine Bindungsgrenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht, bestehend im Wesentlichen aus einem ersten Material mit der Zusammensetzung der ersten Schicht und einem zweiten Material mit der Zusammensetzung der zweiten Schicht.
In noch einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtgegenstands bereit, umfassend das Bereitstellen einer ersten Schicht, bestehend im Wesentlichen aus einem im Wesentlichen festen perhalogenierten Polymer und gegebenenfalls einem oder mehreren Hilfsstoffen, das Bereitstellen einer zweiten Schicht, bestehend im Wesentlichen aus einem im Wesentlichen festen teilweise fluorierten Polymer und gegebenenfalls einem oder mehreren Hilfsstoffen und in Kontakt mit einer Fläche der ersten Schicht, und das Erwärmen mindestens einer Schicht auf eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes oder des Schmelzpunktes über einen Zeitraum, der zum Binden der Schichten ausreicht, und gegebenenfalls das Pressen der ersten Schicht auf die zweite Schicht und wobei eine Bindungsgrenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht im Wesentlichen aus einem ersten Material mit der Zusammensetzung der ersten Schicht und einem zweiten Material mit der Zusammensetzung der zweiten Schicht besteht.
In noch einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtgegenstands bereit, umfassend die Herstellung eines zweischichtigen Unteraggregats, bestehend im Wesentlichen aus dem Extrudieren einer ersten Schicht, bestehend im Wesentlichen aus einem perhalogenierten Polymer und gegebenenfalls einem oder mehreren Hilfsstoffen, und dem Extrudieren einer zweiten Schicht, bestehend im Wesentlichen aus einem teilweise fluorierten Polymer und gegebenenfalls einem oder mehreren Hilfsstoffen, wobei eine Bindungsgrenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht im Wesentlichen aus einem ersten Material mit der Zusammensetzung der ersten Schicht und einem zweiten Material mit der Zusammensetzung der zweiten Schicht besteht.
In diesem Zusammenhang: bedeutet "fluoriert thermoplastisch" das Vorhandensein eines eindeutigen Schmelzpunkts, im Gegensatz zu amorphen Materialien, wie fluorierten Elastomeren, die üblicherweise keinen derartigen Schmelzpunkt aufweisen; "teilweise fluoriert" bedeutet, dass mindestens ein Viertel der an Kohlenstoffatome gebundenen Wasserstoffatome durch Fluoratome ersetzt ist; und "im Wesentlichen fest" bedeutet weniger als 30 Vol.-% eingeschlossene Hohlräume oder Gase, wie dies bei geschäumten Konstruktionen vorherrschend ist.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von mehrschichtigen Fluoropolymergegenständen mit einer Perfluoropolymerschicht und einer Fluoropolymerschicht, wie Blättern, Leitungen, Schläuchen und anderen Formgegenständen, ohne dabei auf Oberflächen behandlung, Klebstoffe, Verbindungsschichten, Polymerpfropfen, Mischen und dergleichen zurückzugreifen, um eine ausreichende Bindefestigkeit zu erhalten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung und aus den Ansprüchen. Die vorstehende Zusammenfassung dient nicht der Beschreibung jeder dargestellten Ausführungsform oder jeder Durchführung der vorliegenden Erfindung. Die nachfolgende ausführliche Beschreibung zeigt vielmehr beispielhaft bestimmte bevorzugte Ausführungsformen, die die hierin offenbarten Prinzipien nutzen.
Genaue Beschreibung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verbundaggregat mit einer Schicht aus einem perhalogenierten Polymer, wie einem Perfluoropolymer, bereit, das an eine Schicht aus teilweise fluoriertem Polymer gebunden ist.
Die erste und die zweite Schicht des erfindungsgemäßen Gegenstands sind im Wesentlichen fest, wobei weniger als 30 Vol.-% einer Schicht eingeschlossene Hohlräume oder Gase umfassen, wie dies bei geschäumten Konstruktionen vorherrschend ist. In anderen Ausführungsformen umfassen weniger als 20 Vol.-%, weniger als 10 Vol.-% oder sogar 0 Vol.-% einer Schicht eingeschlossene Hohlräume oder Gase.
Die erste Schicht eines erfindungsgemäßen Gegenstands enthält ein oder mehrere thermoplastische perhalogenierte Polymere. Diese Polymere haben üblicherweise Schmelztemperaturen im Bereich von etwa 100 bis etwa 330 °C, mehr bevorzugt von etwa 150 bis etwa 310 °C. Das perhalogenierte Polymer umfasst üblicherweise interpolymerisierte Einheiten der Formel I: -CF(X)-CX₂-, (I) wobei jedes X unabhängig ein Halogenatom, eine perhalogenierte C₁-C₈-Alkylgruppe, R'_f oder O(R'_fO)_aR'_f ist, wobei jedes R'_f unabhängig eine C₁-C₈-Perfluoroalkylgruppe ist und a 0-10 ist. Zu nützlichen Beispielen gehören interpolymerisierte Einheiten, wie Tetrafluoroethylen (TFE) und Chlorotrifluoroethylen (CTFE). In einer Ausführungsform umfasst mindestens ein perhalogeniertes Polymer mindestens 40 Gewichtsprozent (Gew.-%) an seinen interpolymerisierten Einheiten der Formel I. In einer anderen Ausführungsform umfasst mindestens ein perhalogeniertes Polymer mindestens 80 Gew.-% an seinen interpolymerisierten Einheiten der Formel I. In einer anderen Ausführungsform umfasst mindestens ein perhalogeniertes Polymer mindestens 95 Gew.-% an seinen interpolymerisierten Einheiten der Formel I. Das perhalogenierte Polymer kann darüber hinaus interpolymerisierte Einheiten enthalten, die von anderen perfluorierten Monomeren in verschiedenen Kombinationen abgeleitet sind.
Das perhalogenierte Polymer kann auch interpolymerisierte Einheiten der Formel II umfassen:
wobei jedes Y unabhängig eine Bindung, Sauerstoff oder CF₂ ist; jedes Z unabhängig F oder R_f ist, wobei jedes R_f unabhängig eine C₁-C₁₀-Perfluoroalkylgruppe ist; und n 0-3 ist.
Das perhalogenierte Polymer kann auch interpolymerisierte Einheiten der Formel II umfassen.
Das perhalogenierte Polymer kann auch interpolymerisierte Einheiten der Formel -CF₂-CF(X')- umfassen, wobei jedes X' unabhängig Cl, Br, R_f, O (R_fO)_aR_f ist, wobei jedes R_f unabhängig eine C₁-C₁₀-Perfluoroalkylgruppe ist und a 0-10 ist, oder eine Einheit gemäß Formel II (wie vorstehend beschrieben ist.
Das perhalogenierte Polymer kann auch interpolymerisierte Einheiten der Formel -CF₂-O-Y-CF₂- umfassen, wobei Y eine Bindung oder CF₂ ist.
Das perhalogenierte Polymer kann auch interpolymerisierte Einheiten eines perfluorierten Vinylethers der Formel IV umfassen: CF₂-CFO(R_fO)_aR_f (III)wobei jedes R_f unabhängig eine lineare oder verzweigte C₁-C₆-Perfluoroalkylgruppe ist und a 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist.
Zu spezifischen Beispielen für geeignete perfluorierte Monomere gehören Hexafluoropropylen (HFP), 3-Chloropentafluoropropen und perfluorierte Vinylether, wie CF₂-CFOCF₃, CF₂-CFOCF₂CF₂OCF₃, CF₂-CFOCF₂CF₂CF₂OCF₃, CF₂-CFOCF₂CF₂CF₃, CF₂-CFOCF₂CF(CF₃)OCF₂CF₂CF₃ und CF₂-CFOCF₂CF(CF₃) OCF₂CF(CF₃)OCF₂CF₂CF₃.
Unter den bevorzugten perfluorierten Polymeren, die in der ersten erfindungsgemäßen Schicht nützlich sind, sind: FEP, PFA, PCTFE, TFMT^TM-modifiziertes PTFE von Dyneon LLC, MFA und Teflon AF.
Die zweite Schicht eines erfindungsgemäßen Gegenstands enthält ein oder mehrere thermoplastische teilweise fluorierte Polymere, die linear, verzweigt und/oder gepfropft sein können.
Der für die zweite Schicht nützliche Fluorokunststoff enthält üblicherweise interpolymerisierte Einheiten, die von Tetrafluoroethylen (TFE), Hexafluoropropylen (HFP), Chlorotrifluoroethylen (CTFE), Vinylfluorid (VF), Vinylidenfluorid (VDF) abgeleitet sind und die ferner interpolymerisierte Einheiten enthalten können, die von anderen fluorhaltigen Monomeren, nicht fluorhaltigen Monomeren oder einer Kombination davon abgeleitet sind. Zu weiteren Beispielen für geeignete fluorhaltige Monomere gehören 3-Chloropentafluoropropen, die vorstehend beschriebenen perfluorierten Alkyl- oder Alkoxyvinylether und deren teilweise fluorierten Analoge und fluorhaltige Olefinmonomere. Zu Beispielen für geeignete nicht fluorhaltige Monomere gehören Olefinmonomere, wie Ethylen, Propylen und dergleichen.
Das teilweise fluorierte Polymer kann auch interpolymerisierte Einheiten der Formel IV umfassen: -CF(X')-CX'₂-, (IV)wobei jedes X' unabhängig Wasserstoff, ein Halogenatom, eine C₁-C₁₀-Alkylgruppe, R'_f oder O(R'_fO)_aR'_f ist, wobei jedes R'_f unabhängig eine C₁-C₁₀-Fluoroalkylgruppe ist und a 0-10 ist. Die hier und unter Bezugnahme auf Formel III beschriebenen Fluoroalkyl- oder Perfluoroalkylgruppen können linear oder verzweigt sein. In einigen Ausführungsformen sind längere Gruppen bevorzugt, um eine niedrigere Flächenenergie bereitzustellen.
In einem Aspekt umfasst mindestens eine Schicht interpolymerisierte Einheiten eines wasserstoffhaltigen Monomers mit einem pH-Wert von oder unter dem pH-Wert von Vinylidenfluorid.
Es ist bekannt, dass die teilweise fluorierten Polymere VDF, HFP und TFE von Basen in Gegenwart eines Phasentransferkatalysators schnell dehydrofluoriert werden. Es wird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass die Methylengruppen von VDF von Fluorokohlenstoffen (die von einem interpolymerisierten Vinylidenfluorid-Monomer stammen) umgeben sind, die be kanntlich Elektronen abziehende Gruppen darstellen. Folglich wird der Wasserstoff der Methyleneinheiten saurer und gegen Basenangriffe mit Dehydrofluorierung empfindlich. Die neu gebildeten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen ermöglichen die Bindung an organische und anorganische Substrate mit nukleophilen funktionellen Gruppen. Zu Monomeren, die für erfindungsgemäße Polymere nützlich sind, welche in dieser Hinsicht VDF ähnlich sind, gehören CFH-CF₂, CH₂-CHF, CH₂-CHR_f, Perfluoroarylvinylether, CF₂=CHR_f, wobei R_f eine C₁-C₁₀-Perfluoroalkylgruppe ist.
Unter den bevorzugten teilweise fluorierten Polymeren, die für die erfindungsgemäße zweite Schicht nützlich sind, sind Copolymere aus TFE, HFP und VDF, wobei gegebenenfalls ein fluorierter Vinylether enthalten ist.
Jedes bekannte Fluorelastomer oder perhalogenierte Elastomer kann verwendet werden, wenn das Material die Definition, die für die erfindungsgemäße Zusammensetzung gilt, erfüllt.
Der erfindungsgemäße Gegenstand kann eine Bindungsgrenzfläche zwischen der erfindungsgemäßen ersten Schicht und zweiten Schicht enthalten. Diese Grenzfläche besteht im Wesentlichen aus einem ersten Material mit der Zusammensetzung der ersten Schicht und einem zweiten Material mit der Zusammensetzung der zweiten Schicht. Derartige erste und zweite Schichtzusammensetzungen können bekannte Hilfsstoffe enthalten, wie Antioxidationsmittel, leitfähige Materialien, Ruß, Grafit, Füllstoffe, Gleitmittel, Pigmente, Weichmacher, Verarbeitungshilfsmittel, Stabilisatoren und dergleichen, einschließlich Kombinationen derartiger Materialien, die die Bindungseigenschaften zwischen diesen beiden Schichten nicht deutlich verbessern. Somit wird in der Bindungsgrenzfläche zwischen der erfindungsgemäßen ersten Schicht und zweiten Schicht kein Ätzen, keine elektrische Teilchenent ladung, kein Haftförderungsmittel oder eine andere Oberflächenbehandlung verwendet, die eine oder mehrere chemische Spezies hinzufügt oder ein oder mehrere Fluor- oder andere Atome entfernt oder die Zusammensetzung einer Schicht auf andere Weise modifiziert. Analog enthalten die erfindungsgemäße erste Schicht und zweite Schicht keine anderen Elemente, die die Haftung zwischen einem Fluoropolymer und anderen Materialien bekanntermaßen verbessern, wie eine Verbindungsschicht und/oder einen Klebstoff. Das bedeutet, dass die Bindungsgrenzfläche zwischen der ersten Schicht und zweiten Schicht im Wesentlichen aus den Materialien der ersten Schicht und der zweiten Schicht besteht.
Das Fehlen einer Oberflächenbehandlung, die die Bindung verbessern soll, kann anhand der kritischen Flächenspannung oder Flächenenergie der erfindungsgemäßen Schichten festgestellt werden. Die Schicht aus perhalogeniertem Polymer einer Ausführungsform der Erfindung weist eine erste Fläche auf, die an die zweite Schicht gebunden ist, wobei die erste Fläche eine Flächenenergie von weniger als etwa 30 mJ/m², mehr bevorzugt weniger als etwa 25 oder sogar weniger als etwa 22 mJ/m² aufweist. Analog weist die Schicht aus teilweise fluoriertem Polymer einer Ausführungsform der Erfindung eine Fläche auf, die an die erste Schicht gebunden ist, wobei diese Bindungsfläche eine Flächenenergie von weniger als etwa 30 mJ/m², mehr bevorzugt weniger als etwa 25 oder sogar weniger als etwa 22 mJ/m² aufweist.
Die Bindungsgrenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht stellt eine Zwischenschichthaftung in Höhe von mindestens etwa einem Newton pro Zentimeter (N/cm) bereit, gemessen mit einem Schältest nach ASTM D 1876. Die erfindungsgemäße Zwischenschichthaftung beträgt vorzugsweise mindestens etwa 2 N/cm und mehr bevorzugt mindestens etwa 5 N/cm. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Zwischenschichthaftung mehr als etwa 15 N/cm, mehr als etwa 30 N/cm oder sogar etwa 45 N/cm betragen.
Das thermoplastische Polymer entweder der ersten oder der zweiten Schicht oder beider Schichten kann ein leitfähiges Material umfassen, um eine fluoroplastische Zusammensetzung mit elektrostatischer Ableitfähigkeit (ESA) bereitzustellen. In diesem Aspekt der Erfindung umfasst die ESA-Polymerzusammensetzung eine Menge an einer oder beiden Schichten, die ausreicht, um dem fertigen Gegenstand ESA-Eigenschaften zu verleihen. Üblicherweise reicht 20 Gew.-% leitfähiges Material aus. Darüber hinaus wird eine geringe Menge, üblicherweise bis zu etwa 5 Gew.-%, eines anderen in der Schmelze verarbeitbaren thermoplastischen Materials, wie eines Kohlenwasserstoffpolymers, als ein Dispergierhilfsmittel verwendet. Das Dispergierhilfsmittel bietet keine messbare Verbesserung der Bindung zwischen der ersten und der zweiten Schicht. Die ESA-Polymerzusammensetzung enthält vorzugsweise etwa 2 bis etwa 10 Gew.-% leitfähiges Material und etwa 0,1 bis etwa 3 Gew.-% Dispergierhilfsmittel. Jeder bekannte leitfähige Füllstoff, wie Ruß oder Grafit, kann verwendet werden. Genauso kann jedes bekannte Dispergierhilfsmittel, wie jedes einer Vielzahl von Kohlenwasserstoffpolymeren, verwendet werden. In einem Aspekt der Erfindung, der einen mehrschichtigen Schlauch betrifft, wie der zum Fördern eines flüchtigen Kraftstoffs, ist die ESA-Zusammensetzung vorzugsweise in der Innenschicht des Schlauchs enthalten, die mit dem Kraftstoff in Kontakt ist. Das Dispergierhilfsmittel ist bei der Verarbeitungstemperatur der Schicht, in der es verwendet wird, vorzugsweise ein Fluid. Darüber hinaus ist das Dispergierhilfsmittel vorzugsweise nicht mit dem Polymer dieser Schicht mischbar. Zu typischen ESA-Zusatzzusammensetzungen gehören die Kohlenwasserstoff-Olefinpolymere, und die Poly(oxyalkylen)-Polymere gemäß der Lehre in US-Patent Nr. 5,549,948.
In einer anderen Ausführungsform enthält die Erfindung eine oder mehrere Zusatzschichten. In einem Aspekt beinhaltet dies eine dritte Schicht, die ein Polymer umfasst, wobei die dritte Schicht an einer Fläche gegenüber der, an die die erste Schicht gebunden ist, an die zweite Schicht gebunden ist. Eine dritte Schicht, die ein Polymer umfasst, kann an einer Fläche gegenüber der, an die die zweite Schicht gebunden ist, an die erste Schicht gebunden sein. Ferner kann eine vierte Schicht, die ein Polymer umfasst, an eine freiliegende Fläche eines erfindungsgemäßen mehrschichtigen Gegenstands gebunden sein. Wenn beispielsweise eine dritte Schicht an die zweite Schicht gebunden ist, kann. eine vierte Schicht an die dritte Schicht oder die erste Schicht gebunden sein. Andere Kombinationen sind für Fachleute offensichtlich und fallen in den Schutzumfang dieser Erfindung. Die Zusammensetzung der einen oder mehreren zusätzlichen Schichten kann jedes vorstehend beschriebene Polymer und gegebenenfalls jeden bekannten Hilfsstoff umfassen.
Ferner können andere bekannte Polymere an die Fläche der ersten und/oder der zweiten Schicht gebunden sein, die nichts mit der Bindungsgrenzfläche zu tun haben, sowie an die vorstehend beschriebene dritte und/oder vierte Schicht. Zu diesen anderen Polymeren gehören die vorstehend beschriebenen fluorierten und perfluorierten Polymere sowie nicht-fluorierte Polymere, wie Polyamide, Polyimide, Polyurethane, Polyolefine, Polystyrole, Polyester, Polycarbonate, Polyketone, Polyharnstoffe, Polyacrylate und Polymethylmethacrylate.
In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Haftung zwischen dem erfindungsgemäßen mehrschichtigen Fluoropolymergegenstand und einem anderen Material durch jedes bekannte Mittel verbessert werden. Zu derartigen Wegen gehören beispielsweise. Oberflächenbehandlungen, Dehydrofluorierungsmittel, Verbindungsschichten, Klebstoffe und dergleichen.
In einer anderen Ausführungsform enthält die Erfindung eine oder mehrere Zusatzschichten. In einem Aspekt beinhaltet dies eine dritte Schicht, die ein Polymer umfasst, wobei die dritte Schicht an einer Fläche gegenüber der, an die die erste Schicht gebunden ist, an die zweite Schicht gebunden ist Eine dritte Schicht, die ein Polymer umfasst, kann an einer Fläche gegenüber der, an die die zweite Schicht gebunden ist, an die erste Schicht gebunden sein. Ferner kann eine vierte Schicht, die ein Polymer umfasst, an eine freiliegende Fläche eines erfindungsgemäßen mehrschichtigen Gegenstands gebunden sein. Wenn beispielsweise eine dritte Schicht an die zweite Schicht gebunden ist, kann eine vierte Schicht an die dritte Schicht oder die erste Schicht gebunden sein. Andere Kombinationen sind für Fachleute offensichtlich und fallen in den Schutzumfang dieser Erfindung. Die Zusammensetzung der einen oder mehreren zusätzlichen Schichten kann jedes vorstehend beschriebene Polymer und gegebenenfalls jeden bekannten Hilfsstoff umfassen.
Ferner können andere bekannte Polymere an die Flächen der ersten und/oder der zweiten Schicht gebunden sein, die nichts mit der Bindungsgrenzfläche zu tun haben, sowie an die vorstehend beschriebene dritte und/oder vierte Schicht. Zu diesen anderen Polymeren gehören die vorstehend beschriebenen fluorierten und perfluorierten Polymere sowie nicht-fluorierte Polymere, wie Polyamide, Polyimide, Polyurethane, Polyolefine, Polystyrole, Polyester, Polycarbonate, Polyketone, Polyharnstoffe, Polyacrylate, Polymethacrylate, Acrylnitril-Butadien, Butadien-Kautschuk, chloriertes und chlorsulfoniertes Polyethylen, Chloropren, EPM, EPDM, PE-EPDM, PP-EPDM, EVOH, Epichlorhydrin, Isobutylenisopren, Isopren, Polysulfide, Silikone, NBR/PVC, Styrol-Butadiene und Vinylacetatethylene und Kombinationen davon.
In einer Ausführungsform wird der erfindungsgemäße mehrschichtige Gegenstand in Solarzellenanwendungen verwendet. In dieser Ausführungsform wird eine Folie, die den erfindungsgemäßen Gegenstand umfasst, alleine oder in Kombination mit einer oder mehreren zusätzlichen Schichten, beispielsweise als eine Barrierefolie, die gegenüber Sauerstoff und Wasser beständig ist, oder als eine Oberschicht verwendet. In derartigen Solarzellenanwendungen umfasst eine andere Schicht gegebenenfalls ein nicht fluoriertes Polymer. Das nicht fluorierte Polymer ist ausgewählt aus Polyestern, Polyacrylaten, Polymethacrylaten, Polyolefinen.
In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtgegenstands bereit, umfassend das Bereitstellen einer ersten Schicht, bestehend im Wesentlichen aus einem perhalogenierten Polymer und gegebenenfalls einem oder mehreren Hilfsstoffen, das Bereitstellen einer zweiten Schicht, bestehend im Wesentlichen aus einem teilweise fluorierten Polymer und gegebenenfalls einem oder mehreren Hilfsstoffen auf einer Fläche der ersten Schicht, und das Erwärmen mindestens einer Schicht auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes oder des Erweichungspunktes über einen Zeitraum, der zum Binden der Schichten ausreicht, wobei eine Bindungsgrenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht im Wesentlichen aus einem ersten Material mit der Zusammensetzung der ersten Schicht und einem zweiten Material mit der Zusammensetzung der zweiten Schicht besteht. In einer bevorzugten Version der Ausführungsform werden die Schichten durch Anlegen von Wärme und Druck an den Flächen gegenüber der Bindungsgrenzfläche gebunden. In einer weiteren bevorzugten Version dieser Ausführungsform werden die Schichten durch Bereitstellen einer Schicht in Folienform und Bereitstellen der nächsten Schicht in fluidem Zustand auf der Fläche der Folie gebunden.
Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen mehrschichtigen Gegenstands beinhaltet das Bereitstellen einer ersten Schicht, umfassend ein Fluoropolymer wie vorstehend beschrieben, das Bereitstellen einer zweiten Schicht, die an die erste Schicht gebunden ist, wobei die zweite Schicht ein Fluoropolymer wie vorstehend beschrieben umfasst, und das Erwärmen mindestens einer Schicht und der Grenzfläche zwischen den Schichten auf eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes oder des Schmelzpunktes mindestens einer der Schichten. Im Allgemeinen bestimmt der höchste Schmelz- oder Erweichungspunkt aller in dem erfindungsgemäßen Gemisch verwen deten Bestandteile die bevorzugte Mindesttemperatur zur Herstellung des mehrschichtigen Gegenstands. Wenn beispielsweise ein thermoplastischer Perfluorokunststoff in einem Gemisch verwendet wird, wird diese Schicht vorzugsweise auf den Schmelzpunkt des thermoplastischen Perfluorokunststoffs oder darüber erwärmt, und wenn ein Perfluoroelastomer in einer Gemischschicht verwendet wird, wird diese Schicht vorzugsweise auf den Erweichungspunkt oder den Verarbeitungsbereich des Perfluoroelastomers in der Schmelze oder darüber erwärmt. Ferner werden die Schichten vorzugsweise mittels eines Walzenspalts, einer Platte oder anderer bekannter Mittel zusammengepresst. Im Allgemeinen kann eine Erhöhung der Zeit, der Temperatur und/oder des Drucks die Zwischenschichthaftung verbessern. Die Bedingungen für das Binden zweier beliebiger Schichten können durch übliche Versuche optimiert werden.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen mehrschichtigen Gegenstands beinhaltet das Koextrudieren von zwei oder mehr Schichten durch eine Düse unter Ausbildung eines Gegenstands. Derartige Koextrusionsverfahren sind beispielsweise zur Herstellung von Blättern, Rohren, Behältern usw. nützlich.
Noch ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Gegenstands mit einer Schicht aus erfin dungsgemäßem Fluoropolymer-Gemisch beinhaltet das Extrudieren einer Schicht durch eine Düse zur Bildung einer Schlauchlänge. Ein zweiter Extruder stellt eine Querhauptdüse bereit, um eine weitere Schicht geschmolzenes Fluoropolymer auf eine Fläche des Schlauchs aufzutragen. Das erfindungsgemäße Gemisch kann in entweder der Innenschicht oder der Außenschicht oder beiden Schichten vorgesehen sein. Zusätzliche Schichten können über ähnliche Mittel hinzugefügt werden. Im Anschluss an die Extrusionsabläufe kann der mehrschichtige Gegenstand z. B. durch Eintauchen in ein Kühlband abgekühlt werden. Das Verfahren kann durch Verwendung von im Fachgebiet bekannten Extrusionsdüsenformen zur Bildung von erfindungsgemäßen mehrschichtigen Blättern sowie anderen Formen verwendet werden. Das erfindungsgemäße Gemisch kann dem Extrusionsverfahren auf jede bekannte Weise zugeführt werden. Trockene Eintragsmaterialien können beispielsweise vor der Zufuhr zu einem Extruder gemischt werden oder ein Doppelschneckenextruder kann zum Mischen der Materialien während der Schmelzverarbeitung verwendet werden.
Erfindungsgemäß hergestellte mehrschichtige Gegenstände können in einer großen Vielfalt von Formen bereitgestellt werden, einschließlich Blätter, Folien, Behälter, Schläuche, Rohre und dergleichen. Diese Gegenstände eignen sich insbesondere, wann immer chemische Beständigkeit und Barriereeigenschaften erwünscht sind. Zu Beispielen für bestimmte Verwendungen der Gegenstände gehört deren Verwendung in retroflektierenden Folien, Farbersatzfolien, Folien zur Widerstandsverminderung in turbulenten Strömungen, Kraftstoffleitungsund Einfüllstutzenschläuchen, Kraftstoffbehältern, Auspuffschläuchen und dergleichen. Die Gegenstände sind auch in Anwendungen für den Umgang und die Verarbeitung von Chemikalien sowie als Draht- und Kabelüberzüge nützlich.
Ziele und Vorteile dieser Erfindung sind weiter anhand der nachfolgenden Beispiele erklärt, wobei jedoch keines der spezifischen Materialien oder deren Menge, die in den Beispielen genannt werden, sowie keine anderen Bedingungen und Einzelheiten als unnötige Begrenzung der Erfindung ausgelegt werden sollen.
Beispiele
Prüfmethoden
Kontaktwinkel und Oberflächenspannung
Kontaktwinkel wurden unter Verwendung eines VCA-2500XE (erhältlich von AST Products, Billerica, MA) bestimmt. Zur Bestimmung der Kontaktwinkel der nachstehend beschriebenen Fluoropolymerfolien wurden ionisiertes Wasser und n-Hexadecan verwendet. Als Kontaktwinkel wurde der Durchschnitt von Messungen mit 3 bis 6 verschiedenen Tropfen Wasser oder Hexadecan verwendet. Die Oberflächenspannung oder Flächenenergie eines Feststoffs (γ_S) wurde anhand der folgenden Gleichungen von Owens und Wendt (D. K. Owens und R. C. Wendt, J. Appl. Polym. Sci. 13, 1741 (1969)) unter Verwendung der der polaren Komponente der Flächenenergie (γ_S ^p) und der Dispersionskomponente der Flächenenergie (γ_S ^d) berechnet.
wobei θ der Kontaktwinkel ist, γ_L die Oberflächenspannung der Flüssigkeit ist, γ_S die Oberflächenspannung des Feststoffs ist und die tief gestellten Ziffern 1 und 2 sich auf Wasser bzw. n-Hexadecan beziehen. Das Hinzufügen der hoch gestellten Buchstaben d und p bezieht sich auf die jeweilige Dispersions- und polaren Komponenten. Für die Berechnungen wurden die bekannten Werte für γ_L ^d und γ_L ^p der Prüfflüssigkeiten bei 20 °C verwendet, d. h. für Wasser γ_L ^d = 18,7 und γ_L ^p = 53,6 und für n-Hexadecan γ_L ^d = 27,0 und γ_L ^p = 0. Bei der Ermittlung der Kontaktwinkel mussten Gleichung 1 und 2 gleichzeitig gelöst werden, um γ_S ^d und γ_S ^p des Feststoffs zu ergeben. Die Oberflächenspannung (γ_S) wurde als die Summer von γ_S ^d und γ_S ^p für den Feststoff definiert. Die genannten Werte waren Durchschnittswerte der Oberflächenspannung, die anhand der Kontaktwinkel berechnet wurden.
Schälfestigkeit
Die Schälfestigkeit zwischen den Schichten wurde gemäß ASTM D 1876 (T-Schältest) gemessen. Um die Prüfung der Haftung zwischen den Schichten mit einem T-Schältest zu erleichtern, wurde ein Bogen einer 0,05 mm dicken Polyimidfolie (erhältlich als Apical von Kaneka High-Tech Materials, Inc., Pasadena, TX) vor dem Pressen etwa 2,54 cm tief entlang einer Kante der Laminatprobe zwischen die Folien eingesetzt. Die Polyimidfolie ließ sich von jedem Material abziehen und wurde nur zur Schaffung von Laschen am gebildeten Laminat verwendet, welche in die Backen einer Prüfvorrichtung eingesetzt wurden. Die Proben wurden zu Streifen mit einer Breite von 25,4 mm und einer Länge von 2 bis 2,5 Inch (5 bis 6,3 cm) geschnitten.
Als Prüfgerät wurde eine Prüfmaschine Modell 1125 (erhältlich von Instron Corp., Canton, MA) eingestellt auf eine Querhauptgeschwindigkeit von 4 Inch/min (100 mm/min) verwendet. Beim Trennen der Schichten wurde die durchschnittliche Schälfestigkeit der mittleren 80 % der Probe gemessen. Die Werte für die ersten 10 % und die letzten 10 % der Wanderung der Querhauptdüse wurden ignoriert. Wenn das Material innerhalb der Proben ohne Aufblättern der Schichten an der Bindungsgrenzfläche brach, wurde anstatt des Durchschnittswerts der höchste Wert verwendet. Die in den nachstehenden Tabellen angegebenen Werte wurden als Durchschnitt von drei geprüften Proben gebildet.
Materialien
In den nachfolgenden Materialien sind die Copolymerverhältnisse als Gewichtsprozent angegeben. Der MFI wurde bei einer Temperatur von 265 °C (teilweise fluorierte Materialien) und 372 °C (Perfluoropolymere) unter Verwendung eines 5-kg-Gewichts ermittelt.
In den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden verschiedene Proben hergestellt und verschiedene Eigenschaften beurteilt. Alle Konzentrationen und Prozentangaben sind, wenn nichts anderes angegeben, auf das Gewicht bezogen.
Beispiel 1
Ein 4 Inch mal 4 Inch (10 cm mal 10 cm) großes Blatt aus 0,5 mm dicker FEP-1-Folie wurde auf eine 0,5 mm dicke Folie aus teilweise fluoriertem Polymer A aufgebracht. Dann wurde das laminierte Blatt unter Druck 3 Minuten, lang auf 288 °C (550 °F) erwärmt, um die Haftung zwischen FEP-1 und teilweise fluoriertem Polymer A mithilfe einer erwärmten Etagenpresse von Wabash (erhältlich von Wabash Hydraulic Press Co.) zu beurteilen. Ein 15,2 cm mal 15,2 cm großes Abstandsblech mit einer Dicke von 0,75 mm wurde verwendet, um die Laminatdicke während des Erwärmens unter Druck zu bewahren. Die Probe wurde aus der Presse entnommen und zum Abkühlen auf Raumtemperatur stehen gelassen. Die Schälfestigkeit wurde mit den drei Streifen ermittelt und der Durchschnittswert in der nachstehenden Tabelle angegeben.
Beispiel 2-6
In Beispiel 2 und 3 wurden die Proben wie in Beispiel 1 hergestellt und geprüft, mit der Ausnahme, dass jeweils das teilweise fluorierte Polymer B-F anstatt des teilweise fluorierten Polymers A verwendet wurde. Die Prüfungsergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst.
Vergleichsbeispiel C1-C3
In Vergleichsbeispiel C1-C3 wurden die Proben wie in Beispiel 1 hergestellt und geprüft, mit der Ausnahme, dass jeweils das teilweise fluoriertes Polymer G, H und J anstatt des teilweise fluorierten Polymers A verwendet wurde. Die Prüfungsergebnisse sind in der nach stehenden Tabelle zusammengefasst.
Beispiel 7-11
In Beispiel 7-11 wurden die Proben wie in Beispiel 1 hergestellt und geprüft, mit der Ausnahme, dass der Druck beim Erwärmen und die Erwärmungszeit wie in Verbindung mit den Ergebnissen in der nachstehenden Tabelle dargestellt verändert wurden.
Beispiel 12
In Beispiel 12 wurde eine Probe wie Vergleichsbeispiel C1 hergestellt und geprüft, mit der Ausnahme, dass die Bedingungen der erwärmten Presse 300 °C und 7,5 min waren. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst.
Beispiel 13 und 14
In Beispiel 13 und 14 wurden die Proben wie in Beispiel 1 hergestellt und geprüft, mit der Ausnahme, dass FEP-2 und FEP-3 anstatt FEP-1 verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst.
Beispiel 15-17
In Beispiel 15-17 wurden die Proben wie in Beispiel 1 hergestellt und geprüft, mit der Ausnahme, dass die Temperatur der erwärmten Presse 326,7 °C betrug und dass PFA-1, PFA-2 und PFA-3 anstatt FEP-1 verwendet wurden. Die Prüfungsergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst.
Beispiel 18-23 und Vergleichsbeispiel C4
In Beispiel 18-23 und Vergleichsbeispiel C4 wurden die Proben wie in Beispiel 15 hergestellt und geprüft, mit der Ausnahme, dass unterschiedliche Zeiten in der erwärmten Presse und unterschiedliche Materialien verwendet wurden. Die Materialien, Bedingungen und Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst.
Beispiel 24
In Beispiel 24 wurde die Probe wie in Beispiel 1 hergestellt und geprüft, mit der Ausnahme, dass ein 1,0 mm dickes Fluoroelastomerblatt (Monomerzusammensetzung: TFE/VDF/CF₂-CFOCF₂)₃OCF₃/CF₂=CFBr (14,3/30/55,/0,7 Gew.-%) als teilweise fluoriertes Polymer verwendet wurde. Die Schälfestigkeit geht aus der nachstehenden Tabelle hervor.
Beispiel 25
In Beispiel 25 wurde eine Fluoroelastomerverbindung (FKM) unter Verwendung einer Zweiwalzenmühle hergestellt, indem 100 Teile pro hundert Teile Kautschuk (phr) Fluoroelastomer Dyneon^TM FLS-2650 (erhältlich von Dyneon LLC) mit 30 phr Ruß N-990 (erhältlich von Cancarb), 3 phr Calciumhydroxid, 2,5 phr eines Peroxids (Varox^® DBPH-50 von R.T. Vanderbilt) und 2,5 phr Triallylisocyanurat (TAIC von Nippon Kasei) kompoundiert wurden. Durch Einstellen des Spalts der Walzenmühle wurde ein 10 cm mal 10 cm großes Blatt FKM mit einer Dicke von 1,5 mm hergestellt.
Bromhaltiges Tetrafluoroethylen-Perfluoropropylvinylether-Copolymer (BrPFA) wurde durch Copolymerisation von 1-Bromotrifluoroethylen (BrTFE) mit Tetrafluoroethylen (TFE) und Perfluoropropylvinylether (PPVE) hergestellt. Das Monomerverhältnis betrug BrTFE/TFE/PPVE = 0,3:95,8:3,9 Gew.-% und der Bromgehalt betrug 0,145 Gew.-%, ermittelt mittels Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) unter Verwendung des Spektrometers Rigaku 3370 XRF. Auf das FKM-Blatt wurde ein feines BrPFA-Pulver aufgetragen. Das beschichtete Blatt wurde unter einer Etagenpresse mit einem Druck von 35 kPa 10 min lang auf 160 °C erwärmt. Ein 15,2 cm mal 15,2 cm großes Abstandsblech mit einer Dicke von 1,25 mm wurde verwendet, um die Laminatdicke während des Erwärmens unter Druck zu bewahren. Die Probe wurde aus der Presse entnommen und zum Abkühlen auf Raumtemperatur stehen gelassen. Dann wurde ein 4 Inch mal 4 Inch (10 cm mal 10 cm) großes Blatt aus 0,1 mm dicker Folie aus einem TFE/PPVE-Copolymer (erhältlich als PFA 6522 von Dyneon LLC) auf das bromhaltige mit PFA beschichtete FKM-Blatt aufgebracht. Dann wurde das laminierte Blatt unter der Etagenpresse mit einem Druck von 35 kPa 5 Minuten lange auf 327 °C erwärmt, um die Haftung zwischen PFA und FKM zu beurteilen. Die Probe wurde aus der Presse entnommen und zum Abkühlen auf Raumtemperatur stehen gelassen.
Die fertige Probe wurde in drei 25,4 mm breite Streifen geschnitten. Die Schälfestigkeit wurde mit den drei Streifen wie vorstehend beschrieben gemäß ASTM D 1876 (T-Schältest) gemessen. Das Prüfungsergebnis ist in den nachstehenden Tabellen zusammengefasst.
Beispiel 27-31
In Beispiel 27 wurde eine Querhaupt-Koextrusionsdüse, die mit zwei Kunststoffextrudern ausgestattet war, zum Extrudieren von teilweise fluoriertem Polymer A (innen) und einem Perfluorokunststoff FEP-1 (außen) verwendet. Der koextrudierte Schlauch wurde vor dem Abkühlen zu einem Schlauch mit einem Durchmesser von etwa 24,5 gezogen. Mit einem Schnitt wurde ein 25,4 mm breiter Streifen der FEP-1-Schicht von dem teilweise fluorierten Polymer A getrennt, um Laschen zur Prüfung der Haftung zwischen den Schichten mittels eines Schältests bereitzustellen. "Die Dicke der FEP-Schicht betrug 0,3 mm. Die Schälfestigkeit wurde mit den zwei Streifen ermittelt und der Durchschnittswert in der nachstehenden Tabelle angegeben. Beispiele 28-31 wurden wie in Beispiel 27 beschrieben hergestellt, wobei wie nachstehend in Tabelle 4 angeführt andere Materialien ver wendet wurden. Die Prüfungsergebnisse sind in den nachstehenden Tabellen zusammengefasst. Tabelle 1: Oberflächenspannung
Tabelle 2: Haftungsergebnisse

Tabelle 3: Haftungsergebnisse
Tabelle 4: Haftungsergebnisse
Verschiedene Abwandlungen und Veränderungen dieser Erfindung sind für den Fachmann offensichtlich, ohne dabei vom Schutzumfang und den Grundsätzen der Erfindung abzuweichen und es ist offensichtlich, dass diese Erfindung nicht unnötig durch die hier dargelegten veranschaulichenden Ausführungsformen eingeschränkt wird.

Claims

Gegenstand, umfassend: eine erste Schicht, bestehend im Wesentlichen aus einem im Wesentlichen festen thermoplastischen perhalogenierten, gegebenenfalls perfluorierten, Polymer und gegebenenfalls einem oder mehreren Hilfsstoffen; eine zweite Schicht, bestehend im Wesentlichen aus einem im Wesentlichen festen thermoplastischen teilweise fluorierten Polymer und gegebenenfalls einem oder mehreren Hilfsstoffen; und eine Bindungsgrenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht, bestehend im Wesentlichen aus einem ersten Material mit der Zusammensetzung der ersten Schicht und einem zweiten Material mit der Zusammensetzung der zweiten Schicht.
Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Schicht einen Haftungsgrad zwischen den Schichten von mindestens etwa einem Newton pro Zentimeter (N/cm), gegebenenfalls mindestens etwa 2 N/cm und gegebenenfalls mindestens etwa 5 N/cm aufweisen.
Gegenstand nach Anspruch 1, wobei das perhalogenierte Polymer eine erste Fläche aufweist, die an die zweite Schicht gebunden ist, wobei die erste Fläche eine Flächenenergie von weniger als etwa 25 mJ/m² aufweist.
Gegenstand nach Anspruch 1, wobei das perhalogenierte Polymer interpolymerisierte Einheiten der Formel I umfasst: -CF(X)-CX₂-, (I) wobei jedes X unabhängig ein Halogenatom, eine perhalogenierte C₁-C₈-Alkylgruppe, R'_f oder O(R'_fO)_aR'_f ist, wobei jedes R'_f unabhängig eine C₁-C₈-Perfluoroalkylgruppe ist und a 0-10 ist.
Gegenstand nach Anspruch 4, wobei mindestens ein perhalogeniertes Polymer einen gewichtsprozentigen Anteil an seinen interpolymerisierten Einheiten der Formel I ausgewählt aus mindestens 40, mindestens 80 und mindestens 95 umfasst.
Gegenstand nach Anspruch 1, wobei das perhalogenierte Polymer ein perfluoriertes Polymer mit interpolymerisierten Einheiten gemäß Formel II umfasst:
wobei jedes Y unabhängig eine Bindung, O oder CF₂ ist; jedes Z unabhängig F oder R_f ist, wobei jedes R_f unabhängig eine C₁-C₁₀-Perfluoroalkylgruppe ist; und n 0-3 ist.
Gegenstand nach Anspruch 1, wobei das perhalogenierte Polymer interpolymerisierte Einheiten gemäß der Formel -CF₂-CF(X')- umfasst: wobei jedes X' unabhängig Cl, Br, R_f, O (R_fO)_aR_f ist, wobei jedes R_f unabhängig eine C₁-C₁₀-Perfluoroalkylgruppe ist und a 0-10 ist, oder eine Einheit gemäß Formel II ist:
wobei jedes Y unabhängig eine Bindung, O oder CF₂ ist; jedes Z unabhängig F oder R_f ist, wobei jedes R_f unabhängig eine C₁-C₁₀-Perfluoroalkylgruppe ist; und n 0-3 ist.
Gegenstand nach Anspruch 6, wobei das perhalogenierte Polymer interpolymerisierte Einheiten gemäß der Formel -CF₂-O-Y-CF₂-, wobei Y eine Bindung oder CF₂ ist, umfasst.
Gegenstand nach Anspruch 1, wobei das perhalogenierte Polymer ein Copolymer aus Tetrafluoroethylen (TFE) mit mindestens einem der Folgenden umfasst: Hexafluoropropylen (HFP), Chlorotrifluoroethylen (CTFE) und ein perfluorierter Vinylether der Formel III: CF₂=CFO(R_fO)_aR_f (III)wobei jedes R_f unabhängig eine lineare oder verzweigte C₁-C₆-Perfluoroalkylgruppe ist und a 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist.
Gegenstand nach Anspruch 1, wobei das perhalogenierte Polymer ein Polymer ausgewählt aus FEP, PFA, PCTFE, TFM, MFA und Teflon AF umfasst.
Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die zweite Schicht ein teilweise fluoriertes Polymer mit interpolymerisierten Einheiten der Formel IV umfasst: -CF(X')-CX'₂-, (IV)wobei jedes X' unabhängig Wasserstoff, ein Halogenatom, eine C₁-C₁₀-Alkylgruppe, R'_f oder O(R'_fO)_aR'_f ist, wobei jedes R'_f unabhängig eine C₁-C₁₀-Fluoroalkylgruppe ist und a 0-10 ist.
Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die zweite Schicht Vinylfluorid, Vinylidenfluorid, Tetrafluoroethylen, Hexafluoropropylen, einen fluorierten Alkoxyvinylether, einen fluorierten Alkylvinylether und Kombinationen davon umfasst.
Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die zweite Schicht interpolymerisierte Einheiten aus Vinylfluorid und/oder Vinylidenfluorid zusammen mit interpolymerisierten Einheiten aus einem Vinylether, HFP und/oder TFE umfasst.
Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die zweite Schicht interpolymerisierte Einheiten aus VDF, HFP und TFE und gegebenenfalls einem fluorierten Vinylether umfasst.
Gegenstand nach Anspruch 1, ferner umfassend eine dritte Schicht und gegebenenfalls eine vierte Schicht, die an die dritte Schicht gebunden ist, wobei die dritte Schicht an die erste oder zweite Schicht gebunden ist, und wobei gegebenenfalls eine oder mehrere Schichten einen leitfähigen Hilfsstoff enthalten.
Gegenstand nach Anspruch 15, wobei die dritte Schicht und/oder die vierte Schicht ein Polymer umfassen, ausgewählt aus; perhalogenierten Polymeren, Perfluoropolymeren, teilweise fluorierten Polymeren und nicht fluorierten Polymeren und Kombinationen davon.
Blatt, umfassend: eine erste Schicht, umfassend ein perhalogeniertes thermoplastisches Polymer und gegebenenfalls einen oder mehrere Hilfsstoffe; eine zweite Schicht, umfassend ein teilweise fluoriertes thermoplastisches Polymer und gegebenenfalls einen oder mehrere Hilfsstoffe; und eine Bindungsgrenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht, bestehend im Wesentlichen aus einem ersten Material mit der Zusammensetzung der ersten Schicht und einem zweiten Material mit der Zusammensetzung der zweiten Schicht.
Blatt nach Anspruch 17, wobei das perhalogenierte Polymer aus interpolymerisierten Einheiten aus TFE, HFP und CTFE und gegebenenfalls einem perfluorierten Vinylether abgeleitet ist.
Blatt nach Anspruch 17, wobei das teilweise fluorierte Polymer aus interpolymerisierten Einheiten aus einem oder mehreren der Folgenden abgeleitet ist: Vinylfluorid, VDF, TFE, HFP, CTFE, einem fluorierten Alkoxyvinylether und einem fluorierten Alkylvinylether.
Solarzelle, umfassend eine Folie, umfassend den Gegenstand nach einem der vorstehenden Ansprüche, und gegebenenfalls ferner umfassend eine weitere Schicht, die ein nicht fluoriertes Polymer umfassen kann, wobei das nicht fluorierte Polymer gegebenenfalls ausgewählt ist aus Polyestern, Polyacrylaten, Polymethacrylaten, Polyolefinen.
Kraftstoffschlauch, umfassend den Gegenstand nach einem der Ansprüche 1-15.
Kraftstoffschlauch nach Anspruch 21, ferner umfassend eine Außenschicht, wobei die Außenschicht gegebenenfalls ein nicht fluoriertes Polymer umfasst.
Kraftstoffschlauch nach Anspruch 22, ferner umfassend: eine Zwischenschicht, umfassend ein teilweise fluoriertes thermoplastisches Polymer, die an die erste Schicht des Gegenstands gebunden ist; eine Innenschicht, die an die zweite Schicht des Gegenstands gebunden ist, wobei die Innenschicht gegebenenfalls ein teilweise fluoriertes Elastomer umfasst; und wobei eine oder mehrere Schichten ein leitfähiges Material enthalten.
Kraftstoffschlauch nach Anspruch 22, wobei die Außenschicht ein Material umfasst, ausgewählt aus Polyamiden, Polyimiden, Polyurethanen, Polyolefinen, Polystyrolen, Polyestern, Polycarbonaten, Polyketonen, Polyharnstoffen, Polyacrylaten, Polymethacrylaten, Acrylonitril-Butadien, Butadien-Kautschuk, chloriertem und chlorsulfoniertem Polyethylen, Chloropren, EPM, EPDM, PE-EPDM, PP-EPDM, EVOH, Epichlorhydrin, Isobutylenisopren, Isopren, Polysulfiden, Silikonen, NBR/PVC, Styrol-Butadienen und Vinylacetatethylenen und Kombinationen davon.
Verfahren zur Herstellung eines Schichtgegenstands, umfassend: a) Bereitstellen einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht nach einem der Ansprüche 1-15; b) Erwärmen mindestens einer Schicht auf eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes oder des Schmelzpunktes über einen Zeitraum, der zum Binden der Schichten ausreicht; und c) gegebenenfalls Pressen der ersten Schicht auf die zweite Schicht und wobei eine Bindungsgrenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht im Wesentlichen aus einem ersten Material mit der Zusammensetzung der ersten Schicht und einem zweiten Material mit der Zusammensetzung der zweiten Schicht besteht.
Verfahren zur Herstellung eines Schichtgegenstands, umfassend die Herstellung eines zweischichtigen Unteraggregats, bestehend im Wesentlichen aus: a) Extrudieren einer ersten Schicht nach einem der Ansprüche 1-15 und b) Extrudieren einer zweiten Schicht nach einem der Ansprüche 1-15 und Kontaktieren einer Fläche der ersten Schicht, wobei eine Bindungsgrenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht im Wesentlichen aus einem ersten Material mit der Zusammensetzung der ersten Schicht und einem zweiten Material mit der Zusammensetzung der zweiten Schicht besteht, wobei gegebenenfalls die erste Schicht und die zweite Schicht gebunden werden, während mindestens eine Schicht oberhalb ihres Schmelzpunktes oder ihres Erweichungspunktes ist, und wobei gegebenenfalls eine oder mehrere Schichten ferner ein leitfähiges Material umfassen.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei die erste Schicht und die zweite Schicht zu einer Schlauchform extrudiert werden, wobei die erste Schicht gegebenenfalls eine Innenschicht darstellt.
Verfahren nach Anspruch 27, ferner umfassend das Extrudieren einer Außenschicht auf eine Fläche der ersten oder zweiten Schicht, wobei die Außenschicht gegebenenfalls ein nicht fluoriertes Polymer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 27, ferner umfassend das Extrudieren einer Zwischenschicht, die ein teilweise fluoriertes Polymer umfasst, auf die erste Schicht, die ein perhalogeniertes Polymer umfasst; und Extrudieren einer Außenschicht auf eine Fläche der Zwischenschicht, wobei die Außenschicht gegebenenfalls ein nicht fluoriertes Polymer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Extrudierschritte mittels Koextrusion durchgeführt werden.