專利名稱：具有改善的粘合強(qiáng)度的聚酰亞胺和含氟聚合物粘合層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有出色粘合強(qiáng)度的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體。所述絕 緣結(jié)構(gòu)在一種實(shí)施方式中可用于包裹電線或電纜或者用于支持電子電路。
背景技術(shù)：
電-磁能量導(dǎo)體通常包覆有護(hù)套以免于由短路導(dǎo)致的電-磁系統(tǒng)的災(zāi)難性故 障。已使用許多材料作為保護(hù)護(hù)套，例如聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯、聚酰亞胺、聚四氟乙烯 (PTFE)、膨體PTFE、氟化的乙烯丙烯、全氟烷氧基聚合物、聚酯、硅橡膠、和尼龍。已經(jīng)將這些 材料以包括通過擠出、纏帶包裹(tape wrap)、插入預(yù)成型管中、收縮包裹等的多種方式施 加于所述導(dǎo)體上。作為具體實(shí)例，美國專利No. 5，846，355描述了包括有機(jī)硅材料的護(hù)套材 料，所述有機(jī)硅材料滲入到多孔聚合物例如膨體聚四氟乙烯中以制造柔韌且耐用的復(fù)合材 料。已經(jīng)描述了包括某些含氟聚合物層的組合以及聚酰亞胺的各種疊層結(jié)構(gòu)體作為 絕緣電線或電纜包裹物的用途。例如，美國專利No. 3，616，177公開了包括至少三個(gè)層的 構(gòu)造，所述至少三個(gè)層包括基礎(chǔ)聚酰亞胺層、氟乙烯丙烯(FEP)共聚物層和聚四氟乙烯 (PTFE)共聚物層。該專利還描述了這樣的四層構(gòu)造在聚酰亞胺基礎(chǔ)層的兩側(cè)具有FEP、在 所述FEP層上具有PTFE層。參見第1欄第37-45行。在美國專利No. 5，399，434中公開了 另一種構(gòu)造，其描述了帶作為電線或電纜的絕緣包裹物的用途，所述帶具有聚酰亞胺芯層、 氟化的乙烯丙烯共聚物(FEP)內(nèi)層、聚四氟乙烯均聚物(PTFE)和氟化的乙烯丙烯共聚物 (FEP)共混物中間層、以及氟化的乙烯丙烯共聚物(FEP)外層。美國專利No. 7，022，402描述了用于包裹導(dǎo)電材料，特別是用于航空航天、高電壓 機(jī)械和/或其它高性能應(yīng)用的導(dǎo)電材料的膜。所述膜為通過將聚酰亞胺層與高溫粘合層組 合而制造的不對(duì)稱的多層絕緣膜，所述高溫粘合層得自高溫基礎(chǔ)聚合物，該高溫基礎(chǔ)聚合 物由聚(四氟乙烯-共-全氟[烷基乙烯基醚])(PFA)制成并且任選地與0 60重量％ 聚(四氟乙烯-共-六氟丙烯)(在該專利中稱為“FEP”)共混。參見摘要和技術(shù)領(lǐng)域。盡 管也可使用具有較低模量的膜，但是優(yōu)選將高模量聚酰亞胺膜作為芯層使用以提供期望的 機(jī)械韌性。參見第7欄第55-62行。Effenberger等人的美國專利No. 5，106，673描述了據(jù)稱具有改善的粘合強(qiáng)度和 其它性質(zhì)的多層膜。該膜是通過將聚酰亞胺層與選自如下物質(zhì)的含氟聚合物的一個(gè)或多個(gè) 層組合而制造的PTFE、熱相容的TFE共聚物、其共混物；PVF2、熱相容的VF2共聚物、其共 混物；PCTFE、熱相容的CTFE共聚物、以及其共混物。參見摘要。在該專利中，作為TFE共聚 物，列舉了 FEP (參見第5欄第27行)。然而，該專利中所公開的一個(gè)發(fā)明目的是，通過使所 存在的全部含氟聚合物中的PTFE含量最大化，降低或消除使用聚酰亞胺和含氟聚合物帶 制造的疊層體的電弧起痕(arc-track)的傾向。為此，Effenberger教導(dǎo)所述粘合層應(yīng)含 有至少40體積％的PTFE。參見第6欄第36-41行。La Court的美國專利No. 5，731，088公開了多層復(fù)合體，其包括聚酰亞胺膜、粘合
5于聚酰亞胺膜兩側(cè)的第一 FEP層、和與FEP層之一粘合的PTFE和FEP的共混物層。La Court 敘述了“FEP涂層提供了聚酰亞胺共聚物基礎(chǔ)膜層對(duì)隨后施加的PTFE-FEP共混物層的優(yōu)異 粘合。沒有FEP涂層時(shí)，PTFE-FEP共混物層與聚酰亞胺共聚物基礎(chǔ)層粘合得不是非常好， 除非共混物中的FEP的比例為至少約50%?！眳⒁姷?欄第41-46行。然而，為了實(shí)現(xiàn)所期 望的耐電弧起痕性，La Court聲稱“PTFE-FEP共混物必須含有至少40重量％且優(yōu)選最高 達(dá)90重量％的PTFE均聚物”。參見第4欄第56-59行。Kaneka Texas Corporation目前銷售氟碳涂布的聚酰亞胺膜(例如，被稱為 120AF616的APICAL Type AF聚酰亞胺膜)，其含有聚酰亞胺基礎(chǔ)層和與聚酰亞胺基礎(chǔ)層兩 側(cè)粘合的100% FEP層。類似地，Dupont Company目前銷售被稱為Kapton FN的氟碳涂
布的聚酰亞胺膜，其為在一側(cè)或兩側(cè)涂布或?qū)盈B有了eflon FEP含氟聚合物的通用聚酰亞 胺膜。期望的是提供可用于航空航天(aerospace)電線或電纜應(yīng)用、具有改善的熱強(qiáng)度 和耐磨性的絕緣結(jié)構(gòu)體。

發(fā)明內(nèi)容
聚酰亞胺_含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其包括a)具有第一和第二主表面的聚酰亞胺基礎(chǔ)層；和b)第一含氟聚合物層；其中，所述第一含氟聚合物層包含基于所述第一含氟聚合物的總重量為約70 約98重量％的氟乙烯丙烯聚合物(“FEP”)和約30 約2重量％的聚四氟乙烯聚合物 (“PTFE”)或聚(四氟乙烯-共-全氟[烷基乙烯基醚])(“PFA”)。如本文中所述的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體在用于航空航天電線和 電纜應(yīng)用中時(shí)呈現(xiàn)出優(yōu)異的熱密封強(qiáng)度。在本發(fā)明中，在所述第一含氟聚合物層在所述聚酰亞胺的第一主表面上并且包含 基于所述第一含氟聚合物層的總重量為約70 約98重量％ (優(yōu)選約75 約98重量％ ) 的FEP和約30 約2重量％ (優(yōu)選約25 約2重量％ )的PTFE時(shí)，所述聚酰亞胺-含氟 聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體特別呈現(xiàn)出優(yōu)異的內(nèi)部粘合強(qiáng)度和儲(chǔ)存壽命性質(zhì)(下文中稱為第 一實(shí)施方式)。所述復(fù)合體另外呈現(xiàn)出出色的令人驚訝的機(jī)械磨損性質(zhì)和電絕緣性質(zhì)，例如 由耐電弧起痕性所展現(xiàn)的。在本發(fā)明中，在所述第一含氟聚合物層包含基于所述第一含氟聚合物層的總重量 為約70 約98重量％ (優(yōu)選約70 約90重量％ )的FEP和約30 約2重量％ (優(yōu)選 約30 約10重量％ )的PFA時(shí)，所述聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體特別呈現(xiàn)出 優(yōu)異的銅粘合強(qiáng)度性質(zhì)(下文中稱為第二實(shí)施方式)。在所述第一或第二實(shí)施方式中，如果需要，所述第一含氟聚合物層可直接接觸所 述基礎(chǔ)層的第一主表面。或者，可通過一個(gè)或多個(gè)中間層將其與所述基礎(chǔ)層的第一主表面 分隔開。所述聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體還呈現(xiàn)出優(yōu)異的內(nèi)部粘合強(qiáng)度性質(zhì)。


引入到本申請(qǐng)中并且構(gòu)成其一部分的附圖對(duì)本發(fā)明的若干方面進(jìn)行說明，并且與實(shí)施方式的描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。附圖的簡(jiǎn)要說明如下圖1為本發(fā)明實(shí)施方式的橫截面?zhèn)纫晥D。圖2為顯示第一實(shí)施方式的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)體的樣品的熱密封強(qiáng) 度的圖，在結(jié)構(gòu)體的含氟聚合物層中包含各種量的FEP。圖3為顯示第二實(shí)施方式的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)體的樣品的熱密封強(qiáng) 度隨涂布過程期間的膜涂布速度變化的圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的下述實(shí)施方式不意圖為窮盡的或者將本發(fā)明限制為在以下具體描述中 所公開的具體形式。相反，所選擇和描述的實(shí)施方式的目的是使得可有利于本領(lǐng)域技術(shù)人 員對(duì)本發(fā)明的原理和實(shí)踐的領(lǐng)會(huì)和理解。如上所述，本發(fā)明的絕緣結(jié)構(gòu)多層體至少包括具有第一和第二主表面的聚酰亞胺 基礎(chǔ)層、和第一含氟聚合物層。在優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的絕緣結(jié)構(gòu)還包括第二含氟聚合物層。附圖描述了其中絕緣結(jié)構(gòu)在聚酰亞胺層的兩側(cè)具有含氟聚合物層的實(shí)施方式。由 該描述，可容易理解僅在聚酰亞胺層的一側(cè)具有含氟聚合物層的實(shí)施方式。關(guān)于附圖，圖1為本發(fā)明實(shí)施方式的橫截面?zhèn)纫晥D，其中復(fù)合體10包括具有第一 主表面14和第二主表面16的聚酰亞胺層12。第一含氟聚合物層18在聚酰亞胺層12的 第一主表面14上。第二含氟聚合物層20在聚酰亞胺層12的第二主表面16上。為了定向 目的，如果第一含氟聚合物層18具有與第二含氟聚合物層20不同的化學(xué)組成，則將第一含 氟聚合物層18定義為與被保護(hù)的(protected)電線或電纜構(gòu)造的金屬部件接觸的層，或者 聚酰亞胺朝向金屬(“PTM”)的層。第二含氟聚合物層20定義為旨在與外包裹物構(gòu)造中另 外的復(fù)合體接觸的層(因此，所述層稱為“粘合層”)，或者受到保護(hù)的電線或電纜構(gòu)造的外 層。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，所述第一含氟聚合物層18和所述第二含氟聚合物層20 各自獨(dú)立地具有約0. 05 約0. 2密耳的厚度。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，所述聚酰亞胺層12 的厚度為約0.5 約5密耳。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對(duì)形成含氟聚合物層18和20的材料進(jìn)行選擇是本發(fā)明的重要方面。具體而言，所述第一和第二含氟聚合物層可獨(dú)立地包括基于所述第一含氟聚合物 層的總重量為約70 約98重量％ (優(yōu)選約75 約98重量％ )的FEP和約30 約2重 量％ (優(yōu)選約25 約2重量％)的PTFE。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，所述第一含氟聚合物層 18和第二含氟聚合物層20各自獨(dú)立地包括基于各自所述第一含氟聚合物層和第二含氟聚 合物層的總重量為約85 約95%的FEP和約15 約5重量％的PTFE。含氟聚合物層材 料的這種選擇提供了這樣的絕緣結(jié)構(gòu)體其除了提供例如耐電弧起痕性和耐磨性等其它性 質(zhì)之外，還呈現(xiàn)出杰出的內(nèi)部粘合性質(zhì)?；蛘?，所述第一和第二含氟聚合物層可獨(dú)立地包括基于所述第一含氟聚合物層為 約70 約98重量％ (優(yōu)選約70 約90重量％ )的FEP和約30 約2重量％ (優(yōu)選約 30 約10重量％)的PFA。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，所述第一含氟聚合物層18和第二含
7氟聚合物層20各自獨(dú)立地包括基于各自所述第一含氟聚合物層和第二含氟聚合物層的總 重量為約85 約95%的FEP和約15 約5重量％的PFA。含氟聚合物層材料的這種選擇 提供了這樣的絕緣結(jié)構(gòu)體其除了提供例如耐電弧起痕性和耐磨性等其它性質(zhì)之外，還呈 現(xiàn)出杰出的銅粘合性質(zhì)。所述含氟聚合物層除了包括FEP和PFA、或者FEP和PTFE之外，還可任選地包括 不是含氟聚合物的聚合物?；蛘?，含氟聚合物層除了包括FEP和PFA之外還可任選地包括 作為含氟聚合物的聚合物。該另外的聚合物優(yōu)選地選自PPVE、PTFE或PFA、三氟氯乙烯聚 合物(CTFE)、四氟乙烯三氟氯乙烯共聚物(TFE/CTFE)、乙烯三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚 (乙烯-共-四氟乙烯)(ETFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、以及其組合。所述聚酰亞胺層通常由聚酰胺酸前體得到。通常，聚酰胺酸如下制備將基本上等 摩爾量的芳族酸二酐和芳族二胺溶解在有機(jī)溶劑中，并且在受控的溫度下攪拌所得溶液直 至完成所述酸二酐和所述二胺的聚合。所述聚酰胺酸前體還可包括常規(guī)(或非常規(guī))催化 劑和/或脫水劑。本發(fā)明的聚酰胺酸可通過任何已知方法聚合。具體而言，優(yōu)選以下聚合方法(1)將芳族二胺溶解在有機(jī)極性溶劑中并且使其在所述有機(jī)極性溶劑中與基本上 等摩爾量的芳族四羧酸二酐反應(yīng)以聚合的方法；(2)使過量摩爾量的芳族四羧酸二酐在有機(jī)極性溶劑中與芳族二胺化合物反應(yīng)以 獲得在兩末端具有酸酐基團(tuán)的預(yù)聚物，使用所述芳族二胺化合物，使得在所有生產(chǎn)步驟中 所述芳族四羧酸二酐變成與所述芳族二胺化合物基本上等摩爾而進(jìn)行后續(xù)聚合的方法。(3)使芳族四羧酸二酐在有機(jī)極性溶劑中與過量摩爾量的芳族二胺化合物反應(yīng)以 獲得在兩端具有氨基的預(yù)聚物，通過將芳族二胺化合物加入所述預(yù)聚物中，并且使用所述 芳族四羧酸二酐使得所述芳族四羧酸二酐變成與所述芳族二胺化合物基本上等摩爾而進(jìn) 行后續(xù)聚合的方法。(4)其中將芳族四羧酸二酐溶解和/或分散在有機(jī)極性溶劑中，并且使用等摩爾 量的芳族二胺化合物使其聚合的方法；(5)其中通過等摩爾量的芳族四羧酸二酐和芳族二胺化合物的混合物在有機(jī)極性 溶劑中的反應(yīng)而進(jìn)行聚合的方法。以下描述了用于制造聚酰亞胺的前體(即本發(fā)明的聚酰胺酸)的材料。用于制造聚酰胺酸的酸酐的實(shí)例包括均苯四甲酸二酐；2，3，6，7_萘四羧酸二 酐；3，3’，4，4’ -聯(lián)苯四羧酸二酐；1，2，5，6_萘四羧酸二酐；2，2’，3，3’ -聯(lián)苯四羧酸二酐； 3，3’，4，4’ - 二苯甲酮四羧酸二酐；2，2_ 二(3，4_ 二羧基苯基)丙烷二酐；3，4，9，10_茈四 羧酸二酐；雙(3，4-二羧基苯基)丙烷二酐；1，1_ 二(2，3-二羧基苯基)乙烷二酐；1，1_ 二 (3，4-二羧基苯基)乙烷二酐；雙(2，3-二羧基苯基)甲烷二酐；雙(3，4-二羧基苯基)乙 烷二酐；氧基二鄰苯二甲酸二酐；雙(3，4-二羧基苯基)砜二酐；對(duì)亞苯基雙(偏苯三甲酸 單酯酸酐)；亞乙基雙(偏苯三甲酸)單酯酸酐；雙酚A雙(偏苯三甲酸)單酯酸酯；以及 它們的類似物。這些化合物可適宜單獨(dú)使用或者以任意比例的混合物使用?？蛇m宜地用于制造聚酰亞胺的前體(即，本發(fā)明的聚酰胺酸)的二胺的實(shí)例包括 4，4’ - 二氨基苯基丙烷；4，4’ - 二氨基苯基甲烷；聯(lián)苯胺；3，3’ - 二氯聯(lián)苯胺；4，4’ - 二氨 基二苯基硫醚；3，3’ - 二氨基二苯基砜；4，4’ - 二氨基二苯基砜；4，4’ - 二氨基二苯基醚；3，3，_ 二氨基二苯基醚；3，4，_ 二氨基二苯基醚；1，5_ 二氨基萘；4，4，_ 二氨基二苯基二乙 基硅烷；4，4’ - 二氨基二苯基硅烷；4，4’ - 二氨基二苯基乙基氧化膦；4，4’ - 二氨基二苯基 N-甲基胺；4，4’ - 二氨基二苯基N-苯基胺；1，4_ 二氨基苯(對(duì)亞苯基二胺)；1，3- 二氨基 苯；1，2_ 二氨基苯，和它們的類似物。這些化合物可適宜單獨(dú)使用或者以任意比例的混合 物使用。優(yōu)選的聚酰亞胺膜是通過均苯四甲酸二酐和二氨基二苯基醚的反應(yīng)制備的。另 一優(yōu)選的聚酰亞胺膜是通過均苯四甲酸二酐、二氨基二苯基醚和對(duì)亞苯基二胺的反應(yīng)制備 的。在該組合中，二氨基二苯基醚與對(duì)亞苯基二胺的摩爾比為50/50 100/0、優(yōu)選70/30 90/10。另一優(yōu)選的聚酰亞胺膜是通過3，3’，4，4’_聯(lián)苯四羧酸二酐、均苯四甲酸二酐、對(duì)亞 苯基二胺和二氨基二苯基醚的反應(yīng)制備的。在該組合中，3，3’，4，4’_聯(lián)苯四羧酸二酐與均 苯四甲酸二酐的摩爾比為30/70 50/50，且二氨基二苯基醚與對(duì)亞苯基二胺的摩爾比為 30/70 50/50。用于聚酰胺酸合成的優(yōu)選使用的溶劑為酰胺系列溶劑，其實(shí)例包括N，N-二甲基 甲酰胺；N，N-二甲基乙酰胺；和N-甲基-2-吡咯烷酮。在這些化合物中，優(yōu)選使用N，N-二 甲基甲酰胺和N，N- 二甲基乙酰胺，其單獨(dú)使用或者以任意比例的混合物使用。通常以5重量％ 35重量％、或者更優(yōu)選10重量％ 30重量％的濃度獲得聚酰 胺酸溶液。在聚酰胺酸溶液的濃度在這些范圍中的情況下，可獲得優(yōu)選的分子量和優(yōu)選的 溶液粘度。所述聚酰亞胺是通過將其前體聚酰胺酸進(jìn)行酰亞胺化而獲得的，所述酰亞胺化通 過熱固化(curing)或者化學(xué)固化而進(jìn)行。所述熱固化是其中在沒有脫水劑或者酰亞胺化 催化劑等的任何作用的情況下僅通過加熱而進(jìn)行酰亞胺化反應(yīng)的方法。所述化學(xué)固化是其 中通過以酸酐(例如乙酸酐)為代表的脫水劑并且通過以叔胺(例如異喹啉、甲基批 啶和吡啶)為代表的酰亞胺化催化劑對(duì)聚酰胺酸的有機(jī)溶劑溶液進(jìn)行作用的方法。所述化 學(xué)固化可與所述熱固化一起進(jìn)行。酰亞胺化的反應(yīng)條件根據(jù)聚酰胺酸的類型、膜的厚度、所 選的固化方法(其可為熱固化和/或化學(xué)固化)而變化。在本發(fā)明的聚酰亞胺膜的制造方法中，制造經(jīng)部分固化和/或部分干燥的聚酰胺 酸膜(凝膠膜)的步驟通過已知方法進(jìn)行。即，在載體例如玻璃板、環(huán)形不銹鋼帶、或者不 銹鋼鼓上流延或涂布以前述方式調(diào)整的聚酰胺酸的有機(jī)溶劑溶液，以通過加熱進(jìn)行酰亞胺 化?；蛘?，在低溫下將脫水劑和催化劑混入聚酰胺酸溶液中，并且使該聚酰胺酸溶液在載體 上流延為膜形式并且對(duì)其進(jìn)行加熱以活化所述脫水劑和酰亞胺化催化劑。通過該熱酰亞胺 化或化學(xué)酰亞胺化，產(chǎn)生經(jīng)部分固化的自支撐聚酰胺酸膜(凝膠膜)。注意，本文中使用的 術(shù)語“部分固化的”或“部分干燥的”指最初存在于所述聚酰胺酸溶液中的酰胺鍵的部分酰 亞胺化，或者最初存在于初始聚酰胺酸溶液中的揮發(fā)性組分的部分蒸發(fā)或干燥。這些術(shù)語 不是指膜的整個(gè)表面的部分固化或部分干燥。所述凝膠膜是處于從聚酰胺酸固化為聚酰亞 胺的中間階段中并且自支撐的膜。之后，使用別針或夾子等夾持所述凝膠膜在橫向上的兩側(cè)，并且將所述凝膠膜送 至加熱爐，在該加熱爐中將所述凝膠膜干燥以除去揮發(fā)性組分例如有機(jī)溶劑。然后所述膜 進(jìn)行熱處理以獲得聚酰亞胺膜。任何用于制造聚酰亞胺膜的常規(guī)或非常規(guī)方法可用于制造本發(fā)明的聚酰亞胺層。
9在美國專利No. 3，616，177 ；5, 066，770 ；5, 070，181和5，081，229中描述了材料和方法的實(shí)
例；因此將所述專利全部引入作為用于所有用途的參考。本發(fā)明的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)體可通過任何合適的技術(shù)制備，這將 是本領(lǐng)域技術(shù)人員所顯見的。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，可通過例如轉(zhuǎn)移復(fù)合(transfer lamination)的層疊技術(shù)使所述聚酰亞胺層層疊有所述第一和第二含氟聚合物層以及任選 的中間層。或者所述聚酰亞胺層可用在適當(dāng)位置(in place)固化而形成任選中間層的涂 布材料涂布，之后在適當(dāng)位置施加固化形成第一和第二含氟聚合物層的涂覆材料。任選地，預(yù)先制備所述聚酰亞胺層的主表面以通過表面處理來增強(qiáng)含氟聚合物層 的粘合。表面處理的實(shí)例包括電暈處理、在大氣壓下等離子體處理、在減壓下等離子體處 理、用偶聯(lián)劑如硅烷和鈦酸酯處理、噴砂、堿處理和酸處理。用于制造本發(fā)明的聚酰亞胺_含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體的方法優(yōu)選地包括用含氟聚合物分散體涂布聚酰亞胺膜的單個(gè)表面或者兩個(gè)表面的步驟，和對(duì)所述含氟聚合物分散體進(jìn)行加熱和干燥以形成含氟聚合物層的步驟。所述干燥和加熱步驟優(yōu)選地使用熱處理爐進(jìn)行。所述熱處理爐可由烘焙區(qū)和熔化 區(qū)組成。熱處理爐中的溫度可影響所述多層體的粘合性質(zhì)。隨著熱處理爐中的溫度升高， 所述多層體的粘合強(qiáng)度提高。在所述含氟聚合物分散體包含基于所述含氟聚合物的總重量為約70 約98重 量％ (優(yōu)選約75 約98重量％ )的FEP和約30 約2重量％ (優(yōu)選約25 約20重 量％)的PTFE的情況下，爐中的最高氣氛溫度優(yōu)選為700°C或更高。如果所述最高氣氛溫 度為700°C或更高，則所獲得的復(fù)合體呈現(xiàn)出杰出的內(nèi)部粘合強(qiáng)度。爐中的最高氣氛溫度的 優(yōu)選上限為800°C。在所述含氟聚合物分散體包含基于所述含氟聚合物的總重量為約70 約98重 量％ (優(yōu)選約70 約90重量％ )的FEP和約30 約2重量％ (優(yōu)選約30 約10重 量％)的PFA的情況下，爐中的最高氣氛溫度優(yōu)選為650°C或更高。如果所述最高氣氛溫度 為650°C或更高，則所獲得的復(fù)合體呈現(xiàn)出杰出的銅粘合強(qiáng)度。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，所述聚酰亞胺層的主表面用增粘材料打底(primed)。任 選地，可使用打底層，例如較少的FEP和/或PTFE層。雖然用于增強(qiáng)粘合或者獲得其它有 利性質(zhì)的中間層是期望的，但是所述聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)體的外層為如本文中 所述的第一和第二含氟聚合物層。可在所述聚酰亞胺基礎(chǔ)層的第一主表面和所述第一含氟聚合物層之間、所述聚酰 亞胺基礎(chǔ)層的第二主表面和所述第二含氟聚合物層之間、或者在所述聚酰亞胺基礎(chǔ)層的各 主表面與所述第一和第二含氟聚合物層之間設(shè)置所述任選的中間層。所述任選的中間層的 厚度對(duì)于本發(fā)明不是關(guān)鍵的?？捎糜谠搶拥暮穸鹊拇硇詫?shí)例獨(dú)立地為約0. 05 0. 5密 耳。所述任選的中間層可選自多種材料?？捎米魉鲋虚g層的材料的實(shí)例包括PTFE、 FEP、PFA、聚氯乙烯(PVC)、PVDF、ECTFE、CTFE、PCTFE、聚酰胺酰亞胺、聚(醚醚酮)、聚砜、聚 (醚砜)、聚(醚酰亞胺)等。當(dāng)使用兩個(gè)或更多個(gè)中間層時(shí)，它們可為不同材料并可具有不同厚度。在所述含氟聚合物層包含基于第一含氟聚合物層的總重量為約70 約98重量％
10(優(yōu)選約75 約98重量％ )的FEP和約30 約2重量％ (優(yōu)選約25 約2重量％ )的 PTFE的情況下，提供特別呈現(xiàn)出優(yōu)異的內(nèi)部粘合強(qiáng)度的聚酰亞胺_含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多 層體。由于該性質(zhì)，上述多層體可在不具有中間層的情況下提供了足夠的內(nèi)部粘合強(qiáng)度。在所述含氟聚合物層包含基于第一含氟聚合物層的總重量為約70 約90重量％ 的FEP和約30 約10重量％的PFA的情況下，提供除了呈現(xiàn)出常規(guī)的粘合強(qiáng)度之外，還特 別呈現(xiàn)出優(yōu)異的銅粘合強(qiáng)度的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體。因此，上述含氟聚 合物層優(yōu)選地用作所述多層體中的與導(dǎo)體結(jié)合的外層。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述復(fù)合體是對(duì)稱的，意味著所述第一含氟聚合物 層和所述第二含氟聚合物層具有相同的化學(xué)組成。該實(shí)施方式提供了制造容易、工廠中需 要儲(chǔ)備的材料數(shù)量減少、使用容易、產(chǎn)品所展現(xiàn)的性能方面的顯著益處。所述第一含氟聚合物層優(yōu)選地在所述聚酰亞胺層的第一主表面之上，并且所述第 二含氟聚合物層優(yōu)選地在所述聚酰亞胺層的第二主表面之上。優(yōu)選地，本發(fā)明的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)體僅由如此處所述的三個(gè)層組 成，并且在所述復(fù)合體中不存在可識(shí)別的(identifiable)另外的連續(xù)層。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該簡(jiǎn)單 的三層構(gòu)造提供優(yōu)異的性能性質(zhì)，并且另外可以直接法制造并且容易使用。該優(yōu)選的三層 構(gòu)造提供了顯著的制造和成本降低的優(yōu)點(diǎn)?？蓪⒈景l(fā)明的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體以適合在平常操作中提供 對(duì)電子材料例如電線或電纜的保護(hù)的任意方式應(yīng)用于所述電子材料。根據(jù)本發(fā)明的聚酰亞 胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體可用作一種或多種導(dǎo)線或電纜的遮蔽物(例如電線或電纜 包裹物)的全部或一部分，或者用作航空航天布線應(yīng)用中常用的“扁電線(flat wire)”的 遮蔽部件。優(yōu)選地，所述聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體是以這樣的帶的形式提供 的其纏繞在電線或電纜的周圍，然后對(duì)其進(jìn)行加熱以使該包裹物與其自身以及與所述電 線或電纜等粘合。最優(yōu)選地，當(dāng)所述聚酰亞胺_含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體僅在一側(cè)進(jìn)行 了涂布時(shí)，將所述絕緣結(jié)構(gòu)體的經(jīng)氟涂布的一側(cè)定位成與待絕緣的任何金屬部件接觸，且 具體而言與銅接觸。例如，優(yōu)選地通過將該絕緣結(jié)構(gòu)體包裹在銅線周圍而使所述銅線絕緣， 其中將該絕緣結(jié)構(gòu)體的經(jīng)氟涂布的一側(cè)定位成與所述銅線接觸。實(shí)施例將參照以下對(duì)本發(fā)明的原理和實(shí)踐進(jìn)行說明的實(shí)施例來描述本發(fā)明的代表性實(shí) 施方式。(第一實(shí)施方式)Apical AV的1. 00密耳聚酰亞胺膜用FEP和PTFE共混物的水分散體涂布，使得在 所述聚酰亞胺膜的兩個(gè)面上獲得含有所示量(重量％ )的PTFE和FEP的0. 05密耳樹脂涂 層。這些涂層是在具有長(zhǎng)度為6英尺的蒸發(fā)和烘焙區(qū)以及長(zhǎng)度為4英尺的熔化區(qū)的常規(guī)浸 涂塔中以40英尺/分鐘的線速度涂覆的。熔化區(qū)中的氣氛溫度為約1200° F(649°C) 約 1400° F(760°C )(網(wǎng)(web)溫度為 750 1000° F)。FEP 和 PTFE 的量如下
權(quán)利要求
聚酰亞胺 含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，包括a)具有第一和第二主表面的聚酰亞胺基礎(chǔ)層；和b)第一含氟聚合物層；其中，所述第一含氟聚合物層包含基于所述第一含氟聚合物層的總重量為約70～約98重量％的FEP和約30～約2重量％的PTFE或PFA。
2.權(quán)利要求1的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其中所述第一含氟聚合物層 在所述聚酰亞胺的第一主表面上，并且所述第一含氟聚合物層包含基于所述第一含氟聚合 物層的總重量為約75 約98重量％的FEP與約25 2重量％的PTFE，從而向所述多層體 提供出色的內(nèi)部粘合強(qiáng)度。
3.權(quán)利要求2的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其中所述第一含氟聚合物層 包含基于該含氟聚合物層的總重量為約85 約95%的FEP和約15 約5重量％的PTFE。
4.權(quán)利要求2的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其還包含在所述聚酰亞胺的 第二主表面上的第二含氟聚合物層；其中所述第二含氟聚合物層包含基于所述第二含氟聚合物層的總重量為約75 98重 量％的FEP和約25 約2重量％的PTFE。
5.權(quán)利要求4的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其中所述第一含氟聚合物層 和第二含氟聚合物層各自獨(dú)立地包含基于各自所述第一含氟聚合物層和第二含氟聚合物 層的總重量為約85 約95%的FEP和約15 約5重量％的PTFE。
6.權(quán)利要求1的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其中所述第一含氟聚合物層 包含基于所述第一含氟聚合物層的總重量為約70 約90重量％的FEP和約30 約10重
7.權(quán)利要求6的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其中所述第一含氟聚合物層 包含基于該含氟聚合物層的總重量為約75 約85%的FEP和約25 15重量％的PFA。
8.權(quán)利要求6的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其中所述第一含氟聚合物層 在所述聚酰亞胺的第一主表面上。
9.權(quán)利要求6的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其還包含第二含氟聚合物層；其中所述第二含氟聚合物層包含基于所述第二含氟聚合物層的總重量為約70 約90 重量％的FEP和約30 約10重量％的PFA。
10.權(quán)利要求9的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其中所述第一含氟聚合物層 和所述第二含氟聚合物層各自獨(dú)立地包含基于各自所述第一含氟聚合物層和第二含氟聚 合物層的總重量為約75 約85重量％的FEP和約25 約15重量％的PFA。
11.權(quán)利要求9的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其中所述第二含氟聚合物層 在所述聚酰亞胺的第二主表面上。
12.權(quán)利要求1、2或6的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其中所述聚酰亞胺基 礎(chǔ)層的厚度為約0. 5 約5密耳。
13.權(quán)利要求1、2或6的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其中所述第一含氟聚 合物層的厚度為約0. 05 約0. 2密耳。
14.權(quán)利要求4或9的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其中所述第一含氟聚合物層的厚度和所述第二含氟聚合物層的厚度獨(dú)立地為約0. 05 約0. 2密耳。
15.權(quán)利要求4或9的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其中所述第一含氟聚合 物層和所述第二含氟聚合物層具有相同的化學(xué)組成。
16.權(quán)利要求1、2或6的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其中所述聚酰亞胺基 礎(chǔ)層由一種或多種芳族酸二酐和一種或多種芳族二胺制成。
17.權(quán)利要求1、2或6的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其中所述聚酰亞胺基 礎(chǔ)層由均苯四甲酸二酐和二氨基二苯基醚制成。
18.權(quán)利要求1、2或6的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其中所述聚酰亞胺基 礎(chǔ)層由聚酰胺酸制備，該聚酰胺酸是均苯四甲酸二酐與二氨基二苯基醚和對(duì)亞苯基二胺的 反應(yīng)產(chǎn)物，其中二氨基二苯基醚與對(duì)亞苯基二胺的摩爾比為約50/50 約100/0。
19.權(quán)利要求1、2或6的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其中所述聚酰亞胺基 礎(chǔ)層由聚酰胺酸制備，該聚酰胺酸是3，3’，4，4’ -聯(lián)苯四羧酸二酐、均苯四甲酸二酐、對(duì)亞 苯基二胺和二氨基二苯基醚的反應(yīng)產(chǎn)物，其中3，3’，4，4’ -聯(lián)苯四羧酸二酐與均苯四甲酸 二酐的摩爾比為約30/70 約50/50，并且二氨基二苯基醚與對(duì)亞苯基二胺的摩爾比為約 30/70 約 50/50。
20.權(quán)利要求4或9的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其中所述聚酰亞胺_含 氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體的構(gòu)造僅由所述聚酰亞胺基礎(chǔ)層和所述第一和第二含氟聚合物 層三層組成，并且在所述復(fù)合體中不存在可識(shí)別的另外的連續(xù)層。
21.制造聚酰亞胺_含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體的方法，包括用含氟聚合物分散體涂布聚酰亞胺膜的單個(gè)表面或者兩個(gè)表面的步驟，和對(duì)所述含氟聚合物分散體進(jìn)行加熱和干燥以形成含氟聚合物層的步驟，其中，所述含氟聚合物分散體包含基于所述含氟聚合物的總重量為約75 約98重 量％的FEP和約25 約2重量％的PTFE。
22.權(quán)利要求21的制造聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體的方法，其中所述對(duì) 含氟聚合物分散體進(jìn)行加熱和干燥的步驟在最高氣氛溫度為700°C或更高的熱處理爐中進(jìn) 行。
23.受到保護(hù)的電線或電纜，其中所述電線或電纜用權(quán)利要求1、2或6的聚酰亞胺-含 氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體包裹。
24.受到保護(hù)的電線或電纜，其中所述電線或電纜用權(quán)利要求4或9的聚酰亞胺-含氟 聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體包裹。
25.使電線或電纜絕緣的方法，包括a)提供電線或電纜，和b)使用權(quán)利要求1、2或6的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體以提供電絕緣保護(hù) 的方式包裹所述電線或電纜。
26.使電線或電纜絕緣的方法，包括a)提供電線或電纜，和b)使用權(quán)利要求4或9的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體以提供電絕緣保護(hù)的 方式包裹所述電線或電纜。
27.權(quán)利要求6的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其還包括在所述聚酰亞胺和所述第一含氟聚合物層之間的中間層。
28.權(quán)利要求19的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其還包括第二含氟聚合物 層和第二中間層，其中所述第二中間層在所述第二含氟聚合物層和所述聚酰亞胺的第二主 表面之間。
全文摘要
呈現(xiàn)出優(yōu)異的熱密封強(qiáng)度和出色的內(nèi)部粘合強(qiáng)度的聚酰亞胺-含氟聚合物絕緣結(jié)構(gòu)多層體，其包含具有第一和第二主表面的聚酰亞胺基礎(chǔ)層、和第一含氟聚合物層。所述第一含氟聚合物層可在所述聚酰亞胺層的第一主表面上?；蛘?，可通過中間層將其與所述聚酰亞胺層的第一主表面分隔開。所述第一含氟聚合物層包含基于所述第一含氟聚合物層的總重量為約70～約98重量％的氟乙烯丙烯聚合物(‘FEP’)和約30～約2重量％的聚四氟乙烯聚合物(‘PTFE’)或聚(四氟乙烯-共-全氟[烷基乙烯基醚])(‘PFA’)。本發(fā)明還提供在所述聚酰亞胺層的兩個(gè)表面上具有含氟聚合物層的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還描述了使用該復(fù)合體的受到保護(hù)的電線或電纜和方法。
文檔編號(hào)B32B27/30GK101939796SQ200880122828
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者格蘭特·R·李, 格雷戈里·D·克萊門茨, 鄭海濱 申請(qǐng)人:鐘淵得克薩斯公司