製備多層聚四氟乙烯製品的方法以及由其形成的製品的製作方法
2023-05-04 14:44:06 2
專利名稱：：製備多層聚四氟乙烯製品的方法以及由其形成的製品的製作方法
技術領域：
：本公開一般地涉及用於製備多層聚四氟乙烯製品的方法，並且更特別地涉及用於製備具有功能添加劑層的多層聚四氟乙烯製品的方法。
背景技術：
：多孔性聚四氟乙烯(PTFE)製品被用於許多有用元件，例如過濾器，織物，墊圈，電絕緣體和人體植入裝置。特別地，PTFE膜被用於多種目的，例如用於氣體或液體的過濾器，用於衣物的可滲透水蒸汽且不滲透水的膜的製備和醫學用途的片材，以及用於化學、食品和半導體工業中的管道或生產設備的密封件或墊圈。這些PTFE製品典型地通過以下方法製備將PTFE樹脂與潤滑劑共混，將該共混的樹脂壓製成坯料(billet)，將該坯料推擠為擠出物(extrudate)，乾燥該擠出物，壓延該擠出物(如果期望的話)，拉伸(stretching)或膨體(e鄧anding)該擠出物，和燒結該膨體的擠出物以形成最後的製品。所述膨體PTFE(e鄧andedPTFE，ePTFE)製品可以製造成任何擠出形狀，包括片、帶、管、棒或絲，等等。對於一些PTFE和ePTFE製品，例如在類似過濾、通風和服裝的應用中使用的那些，需要襯層以為PTFE膜提供機械支撐。典型地，PTFE膜被固定(例如層壓)到所述襯層並且所述襯層將作為PTFE膜的機械支撐。此外，所述襯層還可以為PTFE製品提供功能品質，例如耐化學性，機械耐久性(mechanicaldurability)，較高的空氣滲透性，除味等。襯層的一個實例為織物基質，其可以用於PTFE服裝應用。所述襯層為PTFE膜提供PTFE聚合物本身並不具有的品質。但是，需要襯層的一些缺點在於，襯層和膜之間潛在的分層、增加的材料成本、額外的加工步驟，等等。
發明內容本發明公開的是用於製備多層膨體聚四氟乙烯製品的方法，以及由該方法製得的多孔製品。在一個實施方案中，該方法包括用兩個或更多個聚四氟乙烯細粉的層填充預成型體(pre-form)，其中至少一個層包含功能添加劑且至少一個層包含加工助劑；在所述兩個或更多個層之間設置分離層，其中將該分離層配置成在填充期間向每一個層提供結構完整性(structuralintegrity);推擠(extruding)所述兩個或更多個層以獲得多層擠出物；除去所述加工助劑；和膨體該多層擠出物以形成所述多層膨體聚四氟乙烯製品。在另一個實施方案中，所述方法包括用混合有基於第一聚四氟乙烯細粉混合物總重量為大約15%到大約25%重量的加工助劑的第一聚四氟乙烯細粉的層填充預成型體的第一部分；用混合有基於第二聚四氟乙烯細粉混合物總重量為大約0.05%到大約20%重量的功能添加劑的第二聚四氟乙烯細粉的層填充所述預成型體的第二部分；在所述第一部分和第二部分之間設置分離層，其中將所述分離層配置成在填充期間向每一層提供結構完整性；推擠所述的層以獲得多層擠出物；除去所述加工助劑；和拉伸該多層擠出物以形成所述多層聚四氟乙烯製品。如本發明的描述而製備的多層聚四氟乙烯製品包括包含第一聚四氟乙烯細粉混合物的第一層，其中所述第一聚四氟乙烯細粉混合物含有加工助劑；以及包含第二聚四氟乙烯細粉混合物的第二層，其中所述第二聚四氟乙烯細粉混合物含有功能添加劑，其中該功能添加劑被配置為賦予製品一種或多種聚四氟乙烯不能提供的期望的性能，且其中該功能添加劑改進多層聚四氟乙烯製品的機械耐久性，使得襯層成為非必要的(unnecessary)。上述內容和其他特徵通過以下附圖和詳細描述進行舉例說明。現在參考附圖，它們是示例性的實施方案，且其中類似的要素編號類似圖1圖解說明了在用於製備多層PTFE製品的方法中使用的預成型體的一個示例性實施方案；禾口圖2圖解說明了在用於製備多層PTFE製品的方法中使用的另一種預成型體的一個示例性實施方案，其中製品的這些層是同軸的。具體實施例方式本發明公開的是用於製備多層聚四氟乙烯(PTFE)製品的方法，所述製品包含配置為向材料添加期望性質的功能添加劑。如本發明所述形成的多層PTFE製品的每一層對於給定應用可以按照期望具有特定功能。例如，層中的至少一層為製品提供機械支撐。現有的PTFE製品，例如膜、帶等等，都包括層壓於其上的襯層。該襯層提供機械支撐並且有時向PTFE膜提供否則將與PTFE材料無關的功能品質。本發明描述的多層PTFE製品的功能添加劑向製品提供機械結構和功能品質，使得襯層成為非必要的。通過在例如PTFE膜和帶的製品中消除對襯層的需求，可以從多層PTFE製品的製造中除去許多加工步驟，並且可以實現降低材料成本。此外，襯層和現有PTFE膜之間的分層問題通過本公開也得以消除。換句話說，所述方法並不需要為了賦予製品機械耐久性或其他期望的性質而將額外的襯層塗覆、粘合或以其它方式施加等到多層PTFE製品上。在一個實施方案中，製備多層膨體PTFE製品的方法包括用混合有加工助劑的第一PTFE粉末的層填充預成型體的第一部分；用混合有功能添加劑的第二PTFE粉末的層填充所述預成型體的第二部分；在所述第一部分和第二部分之間設置分離層，其中所述分離層配置成在填充期間向每一層提供結構完整性；推擠這些層以獲得多層擠出物；除去所述加工助劑；和膨體所述多層擠出物以形成所述多層膨體PTFE製品。正如以上指出的，多層PTFE製品的至少一層包含混合有功能添加劑的第一PTFE聚合物。本發明使用的術語"功能添加劑"通常傾向於指的是任何這樣的組分，其可以添加到PTFE粉末中並且配置為增大(即增強)多層PTFE製品已經存在的性能或者配置為向製品提供一種或多種PTFE材料單獨所不能提供的期望的性能。功能添加劑可以是無機添加劑、有機添加劑或它們的組合。有機功能添加劑可以包括聚合物、酶、催化劑等，或者包含前述至少之一的組合。示例性的聚合物有機功能添加劑可以包括，但不限於，聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏二氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯交替共聚物(ETFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、四氟乙烯-全氟丙基乙烯基醚共聚物(PFA)、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-co-HFP)和聚氟乙烯(PVF)。其他可以用於增強多層PTFE製品性質的5聚合物有機功能添加劑可以包括，但不限於，聚烯烴(例如聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚苯乙烯、取代的聚苯乙烯、聚(氯乙烯)(PVC)、聚丙烯腈類)，聚醯胺，聚酯，聚碸，聚醚，丙烯酸類和甲基丙烯酸類聚合物，聚氨酯，聚碳酸酯，聚酯(例如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯)，聚醚碸，聚亞苯基碸，纖維素類聚合物，聚苯醚，(例如尼龍，聚對苯二甲醯對苯二胺)，或包含前述聚合物至少之一的組合。在多層PTFE製品中可以用作有機功能添加劑的示例性催化劑可以包括催化酶。酶可以行使有機催化劑的功能並且通過降低反應的活化能而發揮功能。所述催化酶可以削弱反應物的化學鍵，從而導致反應與沒有催化酶相比進行得更快。示例性有機催化酶可以包括，但不限於，有機磷水解酶(Ora)、有機磷酸酸酐脫水酶(organophosphorousacidanhydrolase，0PAA)、磷酸三酯酶(PTE)等，或包含前述至少之一的組合。這些催化酶具有淨化性質並且可以向多層PTFE製品提供針對有毒化學和生物試劑的保護。此外，這些有機催化劑可以用於化學反應中，其中所述多層PTFE製品(例如膜)包括一個或多個催化劑層。例如，多層PTFE製品可以用作具有大的表面積的膜，其中所述大表面積提供高反應產物百分數產率。無機功能添加劑可以包括，氧化物、沸石、碳、碳酸鈣、矽石等，或者包含前述至少之一的組合。示例性氧化物功能添加劑可以包括，但不限於，氧化鋅、氧化鋁、氧化鎂、氧化銀、氧化鐵、氧化鈦、氧化鋯、氧化錳、氧化鎳、氧化鈷、氧化鈀等，或者包含前述至少之一的組合。在一個實施方案中，包含這些金屬氧化物的層可以用作多層PTFE製品中的無機催化劑層。碳功能添加劑可以包括，例如活性碳。示例性沸石功能添加劑可以包括，但不限於，斜鹼沸石(amicite)，方沸石，板沸石，貝爾伯格石，矽鋰鋁石，伯格斯石，鍶沸石，菱沸石，斜發沸石，刃沸石，環晶石，鋇沸石，柱沸石，毛沸石，八面沸石，鎂鹼沸石，十字沸石，水鈣沸石，鈉菱沸石，戈矽鈉鋁石，纖沸石，古柱沸石，交沸石(garmotome)，鹼菱沸石，片沸石，濁沸石，插晶菱沸石，莫裡鉛沸石，針沸石，麥鉀沸石，中沸石，蒙特索馬石，絲光沸石(mordenite)，鈉沸石，鉀沸石(offretite)，副鈉沸石(paranatrolite)，方鹼沸石(paulingite)，五元環沸石(pentasil)，皮水矽鋁鉀石，f丐十字沸石，銫沸石，f丐沸石，鈉環晶沸石(sodiumachiardite)，紅輝沸石(stellerite)，輝沸石，四方鈉沸石，杆沸石，徹內奇石(tschernichite)，斜*丐沸石，*丐交沸石，鉀菱沸石，湯河原沸石，或包含前述至少之一的組合。此外，本發明描述的功能添加劑可以包括治療劑(ther即euticagents)。本發明使用的術語治療劑通常意欲表示任何可以給多層PTFE製品賦予治療或康復(healing)性質的功能添加劑。例如，在心血管病應用中乙醯水楊酸(即阿司匹林)可以包括在制品的一層或多層中作為治療劑。此外，可以使用用於癌症應用的治療劑，例如烷基化劑(alkylatingagents)(例如環磷醯胺，異環磷醯胺等)，影響核酸的抗生素(例如阿黴素，博來黴素等)，鉑化合物(例如順鉑(cisplatin)等)，有絲分裂抑制劑(例如長春新鹼等)，抗代謝物(antimetabolites)(例如5_氟尿嘧啶等)，喜樹鹼衍生物(例如拓撲替康(topotecan)等)，生物反應調節劑(例如幹擾素等)，激素治療劑(例如三苯氧胺等)，等等，或者包含前述治療劑至少之一的組合。甚至更進一步地，在創傷康復(wound-healing)、骨骼再生或其他類似的應用中，可以將治療劑添加到多層PTFE製品的層中。例如，包含一種或多種治療劑的多層PTFE膜可以用作醫學植入體。正如上面所指出的，多層PTFE製品中包含功能添加劑的一個或多個層可以向最後的製品賦予某些期望的性質。例如，可以將功能添加劑加入以改進機械耐久性，耐化學性，高溫性能，過濾效率，吸收性，吸附性，耐磨損性，空氣滲透性、它們的組合，等等。此外，功能添加劑可以賦予例如抗靜電、除味、淨化、治療功能，它們的組合或其他類似性能的性能。此外，功能添加劑可以影響多層PTFE膜的表面形態。表面形態的改變可以賦予和/或增強表面特性，例如疏油性(0leophobicity)、親水性、自清潔性等。甚至更進一步地，功能添加劑例如活性碳，矽石和沸石可以增加多層PTFE製品的表面積並且作為膜和過濾應用的過濾介質。功能添加劑可以以任何適合賦予製品期望的性質、而不會影響層的可推擠性(extrudability)的量存在於多層PTFE製品的層中。在一個實施方案中，基於PTFE粉末混合物的總重量，功能添加劑可以以大約O.05%到大約20%重量(wt%)的範圍存在於PTFE粉末混合物中，特別為大約0.5wt^到大約20wt^，和更特別為大約lwt^到大約15wt%。同樣地，功能添加劑可以具有任何合適的顆粒尺寸用於與PTFE粉末混合和形成將添加劑的性質賦予到多層PTFE製品上的層。在一個實施方案中，功能添加劑具有沿著主軸測量小於大約100納米(nm)的平均顆粒尺寸；特別是小於大約75nm，和更特別為小於大約50nm。功能添加劑與PTFE粉末混合以形成PTFE粉末混合物，其可以添加到預成型體的一部分中並且進行壓制。功能添加劑可以通過任何合適的方法與PTFE混合，以均勻地將添加劑分散在全部PTFE聚合物粉末中，從而擠出後添加劑在制品的整個層中均勻地分布。用於混合功能添加劑和PTFE粉末的方法的實例可以包括，但不限於，幹法混合、通過在溶液中分散混合、共凝固(co-coagulation)，等等。多層PTFE製品的另一層包含混合有加工助劑的第二PTFE粉末。在一個實施方案中，所述第二PTFE粉末不同於第一PTFE粉末。例如，在第二層中PTFE粉末可以具有與第一PTFE粉末不同的分子量和/或分子結構。在另一個實施方案中，所述第二PTFE粉末與第一PTFE粉末相同。所述PTFE粉末可以是具有大約500克每升的平均堆積密度和450-500ym的平均團聚尺寸(agglomeratesize)的細小的、自由流動的粉末。所述PTFE細粉可以通過凝固PTFE的水性分散體(aqueousdispersion)並對其進行乾燥而製備。為了推擠PTFE細粉混合物的層，所述粉末可以與加工助劑例如潤滑劑共混。潤滑劑的一個實例為具有期望的汽化溫度(v即orizationtemperature)的烴，例如石油醚、石油腦(n即tha)、石蠟溶劑(paraffinsolvents)，等等。基於PTFE細粉混合物的總重量，可以添加到PTFE細粉中的加工助劑的比例為大約15wt^到大約25wt%。包含加工助劑的所述第二PTFE粉末混合物的層可以設置在不同於包含功能添加劑的第一PTFE粉末混合物層的預成型體的部分中。因此，所述預成型體包括兩個或更多個用於容納PTFE細粉混合物的層。圖1示出配置為提供PTFE細粉混合物的初始層結構的分層預成型體100的一個示例性實施方案。所示出的該實施方案寬泛地包括兩個組成層，為了便於理解本公開的內容其在本文中被稱為第一層和第二層或內層和外層。但是應當理解的是這些層可以顛倒過來或以任何其他期望的設置提供，並且可以提供多於一層的所述組成層之一或兩者，或者提供不同的組成層，而並不背離本公開的範圍。層的數目，例如可以取決於多層PTFE製品的最終用途應用。所述預成型體是剛性的(rigid)且PTFE細粉混合物的層被輕微地壓到預成型體7中。如圖1所示，包含具有功能添加劑的第一PTFE細粉混合物的第一層102被設置在預成型體100的第一部分104中。包含具有加工助劑的第二PTFE細粉混合物的第二層106被設置在預成型體100的第二部分108中。分離層110設置在第一部分104和第二部分108之間，且被配置為向填充在預成型體100中的每一層以及在所述層保持在預成型體100中直到擠出時提供結構完整性(isconfiguredtoprovidestructuralintegritytoeachlayerasitisfilledinthepre-form100andwhilethelayersremaininthepre-formlOOuntilextrusion)。分離層iio可以包括任何當預成型體ioo被填充時適合保持層分離的材料。在一個實施方案中，分離層是氟化聚合物片材，例如Teflon⑧片材。在預成型體ioo已經用期望數目的層(在該實施例中為2)填充之後，和在預成型體中在PTFE層被壓制之前，分離層110被除去。預成型體100可以具有被配置成容納至少兩個PTFE粉末層的任何形狀。預成型體的形狀可以由多層PTFE製品的所期望的應用決定。在圖1的實施方案中，預成型體具有基本上為圓柱形的形狀，第一部分104設置為鄰近第二部分108。在預成型體的層被擠出，拉伸並且任選燒結之後，形成多層PTFE製品120。在另一個實施方案中，預成型體200也可以具有配置成為多層PTFE製品提供同軸層的基本上圓柱形的形狀，如圖2中所示。如圖2所示，包含具有功能添加劑的第一PTFE細粉混合物的第一層202設置在預成型體200的第一部分204中。包含具有加工助劑的第二PTFE細粉混合物的第二層206設置在預成型體200的第二部分208中，關於第一部分204同軸設置。分離層210設置在第一部分204和第二部分208之間，並且被配置為向填充在預成型體200中的每一層以及在所述層保持在預成型體200中直到擠出時提供結構完整性。在這一實施方案中，分離層210具有圓柱形的形狀。分離層210可以包含例如Teflon⑧管。在預成型體的層被擠出，拉伸並且任選燒結之後，形成多層PTFE製品220。所述同軸的層提供了其中功能添加劑第一層的性能存在於位於外部的第二層之內的製品。例如，在最終的多層PTFE製品中，內層可以是斯克林布層(scrimlayer)。在另一個實施方案中，所述層可以顛倒過來，功能添加劑的性能可以被設置在最終製品的外表面上。在這種設置中，包含功能添加劑的所述多層PTFE製品的外層可以為製品提供表面特性，例如，抗老化，耐化學性，防汙，防冰(anti-icing)，防鹽(anti-salting)，偽裝，阻燃性等。這種多層PTFE製品可以用於例如微濾、微型通風(microventing)、醫學、微電子以及其他類似體系的體系中。所述層的每一層都可以具有最終製品所期望的任何厚度。因此，所述預成型體可以具有配置成為PTFE細粉混合物提供期望的層厚度的部分。此外，所述層的每一層可以具有相同或不同的孔尺寸分布。例如，第一層102可以具有窄的孔尺寸分布，孔比第二層106小。第二層106可以具有更寬的分布範圍。本文使用的PTFE具有通過大量纖絲(fibrils)互相連接的三維矩陣或點陣型節點結構(ThePTFEusedhereinhasathree—dimensionalmatrixorlattice—typestructureofnodesinterconnectedby皿merousfibrils)。所述節點和纖絲的表面限定出大量相互連接的孔，所述孔延伸穿過在層的相對側面之間的PTFE(SurfacesofthenodesandfibrilsdefinenumerousinterconnectingporesthatextendthroughthePTFEbetweenoppositesidesofthelayer)。如將在以下更詳細討論的那樣，PTFE的孔隙度可以變化。PTFE可以是閉孔的(closedpore)或者所述孔可以是連續的。在一個實施方案中，多層PTFE製品的層的表面限定出許多與鄰近所述層的相對主要側面的環境流體連通的相互連接的孔(thesurfacesofthelayersofthemultilayerPTFEarticledefinemanyinterco皿ectedporesthatfluidlycommunicatewithenvironmentsadjacenttotheoppositefacingmajorsidesofthelayers)。在一個特定實施方案中，存在連續的孔，從而為多層PTFE製品提供了滲透性。對於製品的層，合適的孔隙度可以在大於大約10%體積的範圍內。在一個實施方案中，孔隙度可以在大約10%體積到大約20%體積，大約20%體積到大約30%體積，大約30%體積到大約40%體積，大約40%體積到大約50%體積，大約50%體積到大約60%體積，大約60%體積到大約70%體積，大約70%體積到大約80%體積，大約80%體積到大約90%體積，或大於大約90%體積的範圍。在這裡和在整個說明書和權利要求書中，範圍界限可以合併和/或互換。除非上下文或語言中另有說明，否則這種範圍通過它們的範圍界限確定，並且包括所有包含在其中的子範圍。孔與孔之間的孔直徑可以是均勻的，且所述孔可以限定預定圖案。或者，孔與孔的孔直徑可以不同，並且所述孔可以限定不規則的圖案。合適的孔直徑可以小於大約50微米。在一個實施方案中，平均孔直徑可以在大約50微米到大約40微米，大約40微米到大約30微米，大約30微米到大約20微米，大約20微米到大約10微米，大約10微米到大約1微米的範圍內。在一個實施方案中，平均孔直徑可以小於大約1微米，在大約1微米到大約0.5微米，大約0.5微米到大約0.25微米，大約0.25微米到大約0.1微米的範圍內，或小於大約0.1微米。在一個實施方案中，平均孔直徑可以在大約0.1微米到大約0.01微米的範圍。在一個實施方案中，所述層可以具有包括很多通過許多纖絲相互連接的節點的點陣型結構，其中節點和纖絲的表面在制品的層中限定出許多孔。已經至少部分燒結的纖絲的尺寸在與纖絲縱向垂直的方向就直徑而言可以在大約0.05微米到大約0.5微米的範圍內。多孔製品的比表面積可以在每克層材料大約0.5平方米到每克層材料大約110平方米的範圍。為了提供可滲透的製品，例如，所述節點和纖絲的這些表面限定出以曲折的路徑在相對主要側面之間延伸穿過製品層的相互連接的孔。多層PTFE製品的這種層和結構可以用於液體過濾、微型通風、空氣汙染控制等等中。這種製品的層中孔的示例性平均有效孔尺寸可以在大約0.01微米到大約0.1微米，大約0.1微米到大約5微米，大約5微米到大約10微米，或大於大約10微米的範圍。在用期望的PTFE細粉混合物填充預成型體每一部分並且除去一個或多個分離層之後，可以在預成型體中壓制混合物以形成單獨的層。所述混合物可以隨著將每一部分(即層)添加到預成型體中而進行壓制，或者可以在用PTFE細粉混合物完全填充預成型體之後壓制整個製品。然後可以將預成型體100放置在糊料推擠模具(paste-extrudingmold)的機筒中並且用柱塞推送。通過推送預成型體100通過模具的噴嘴口，預成型體100中的每一個層都被完全結合起來，形成多層糊料擠出片材(即擠出物)，其中每一層都具有均勻的厚度。在形成所述多層擠出物之後，可以從材料中除去加工助劑。加工助劑的除去可以通過萃取和/或乾燥進行。加工助劑可以在擠出物被拉伸之前或之後除去。為了通過加熱除去加工助劑，溫度將取決於使用的加工助劑的類型並且將足以蒸發加工助劑。通常，加熱溫度為大約200至lj300攝氏度CC)，特別是25(TC。當加熱多層擠出物以除去加工助劑時，需要小心以避免將片材加熱到高於PTFE的熔點(大約327°C)。然後可以膨體所述多層擠出物以形成膨體的PTFE多層製品。所述擠出物可以通過任何適合於打開PTFE材料的孔的方法進行膨體以形成ePTFE。例如，所述多層PTFE擠出物可以通過在至少一個軸拉伸擠出物而膨體。所述拉伸可以單軸或雙軸進行。拉伸前多層擠出物可以被預熱。在雙軸膨體的情況中，擠出物可以在兩個方向上同時膨體，或者每次在一個方向膨體。如上所述，拉伸多層擠出物可以有效製備多孔PTFE製品。多層PTFE擠出物在未燒結的狀態下進行拉伸。所述拉伸通常在以不同的速度旋轉或具有不同直徑的輥之間進行，或者通過擴幅機在膨體爐中進行。在單軸拉伸的情況中，多層擠出物在平行於或垂直於擠出方向的方向上拉伸。在雙軸拉伸的情況中，多層擠出物首先以與上述相同的方式拉伸，然後進一步在垂直於第一次拉伸方向的方向上進行拉伸。通過所述拉伸，多層擠出物中的每一層變成具有多孔結構，其中孔均勻地遍布整個層。從而最終得到其中每一層都具有孔的多孔多層PTFE製品。通過拉伸多層擠出物，形成了連接節點的纖絲以限定出以上討論的點陣型結構。"膨體"表示拉伸超過材料的彈性極限以給纖絲帶來永久變形或伸長。另外，通過調節拉伸參數控制多層PTFE製品的厚度和微觀結構。所述多層PTFE製品的微觀結構可以通過燒結加工進一步進行穩定。在燒結加工中，如此獲得的多層PTFE製品可以在高於PTFE的晶體熔點的溫度被加熱以鎖定膨體的多孔結構。在一個實施方案中，多孔多層PTFE製品在大約340到大約38(TC的溫度進行熱處理，這略微高於PTFE的熔點(大約327tO並且低於PTFE的分解溫度。製品可以燒結大約5到30秒的一段時間以便熱定形材料。燒結多層PTFE製品通過將一部分材料從結晶狀態改變到無定形狀態，降低並且最小化材料中的殘餘應力。在一個實施方案中，為了適合預期最終用途，製品可以是未燒結的或是部分燒結的。本發明公開的包含功能添加劑的多層PTFE製品可以有利地用於多種應用。示例性的應用可以包括，但不限於，空氣汙染和液體過濾，化學/生物淨化套組，微通風介質(microventingmedia)，醫學，微電子，它們的組合等。如本發明所述形成的多層PTFE製品的每一層對於給定的應用可以具有所期望的特定的功能。例如，至少一層為製品提供機械支撐。這裡描述的多層PTFE製品的功能添加劑為製品提供了機械結構和功能品質，使得支撐襯層成為非必要的。通過消除製品例如PTFE膜和帶中對襯層的需要，可以從多層PTFE製品的製造中除去許多加工步驟並且可以實現降低材料成本。此外，襯層和現有PTFE膜之間的分層問題通過本公開而得以消除。換句話說，所述方法並不需要在多層PTFE製品上塗覆、粘接或以類似方式施加額外的襯層來賦予製品機械耐久性或其他期望的性能。本文使用的術語僅僅用於描述特定實施方案並且不意圖限制本發明。本文公開的範圍是包含端值的並且是可組合的(例如"至多大約25wt^，或更特別的，大約5wt^到大約20wt%"的範圍，包含端點和"大約5wt^到大約25wt%"範圍的所有中間值等)。"組合"包括共混物、混合物、合金、反應產物，等等。此外，術語"第一"、"第二"以及類似詞語在本文中並不表示任何順序，數量或重要性，而是用於將一種要素與另一種區分開，且本文中術語"a"和"an"並不表示對數量的限制，而是表示至少存在一個所提及的對象。與數量聯合使用的修飾語"大約"包括所給出的值並且具有通過上下文指示的含義(例如包括與特殊數量的測量相關的誤差程度)。本文使用的後綴"(s)"意欲包括它所修飾的術語的單數和複數，從而包括一個/種或更多個/種所述術語(例如著色劑包括一種或多種著色劑)。在整個說明書中，提及"一個實施方案"，"另一個實施方案"，"實施方案"等等時，是指關於所述實施方案描述的特定要素(例如，特徵、結構和/或特性)被包括在本文描述的至少一個實施方案中，且可以存在於或可以不存在於其他實施方案中。此外，應當理解的是在不同的實施方案中所述描述的要素可以以任何合適的方式組合。除非另有說明，否則所有本發明使用的術語(包括技術和科學術語)具有和本發明的實施方案所歸屬的
技術領域：
中的普通技術人員所通常理解的含義相同的含義。應當進一步理解的是，術語，例如那些在通常使用的字典中定義的術語，應當解釋為具有與它們在相關
技術領域：
和本公開情景中的含義相一致的含義，且並不以理想化的或過於形式的意義進行解釋，除非本文有特別規定。雖然已經參考示例性實施方案描述本公開，但是本領域技術人員應當理解的是可以進行多種改變並且其要素可以被等價替換而並不背離本公開的範圍。此外，可以進行許多變形以使特殊的情況或材料適用於本公開的教導而並不背離其實質範圍。因此，本公開並不意欲限制於作為所設想的用於實施本公開的最佳模式公開的特定實施方案，相反本公開將包括所有落入後附權利要求範圍內的實施方案。100預成型體102第一層104第一部分106第二層108第二部分110分離層120多層膨體PTFE製品200預成型體202第一層204第一部分206第二層208第二部分11tableseeoriginaldocumentpage12權利要求一種用於製備多層膨體聚四氟乙烯製品(120，220)的方法，包括用兩個或更多個聚四氟乙烯細粉的層(102，106，202，206)填充預成型體(100，200)，其中至少一層包含功能添加劑和至少一層包含加工助劑；在所述兩個或更多個層之間設置分離層(110，210)，其中將該分離層配置為在填充期間向每一層提供結構完整性；推擠所述兩個或更多個層以獲得多層擠出物；除去所述加工助劑；和膨體所述多層擠出物以形成所述多層膨體聚四氟乙烯製品。2.—種用於製備多層膨體聚四氟乙烯製品(120,220)的方法，包括用混合有基於第一聚四氟乙烯細粉混合物總重量為大約15%到大約25%重量的加工助劑的第一聚四氟乙烯細粉的層(102,202)填充預成型體(100,200)的第一部分(104，204);用混合有基於第二聚四氟乙烯細粉混合物總重量為大約0.05%到大約20%重量的功能添加劑的第二聚四氟乙烯細粉的層(106,206)填充所述預成型體(100,200)的第二部分(108,208);在所述第一部分和第二部分之間設置分離層(110，210)，其中將所述分離層配置為在填充期間向每一層提供結構完整性；推擠所述層以獲得多層擠出物；除去所述加工助劑；禾口拉伸所述多層擠出物以形成所述多層膨體聚四氟乙烯製品。3.前述權利要求任一項的方法，其中所述功能添加劑配置為向製品賦予期望的性能，並且包括無機添加劑、有機添加劑、治療劑或它們的組合。4.前述權利要求任一項的方法，其中所述有機添加劑包含聚合物、催化酶或包含前述至少之一的組合。5.權利要求4的方法，其中所述聚合物包含聚偏氟乙烯，聚偏二氟乙烯，四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，乙烯_四氟乙烯交替共聚物，聚氯三氟乙烯，四氟乙烯_全氟丙基乙烯基醚共聚物，偏氟乙烯_六氟丙烯共聚物，聚氟乙烯，聚烯烴，聚醯胺，聚酯，聚碸，聚醚，丙烯酸類和甲基丙烯酸類聚合物，聚苯乙烯，聚氨酯，聚碳酸酯，聚醚碸，聚丙烯，聚乙烯，聚亞苯基碸，纖維素類聚合物，聚苯醚或包含前述至少之一的組合。6.權利要求4的方法，其中所述催化酶包含有機磷水解酶，有機磷酸酸酐脫水酶，磷酸三酯酶，或包含前述至少之一的組合。7.權利要求3的方法，其中所述治療劑配置為向所述多層聚四氟乙烯製品提供經選擇的治療和康復性能之一或兩者，且其中所述治療劑包含乙醯水楊酸，烷基化劑，核酸，鉑化合物，有絲分裂抑制劑，抗代謝物，喜樹鹼衍生物，生物反應調節劑，激素治療劑或包含前述至少之一的組合。8.權利要求3的方法，其中所述無機添加劑包含金屬氧化物，沸石，碳，碳酸鈣，矽石，或包含前述至少之一的組合。9.權利要求8的方法，其中所述金屬氧化物包含氧化鋅，氧化鋁，氧化鎂，氧化銀，氧化鐵，氧化鈦，氧化鋯，氧化錳，氧化鎳，氧化鈷，氧化鈀，或包含前述至少之一的組合。10.權利要求8的方法，其中所述沸石包含斜鹼沸石，方沸石，板沸石，貝爾伯格石，矽鋰鋁石，伯格斯石，鍶沸石，菱沸石，斜發沸石，刃沸石，環晶石，鋇沸石，柱沸石，毛沸石，八面沸石，鎂鹼沸石，十字沸石，水鈣沸石，鈉菱沸石，戈矽鈉鋁石，纖沸石，古柱沸石，交沸石，鹼菱沸石，片沸石，濁沸石，插晶菱沸石，莫裡鉛沸石，針沸石，麥鉀沸石，中沸石，蒙特索馬石，絲光沸石，鈉沸石，鉀沸石，副鈉沸石，方鹼沸石，五元環沸石，皮水矽鋁鉀石，鈣十字沸石，銫沸石，鈣沸石，鈉環晶沸石，紅輝沸石，輝沸石，四方鈉沸石，杆沸石，徹內奇石，斜鈣沸石，鈣交沸石，鉀菱沸石，湯河原沸石或包含前述至少之一的組合。全文摘要本發明涉及用於製備多層聚四氟乙烯製品的方法以及由其形成的製品。一種用於製備多層膨體聚四氟乙烯製品(120，220)的方法，包括用兩個或更多個聚四氟乙烯細粉的層(102，106，202，206)填充預成型體(100，200)，其中至少一層包含功能添加劑和至少一層包含加工助劑；在所述兩個或更多個層之間設置分離層(110，210)，其中將該分離層配置為在填充期間為每一層提供結構完整性；推擠所述兩個或更多個層以獲得多層擠出物；除去所述加工助劑；和膨體多層擠出物以形成所述多層膨體聚四氟乙烯製品。文檔編號B29K27/18GK101712196SQ20091022140公開日2010年5月26日申請日期2009年9月30日優先權日2008年10月6日發明者G·索圖普拉蘇申請人:通用電氣公司