專利名稱：用含氟聚合物分散體涂敷基底的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種涂敷其表面被含氟聚合物層所限定的基底的方法。具體地說，本發(fā)明涉及一種用可熔融加工的含氟聚合物涂敷基底的方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種用熱塑性含氟聚合物涂敷基底的方法。
背景技術(shù)：
含氟聚合物，即具有氟化主鏈的聚合物，已經(jīng)長期為人所知并且由于幾種理想的性質(zhì)(如耐熱性、耐化學(xué)性、耐候性和UV穩(wěn)定性等)而被用于多種應(yīng)用中。各種含氟聚合物在例如由John Scheirs編著的“Modern Fluoropolymers”(1997年由Wiley Science出版公司出版)中有所描述。含氟聚合物可具有部分氟化的主鏈(通常至少40重量％被氟化)，或完全氟化的主鏈。含氟聚合物的具體例子包括聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯(TFE)與六氟丙烯(HFP)的共聚物(FEP聚合物)、全氟烷氧基共聚物(PFA)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)共聚物、四氟乙烯與六氟丙烯與偏二氟乙烯的三元共聚物(THV)和聚偏二氟乙烯聚合物(PVDF)。
可以使用含氟聚合物來涂敷基底以得到理想的性質(zhì)，例如耐化學(xué)性、耐候性、抗粘性、防污性、拒水性和拒油性等。例如，含氟聚合物的水分散體可用于涂敷炊具、浸漬織物或紡織原料(例如，玻璃織物)、涂敷紙張或聚合物基底。為了防止如果將含氟聚合物涂料涂敷得太厚而可能發(fā)生的問題(特別是形成龜裂的問題)，人們已經(jīng)提出了多涂層涂料體系。
制備含氟聚合物水分散體的常用方法包括以下步驟使一種或多種氟化單體進(jìn)行水乳液聚合反應(yīng)；通常隨后進(jìn)行濃縮(upconcentrated)，以提高乳液聚合反應(yīng)后所獲得的原始分散體的固體含量。氟化單體所進(jìn)行的水乳液聚合反應(yīng)通常涉及到氟化表面活性劑的使用。經(jīng)常使用的氟化表面活性劑包括全氟辛酸及其鹽，特別是全氟辛酸銨。使用的其它氟化表面活性劑包括全氟聚醚類表面活性劑。
所含有的PTFE占35重量％到65重量％并且所含有的聚氧化亞乙基烷基醚類非離子表面活性劑的含量為PTFE的2重量％到10重量％的聚四氟乙烯(PTFE)分散體提供如下優(yōu)點(diǎn)該分散體中不含帶芳基的表面活性劑，但是它仍然具有良好的涂敷性能，這是因?yàn)樵摲稚Ⅲw在室溫下的粘度低。但是，該分散體顯然是使用了氟化表面活性劑而制成的，因此認(rèn)為該分散體的氟化表面活性劑的含量高。
水乳液聚合反應(yīng)中常用的氟化表面活性劑(例如全氟辛酸或全氟磺酸)價(jià)格昂貴，并且對(duì)環(huán)境不利。因此，人們已經(jīng)采取措施來從水分散體中完全除去分子量低的氟化表面活性劑，或者至少將其在水分散體中的含量減到最少。例如，通過超濾除去部分氟化表面活性劑的方法通常得到認(rèn)可。在后一種情況下，分散體中的含氟聚合物固體的含量也被提高了，即，在去除氟化表面活性劑的同時(shí)，分散體被濃縮了。另外，可以通過將含氟聚合物分散體與陰離子交換劑接觸，來降低氟化表面活性劑的含量。
然而，其中氟化表面活性劑的含量減少或不含氟化表面活性劑的含氟聚合物分散體可能在特定環(huán)境中會(huì)存在某些缺點(diǎn)或不理想的性能。例如，為了避免在濃縮分散體時(shí)會(huì)觀察到的不利的粘度增加現(xiàn)象，可以采用將烴類陰離子表面活性劑加入到不含或基本不含氟化表面活性劑的含氟聚合物分散體中的方法。
目前已觀察到的是不含或僅含少量氟化表面活性劑的可熔融加工的含氟聚合物的水分散體，可能會(huì)表現(xiàn)出較差的潤濕性，特別是在低能表面(例如由含氟聚合物層所限定的表面)上更是如此。因此，用這類分散體來涂敷由含氟聚合物層所限定的表面可能會(huì)存在問題。
發(fā)明概述因此，需要解決或緩解上述問題。理想的是，這樣的解決方案還是對(duì)環(huán)境友好的，是成本有效的，并且與現(xiàn)有的涂敷方法以及該方法中使用的成分相適應(yīng)。期望使可熔融加工的含氟聚合物的分散體在商業(yè)可用的操作條件范圍內(nèi)(特別是在環(huán)境條件下)都得到良好的涂敷性能。本發(fā)明所給出的解決方案提供了一種成膜性能良好的涂料，其成膜性能比得上或優(yōu)于用含有大量氟化表面活性劑的分散體所得到的成膜性能。
本發(fā)明提供一種涂敷其表面被含氟聚合物層所限定的基底的方法，該方法包括以下步驟(i)提供水分散體，該水分散體包含以下組分(a)可熔融加工的含氟聚合物的顆粒，其含量為30-70重量％；(b)氟化表面活性劑，其含量為所述水分散體中的含氟聚合物固體的至多250ppm；(c)含有乙氧基化脂肪醇的非離子表面活性劑，其含量為所述水分散體中的固體總量的2-15重量％；并且其中，所述水分散體不含或基本不含帶芳基的非離子表面活性劑；(ii)可任選地稀釋所述分散體并且/或者向所述分散體中加入另外的組分，從而得到涂料組合物；(iii)將所述涂料組合物施加在所述基底的被所述含氟聚合物的所述層所限定的所述表面的至少一部分上。
術(shù)語“可熔融加工”是指含氟聚合物在被充分加熱至玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之上時(shí)將會(huì)流動(dòng)，或者如果含氟聚合物是半結(jié)晶性的，則在將其充分加熱至熔融溫度之上時(shí)將會(huì)流動(dòng)；并且該含氟聚合物在冷卻時(shí)變成固體。另外，該含氟聚合物應(yīng)該是在其熔融狀態(tài)下可以用常規(guī)的熔融加工設(shè)備進(jìn)行加工的。
本文使用的術(shù)語“含氟聚合物層”應(yīng)該不僅包括僅由含氟聚合物構(gòu)成的層，而且包括由含氟聚合物和可任選的其它組分構(gòu)成的層。一般而言，含氟聚合物層會(huì)含有其含量占含氟聚合物層的重量的至少10重量％、優(yōu)選至少30重量％的含氟聚合物。
術(shù)語“基本不含帶芳基的非離子表面活性劑”通常是指這種表面活性劑存在的量不會(huì)對(duì)分散體的涂敷性能產(chǎn)生不利影響。一般而言，帶芳基的非離子表面活性劑的含量應(yīng)該不超過非離子表面活性劑的總重量的0.1重量％，優(yōu)選為不超過非離子表面活性劑的總重量的0.05重量％。
含有乙氧基化脂肪醇的非離子表面活性劑的使用使得水分散體具有良好的潤濕性，特別是在由含氟聚合物層所限定的低能表面上更是如此。此外，在水分散體被干燥之后，可以在多種基底上得到優(yōu)異的成膜性能，其中所述基底具有限定了所要涂敷的表面的含氟聚合物層。
發(fā)明詳述水分散體中使用的非離子表面活性劑包括乙氧基化脂肪醇。根據(jù)與本發(fā)明相關(guān)的具體實(shí)施方案，該非離子表面活性劑符合式(I)R1-O-[CH2CH2O]n-R2(I)其中R1表示具有至少6個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的脂肪烴基；R2表示氫或C1-C3烷基；n值為2-40，優(yōu)選為3-25，更優(yōu)選為5-12。
脂肪烴基R1包括具有至少6個(gè)碳原子、優(yōu)選具有6-40個(gè)碳原子、更優(yōu)選具有8-18個(gè)碳原子的飽和及不飽和脂肪烴基。該脂肪烴基可以是直鏈或支鏈的，并且可以含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)。該脂肪烴基應(yīng)該不含或基本不含芳基。含有乙氧基化脂肪醇的、結(jié)構(gòu)中不含芳環(huán)的非離子表面活性劑是環(huán)境可以接受的，這是因?yàn)樗鼈冊(cè)跓岱纸鈺r(shí)不會(huì)轉(zhuǎn)變成有害的有機(jī)芳族化合物，因此不會(huì)產(chǎn)生空氣污染。
含有乙氧基化脂肪醇的非離子表面活性劑通常在水分散體中的含量為水分散體中固體總重量的2重量％到15重量％。
幾種含有乙氧基化脂肪醇的非離子表面活性劑是市售可得的，這些非離子表面活性劑包括(例如)GenapolX-080(是被約8個(gè)乙氧基來乙氧基化的異十三醇)，GenapolUD-070和UD-080(是分別被約7個(gè)和8個(gè)乙氧基來乙氧基化的十一醇)，它們均可購自Clariant股份有限公司；TergitolTM15-S(仲醇乙氧基化物)，TergitolTMTMN(支鏈仲醇乙氧基化物)，它們均可購自陶氏公司。
水分散體中的含氟聚合物是可熔融加工的含氟聚合物。該含氟聚合物通常含有衍生自氟烯烴(例如四氟乙烯(TFE)或三氟氯乙烯(CTFE))的重復(fù)單元和衍生自至少一種共聚單體(例如另外一種氟化單體和/或非氟化單體)的重復(fù)單元。氟化共聚單體的例子包括全氟烷基乙烯基單體(例如六氟丙烯(HFP))、氟化烯丙基醚類和氟化乙烯基醚類(特別是全氟化乙烯基醚類(PVE))、偏二氟乙烯和氟乙烯。非氟化共聚單體的例子包括烯烴，例如乙烯和丙烯。
PVE單體的具體例子包括符合下式的那些CF2＝CF-O-Rf(II)其中Rf表示可含有一個(gè)或多個(gè)氧原子的全氟化脂肪烴基。優(yōu)選符合以下通式的全氟乙烯基醚CF2＝CFO(R1fO)n(R2fO)mR3f(II)其中R1f和R2f是互不相同的、具有2-6個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的全氟亞烷基，m和n各自獨(dú)立地為0-10，R3f是具有1-6個(gè)碳原子的全氟烷基。由上式所表示的全氟乙烯基醚的例子包括全氟正丙基乙烯基醚(PPVE-1)，全氟-2-丙氧基丙基乙烯基醚(PPVE-2)，全氟-3-甲氧基-正丙基乙烯基醚，全氟-2-甲氧基-乙基乙烯基醚，全氟甲基乙烯基醚(PMVE)，以及CF3-(CF2)2-O-CF(CF3)-CF2-O-CF(CF3)-CF2-O-CF＝CF2。
可以使用的氟化烷基乙烯基單體包括符合以下通式的那些CF2＝CF-R4f(III)或者CH2＝CH-R4f(IV)其中R4f表示具有1-10個(gè)碳原子、優(yōu)選為1-5個(gè)碳原子的全氟烷基。典型的例子是六氟丙烯。
可熔融加工的含氟聚合物可以是無定形含氟聚合物(現(xiàn)有技術(shù)也稱作彈性體)，或者是半結(jié)晶性含氟聚合物(現(xiàn)有技術(shù)也稱作含氟熱塑性材料(fluorothermoplasts))。特別合適的可熔融加工的含氟聚合物包括半結(jié)晶性含氟聚合物。半結(jié)晶性含氟聚合物或含氟熱塑性材料是通常具有明顯的熔融峰并且通常具有結(jié)晶性的聚合物。一般而言，含氟熱塑性材料的熔點(diǎn)為100-330℃、優(yōu)選為140-310℃。含氟熱塑性材料的例子包括這樣的共聚物，該共聚物由為主要成分的TFE和一定量(例如1-50摩爾％、優(yōu)選為1-10摩爾％)的一種或多種共聚單體構(gòu)成。含氟熱塑性材料的例子包括四氟乙烯(TFE)和乙烯的半結(jié)晶性共聚物(ETFE)，TFE和HFP的共聚物(FEP)，TFE、HFP和VDF的共聚物(THV)，TFE和含氟烷氧基共聚單體的共聚物(例如TFE和PPVE-1的共聚物(PFA))，以及TFE、E、HFP和乙烯基醚類的共聚物?？扇廴诩庸さ暮鷱椥泽w的例子包括(例如)TFE和PVE的共聚物，以及VDF和HFP的共聚物。
水分散體中含有可熔融加工的含氟聚合物的顆粒。一般而言，可熔融加工的含氟聚合物的平均粒徑為30-400nm，通常為40-350nm。通常從可熔融加工的含氟聚合物的所謂的原始分散體(可以得自氟化單體的水乳液聚合)開始，來得到本發(fā)明的方法中所使用的水分散體。在乳液聚合過程中，通常在自由基引發(fā)劑和氟化表面活性劑(優(yōu)選為非調(diào)聚型(non-telogenic)表面活性劑)的存在下，使氟化單體和可任選的其它非氟化共聚單體在水相中進(jìn)行聚合?？梢允褂靡阎獙?duì)氟化單體的水乳液聚合適用的任何氟化表面活性劑。特別合適的氟化表面活性劑通常是非調(diào)聚型的陰離子氟化表面活性劑，其包括符合下式的那些Q-R5f-Z-Ma(V)其中Q表示氫、Cl或F，其中Q可以出現(xiàn)在末端位置上，或不出現(xiàn)在末端位置上；R5f表示具有4-15個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的全氟化亞烷基；Z表示COO-或SO3-；Ma表示包括堿金屬離子或銨離子的陽離子。
根據(jù)上式(V)所示的表面活性劑的代表性例子是全氟鏈烷酸及其鹽，例如全氟辛酸及其鹽(特別是銨鹽)。其它可以使用的氟化表面活性劑包括全氟聚醚類表面活性劑，例如專利文獻(xiàn)EP 1059342、EP712882、EP 752432、EP 816397、US 6,025,307、US 6,103,843和US6,126,849中所公開的那些。其它已經(jīng)使用的表面活性劑被公開于專利文獻(xiàn)US 5,229,480、US 5,763,552、US 5,688,884、US 5,700,859、US 5,804,650、US 5,895,799、WO 00/22002和WO 00/71590中。
由于水乳液聚合中通常使用的氟化表面活性劑的存在已經(jīng)引起了某些環(huán)境方面的關(guān)注，并且由于這類表面活性劑的價(jià)格相當(dāng)昂貴，因此，人們已經(jīng)開發(fā)了多種方法來從含氟聚合物的水分散體中除去和回收氟化表面活性劑?？梢酝ㄟ^多種方法將含氟聚合物的水分散體中的氟化表面活性劑的含量降低。
根據(jù)用來降低氟化表面活性劑的含量的一個(gè)實(shí)施方案，將含有乙氧基化脂肪醇的非離子表面活性劑(例如，如上所述的那些)加入到含氟聚合物分散體中，然后將含氟聚合物分散體與陰離子交換劑相接觸。WO 00/35971詳細(xì)地公開了該方法。陰離子交換過程優(yōu)選在基本為堿性的條件下進(jìn)行。因此，離子交換樹脂優(yōu)選是OH-形式的，但是也可以使用諸如氟化物或硫酸鹽之類的陰離子。離子交換樹脂的具體堿度不是非常重要的。由于強(qiáng)堿性樹脂在除去氟化表面活性劑方面具有較高的效率，因此，強(qiáng)堿性樹脂是優(yōu)選的。該過程可以這樣實(shí)施使含氟聚合物分散體從含有離子交換樹脂的柱中流過；或者可供選擇的另一種方式是，可以將含氟聚合物分散體與離子交換樹脂一起攪拌，然后通過過濾將含氟聚合物分散體分離出來。用這種方法可以將氟化表面活性劑的含量降低至低于250ppm，或者甚至低于100ppm。
在氟化表面活性劑為其游離酸的形式并且是蒸汽揮發(fā)性的情況下，下述方法可供選用以降低氟化表面活性劑的含量。如專利文獻(xiàn)DE 100 18 853所公開，可以通過以下步驟將蒸汽揮發(fā)性的氟化表面活性劑以其游離酸的形式從含氟聚合物的水分散體中除去將非離子表面活性劑、優(yōu)選為含有乙氧基化醇的非離子表面活性劑加入到含氟聚合物的水分散體中；并且在含氟聚合物的水分散體的pH值小于5的條件下，通過蒸餾除去蒸汽揮發(fā)性的氟化表面活性劑，直到分散體中的蒸汽揮發(fā)性的氟化表面活性劑的濃度達(dá)到所需數(shù)值。
另外，如專利文獻(xiàn)US 4,369,266中所公開，也可以通過使用超濾而將氟化表面活性劑的含量降低到所需的濃度。
一般而言，這種方法同時(shí)還會(huì)提高分散體的固體含量，因此可以采用這種方法同時(shí)來除去氟化表面活性劑并濃縮分散體。
在乳液聚合結(jié)束時(shí)，可得到的聚合物固體的含量通常為10重量％到45重量％。為了經(jīng)濟(jì)和方便的目的，優(yōu)選的是，含氟聚合物分散體通常應(yīng)該含有30-70重量％的聚合物固體。一般而言，含氟聚合物分散體中的固體含量為40-65重量％。在當(dāng)聚合結(jié)束時(shí)所得到的固體含量太低的情況下，通常將分散體濃縮以得到所需的固體含量。通常可以在降低氟化表面活性劑的含量之后，再對(duì)水分散體進(jìn)行濃縮。然而，還可以在濃縮后的分散體中降低氟化表面活性劑的含量，或者如上所述，在濃縮的同時(shí)使氟化表面活性劑的含量降低。
為了提高含氟聚合物固體的含量，可以采用任何合適的或已知的濃縮技術(shù)。合適的濃縮方法包括超濾法、熱濃縮法、熱傾析法以及如專利文獻(xiàn)GB 642,025中所公開的電傾析法。濃縮技術(shù)通常在非離子表面活性劑的存在下進(jìn)行，加入非離子表面活性劑是為了在濃縮過程中穩(wěn)定分散體。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，在含有乙氧基化脂肪醇的非離子表面活性劑的存在下進(jìn)行濃縮。為進(jìn)行濃縮，通常應(yīng)該存在于分散體中的所述非離子型表面活性劑的含量一般為2重量％到15重量％，優(yōu)選為3重量％到10重量％。
超濾方法包括如下步驟(a)將非離子表面活性劑加入到需要被濃縮的分散體中；以及(b)使分散體在半滲透性的超濾膜上進(jìn)行循環(huán)，從而將分散體分離成氟化聚合物分散體的濃縮物和水性滲透物。所述循環(huán)步驟通常是以2-7米/秒的輸送速率并且是在泵的作用下進(jìn)行的，這使得氟化聚合物不與產(chǎn)生摩擦力的組件接觸。
為了提高水分散體中含氟聚合物固體的含量，也可以采用熱傾析法。在該方法中，將非離子表面活性劑加入到需要被濃縮的含氟聚合物分散體中，然后將分散體加熱，以形成可以被傾析的清液層，該清液層中通常含有水和部分非離子表面活性劑，而另一層中會(huì)含有濃縮后的分散體。例如，專利文獻(xiàn)US 3,037,953和EP 818 506公開了這種方法。熱濃縮法包括如下步驟將分散體加熱，并且在減壓條件下除去水，直至得到所需的濃度。
在降低氟化表面活性劑的含量和可任選地濃縮含氟聚合物分散體之后，將得到這樣的水分散體，在該水分散體中，氟化表面活性劑的含量為分散體中含氟聚合物固體的至多250ppm、優(yōu)選為至多100ppm。通常，氟化表面活性劑的濃度可以被降低至50ppm或更低，或者甚至降低至30ppm或更低。該分散體中可能還含有含乙氧基化脂肪醇的非離子表面活性劑。其含量通常應(yīng)該為含氟聚合物固體重量的2-15重量％。通常，非離子表面活性劑的含量為3-10重量％。含有乙氧基化脂肪醇的非離子表面活性劑的量可以由穩(wěn)定用表面活性劑(在氟化表面活性劑的去除過程中和/或可任選的分散體濃縮過程中所使用)的用量得到。但是，通過加入另外的非離子表面活性劑，可以對(duì)含有乙氧基化脂肪醇的非離子表面活性劑的含量進(jìn)行調(diào)整，從而在分散體中得到所述表面活性劑的理想濃度，該理想濃度在上述范圍內(nèi)。
本發(fā)明的方法中使用的水分散體通常具有含量為30-70重量％、優(yōu)選為40-65重量％的可熔融加工的含氟聚合物固體。然而，在制備最終的涂料溶液時(shí)，可以用水和/或溶劑將水分散體稀釋，并且/或者可以將水分散體與另外的涂料組分或成分結(jié)合。
例如，在金屬涂層中，特別是用于涂敷炊具的金屬涂層中，可以通過進(jìn)一步將耐熱性聚合物(例如聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺或聚亞芳基硫醚)與水分散體混合，來得到最終的涂料組合物。還可以加入諸如顏料和云母顆粒之類的其它成分來得到最終的涂料組合物。這樣的其它組分通常被分散在有機(jī)溶劑(例如甲苯、二甲苯或N-甲基吡咯烷酮)中。含氟聚合物分散體通常占最終組合物的約10-95重量％。例如專利文獻(xiàn)WO 02/78862、WO 94/14904、EP 22257和US 3,489,595中描述了用于金屬涂層的涂料組合物和其中使用的組分。
本發(fā)明的方法中使用的水性涂料組合物包含以下組分可熔融加工的含氟聚合物；氟化表面活性劑，其含量為水分散體中含氟聚合物固體的至多250ppm；含有乙氧基化脂肪醇的非離子表面活性劑；以及可任選的其它組分，當(dāng)被涂敷在其表面被含氟聚合物層所限定的基底上時(shí)，該涂料組合物通常具有良好的潤濕性和成膜性能。其性能優(yōu)于含有帶芳基的非離子表面活性劑(例如TritonTMX-100)的類似分散體的相應(yīng)性能。
可以用該水分散體來涂敷其表面被含氟聚合物層所限定的多種基底。合適的基底的例子包括金屬，通常為炊具或工業(yè)應(yīng)用所使用的鋁或不銹鋼；聚合物基底，例如聚酯和聚丙烯基底；或者所述基底可以是紙張。所述基底還可以是紡織原料或織物，特別是玻璃纖維或玻璃織物。所述基底的進(jìn)一步特征在于其具有由含氟聚合物層所限定的表面。
基底表面上的含氟聚合物可以是具有部分氟化或全氟化主鏈的任何含氟聚合物。限定了基底表面的含氟聚合物層中的含氟聚合物可以是可熔融加工的，或者不是可熔融加工的。通常，含氟聚合物是其中所具有的主鏈的至少40重量％、優(yōu)選至少50重量％、更優(yōu)選至少60重量％被氟化的聚合物。含氟聚合物也可以具有全氟化的主鏈，例如PTFE就是這種情況。含氟聚合物可以是均聚物或共聚物，并且可以是不同含氟聚合物的混合物。含氟聚合物的例子包括四氟乙烯的共聚物，特別是下列共聚物四氟乙烯/六氟丙烯、四氟乙烯/其中全氟烷基具有1-5個(gè)碳原子的全氟(烷基乙烯基)醚(特別是全氟(正丙基-乙烯基)醚)、四氟乙烯/乙烯、四氟乙烯/三氟氯乙烯、三氟氯乙烯/乙烯、四氟乙烯/偏二氟乙烯和六氟丙烯/偏二氟乙烯；以及下列三元共聚物四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基)醚/六氟丙烯、四氟乙烯/乙烯/六氟丙烯和四氟乙烯/偏二氟乙烯/六氟丙烯；或下列四元共聚物四氟乙烯/偏二氟乙烯/六氟丙烯/全氟(烷基乙烯基)醚和四氟乙烯/乙烯/六氟丙烯/全氟(烷基乙烯基)醚。其它含氟聚合物包括聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯和聚三氟氯乙烯。優(yōu)選的含氟聚合物是TFE的均聚物。
多種涂敷方法可用于施加涂料組合物，例如刷涂法、噴涂法、浸涂法、輥涂法和刮涂法等。優(yōu)選的涂敷方法包括浸涂法。通?？梢允勾糠蟮幕自谑覝?通常約20-25℃)下與水性涂料組合物接觸。在施加涂料組合物之后，可以將處理后的基底在環(huán)境溫度或高溫下干燥。例如，可以用如下方法對(duì)處理后的基底進(jìn)行干燥將處理后的基底輸送通過干燥機(jī)，該干燥機(jī)入口處的溫度為70℃，并且其溫度從入口到出口不斷提高，直到干燥機(jī)出口處的溫度為例如400℃。
現(xiàn)在將參照下述例子對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步加以說明，但本發(fā)明不應(yīng)該受這些例子的限制。
例子縮寫
PTFE聚四氟乙烯APFOA全氟辛酸銨鹽GenapolTMX-080一種非離子型的乙氧基化醇，可購自Clariant股份有限公司。
TFX5060PTFE分散體，可購自3M/Dyneon公司。
TFX5065PTFE分散體，可購自3M/Dyneon公司。
試驗(yàn)方法-熔體流動(dòng)指數(shù)(MFI)根據(jù)ASTM D1238在372℃/5kg的條件下進(jìn)行測定。MFI以g/10分鐘為單位表示。
-熔點(diǎn)根據(jù)ASTM D4591進(jìn)行測定。
-表面張力根據(jù)DIN 53914(平板法)在25℃的溫度下進(jìn)行測量。
經(jīng)PTFE預(yù)涂敷的玻璃織物用TFX 5060將玻璃織物(US2116型，105g/m2，可得自PD-Interglas Technologies AG公司)浸涂兩次，隨后再用TFX 5065將該玻璃織物浸涂兩次，得到的最終涂層的重量為206g/m2。在各次浸涂操作之間，將織物置于干燥機(jī)中，在從70℃開始升高到最高為400℃的溫度下進(jìn)行干燥和燒結(jié)。
實(shí)施例1從乳液聚合得到粒徑為約200nm的TFE/PPVE-1(96/4重量％；MFI＝16，熔點(diǎn)＝310℃)的含氟聚合物分散體，該分散體的固體含量為30重量％。向該分散體中加入含量為分散體中的固體含量的5重量％的GenapolTMX-080。該分散體中含有占分散體的總重量的約0.1重量％(＝聚合物固體的4350ppm)的APFOA。將該乳液聚合物與陰離子交換樹脂接觸，從而將分散體中的APFOA的含量減少到占分散體的總重量的7ppm(＝聚合物固體的30ppm)。對(duì)分散體進(jìn)行熱濃縮。通過浸涂法，用由此得到的分散體來涂敷經(jīng)PTFE預(yù)涂敷的玻璃織物。該分散體對(duì)經(jīng)PTFE預(yù)涂敷的玻璃織物具有良好的潤濕性。得到了涂層重量為13g/cm2的光滑涂層。經(jīng)測試，該分散體的表面張力為28.7mN/m。
對(duì)比例C-1基本上如實(shí)施例1一樣來實(shí)施對(duì)比例C-1，但是用5％的TritonTMX-100(一種乙氧基化的對(duì)異辛基苯酚)代替GenapolTMX-080。結(jié)果觀察到分散體對(duì)經(jīng)PTFE預(yù)涂敷的玻璃織物的潤濕性很差。所得到的分散體的表面張力為34mN/m。
對(duì)比例2重復(fù)對(duì)比例1，不同之處在于不從分散體中除去氟化表面活性劑APFOA。結(jié)果得到了良好的涂層，分散體的表面張力為29.6mN/m。
權(quán)利要求
1.一種涂敷其表面被含氟聚合物層所限定的基底的方法，該方法包括以下步驟(i)提供水分散體，該水分散體包含以下組分(a)可熔融加工的含氟聚合物的顆粒，其含量為30-70重量％；(b)氟化表面活性劑，其含量為所述水分散體中的含氟聚合物固體的至多250ppm；(c)含有乙氧基化脂肪醇的非離子表面活性劑，其含量為所述水分散體中的固體總量的2-15重量％；并且其中所述水分散體不含或基本不含帶芳基的非離子表面活性劑；(ii)可任選地稀釋所述分散體并且/或者向所述分散體中加入其它組分，從而得到涂料組合物；以及(iii)將所述涂料組合物施加在所述基底的被所述含氟聚合物的所述層所限定的所述表面的至少一部分上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基底包括金屬基底或織物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述的可熔融加工的含氟聚合物是含氟熱塑性材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述含氟熱塑性材料的熔點(diǎn)為100-330℃。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中所述含氟聚合物選自下列共聚物四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物，四氟乙烯和氟化乙烯基醚的共聚物，四氟乙烯、乙烯和六氟丙烯的共聚物，以及四氟乙烯、六氟丙烯和全氟化乙烯基醚的共聚物。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中所述的乙氧基化脂肪醇符合下式R1-O-[CH2CH2O]n-R2其中R1表示具有至少6個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的脂肪烴基，R2表示氫或者C1-C3烷基，n值為2-40。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中n值為5-12，并且其中R1具有8-18個(gè)碳原子。
全文摘要
本發(fā)明提供涂敷其表面被含氟聚合物層所限定的基底的方法。該方法使用水分散體，所述水分散體包含以下組分可熔融加工的含氟聚合物的顆粒，其含量為30－70重量％；氟化表面活性劑，其含量為水分散體中含氟聚合物固體的至多250ppm；含有乙氧基化脂肪醇的非離子表面活性劑，其含量為水分散體中固體總量的2－15重量％。所述水分散體不含或基本不含帶芳基的非離子表面活性劑。可任選地將水分散體稀釋并且/或者用其它組分對(duì)其改性，以得到涂料組合物。然后可以將所述涂料組合物施加在所述基底的被含氟聚合物層所限定的表面的至少一部分上。
文檔編號(hào)C03C25/32GK1925928SQ200580006503
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2005年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月1日
發(fā)明者邁克爾·C·達(dá)達(dá)拉斯, 克勞斯·欣策, 赫爾諾特·勒爾 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司